图1:日资汽车厂商采用超高张力钢材的动向。神户制钢所与奥钢联克雷姆斯计划通过此次合作,加快2011年以后超高张力钢材的采用。
神户制钢所与奥钢联克雷姆斯(VAK)2008年9月11日宣布,双方将就拉伸强度为1180~1470MPa的超高张力钢辊轧成形技术*1开展合作。根据合作协议,双方将推荐日本汽车厂商在2011年以后的车型中采用超高张力钢辊轧成形部件(图1)。
为符合CO2尾气排放规定,目前车身日益轻量化,车身结构部件也越来越多地采用超高张力钢材。但是,当前对能够发挥超高张力钢材优势的加工方法的开发力度不够。比如,此前广泛使用的冷压工法适用于地板、窗框及座架等使用拉伸强度较低的材料、纵横比小(不细长)的部件。而普通冲压机加工超高张力钢材的能力不够。另一方面,近年采用越来越多的热压*2工法能够用于加工使用超高张力钢材的汽车大梁等。但是,由于加热时的脆性,抗碎性和耐腐蚀性差,不适于纵横比大的部件(图2)。
图2:冷压、热压和辊轧成形所适用的部件。超高张力钢辊轧成形技术适于纵横比大的部件。 而辊轧成形的优势在于:能够加工利用其他工法无法实现的复杂形状;由于非热处理,因此无损抗脆性和耐腐蚀性。制造汽车结构部件时,相同材料和板厚条件下,辊轧成形在撞击变形时吸收的能量比冷压高25%,因此能够减薄板厚,减轻重量约15%(图3)。成本方面,可比冷压减少约15~20%左右,可比热压减少约30%(均为神户制钢估算值)。
图3:加工CR1470时,吸收能量的比较。辊轧成形所吸收的能量比冷压高出大约25%。 辊轧成形的段数为25~30段,形状复杂的部件在60段左右。与钢铁设备和20~30kN的冷压机相比,规模小也无所谓。拥有辊轧成形设备的厂商还可以用现有设备加工超高张力钢材。
采用辊轧成形技术的例子有:日本汽车厂商已将1180MPa的超高张力钢材用于保险杠。另外欧洲厂商方面,有些厂商除保险杠、门梁外,还将1180MPa的超高张力钢用在了侧梁和车顶纵梁等部件上。两家公司建议今后在上述部材上采用拉伸强度更高的高张力钢(图4)。
图4:辊轧成形部件的应用实例。两家公司今后将扩大3)的应用范围。 材料厂商神户制钢将通过此次技术合作扩大超高张力钢材的供应。而奥钢联克雷姆斯计划向日资汽车厂商的欧美生产基地供应部件。在此之前,两家公司将对拥有辊轧成形技术的日本国内部件厂商提供技术支持。(记者:松田 千穗)
*1辊轧成形:利用多种形状的轨辊轧弯钢板以获得指定形状的加工方法。
*2通过加热钢板使其易于变形,利用模具制成钢板,同时淬火的加工方法。能够获得比成型前更高的强度。与模压淬火意义基本相同。
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