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汽车车身用冲压钢材概述!

来源:188BET官网  作者:188bet官网在线登录  2022-08-11 07:05:43

  轿车车身是轿车的重要组成部分,由它构成了成员的乘座空间和乘乘座环境,其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征。因此,车身材料既要满足车身设计、生产(制造)、装配、维护方面的要求;还要满足使用、安全等方面的要求,即满足强度、刚度、耐腐蚀、拉延性以及可焊接,易加工成型等方面的要求,所以轿车车身用材料种类较多。

  金属材料:钢板、铸铁等重金属材料;铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料

  非金属材料:工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料、非金属复合材料等

  3、复合材料:玻璃纤维增强材料(GFRP)、碳纤维增强材料(GFRP)等

  6、涂装材料:(构成:油料、树脂、颜料、稀释剂、辅助材料)底漆、面漆、腻子、辅助材料等

  热轧软钢板:含碳量一般在0.15%以下,硬度低、抗拉强度不高。主要用于挡泥板、地板、行李箱铰链、保险杠等。

  冷轧软钢板:相比热轧软钢板加工性能好,且表面美观。如Q215、碳钢和低合金结构钢冷扎钢板、10F、08F、优质碳素结构钢冷轧薄钢板等,用于车身外板、零件的外壳、车顶板、行李箱盖、发动机罩、车门内外板、保险杠、挡泥板等。

  高强度钢板:抗拉强度相当高,具有很强的抗破坏能力。用于车身外板、翼子板等。

  表面处理钢:镀锌钢板、锌粉漆涂装钢板等,防腐蚀性能好。用于车门、车顶内衬板、下护板、车身底部等。

  汽车车身外板用钢主要用于制造前、后、左、右车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等零件。汽车车身外板应具很好的成形性,抗腐蚀性和抗凹性以及良好的点焊性,汽车车身外板多用镀层板,以满足汽车外板4 年运行无锈斑的防腐要求(最近欧洲提出了防腐性更高的要求,即外板的防腐性能与汽车同寿命) ,为了提高抗凹性,汽车外板的钢板多用BH 钢(烘烤硬化钢) , IF 增磷钢以及高成形性的冷轧退火双相钢(如DP30260 等) ,以减薄厚度,保证抗凹性;涂层板多用热镀锌板、热镀锌铁板、电镀锌板以及电镀锌- Ni 板等,用合金镀层板的目的是减薄镀层厚度,提高结合力,改善点焊性,减少焊接车间锌污染。

  汽车车身内板零件比外板形状更为复杂,要求车身内板用钢应具有更高的成形性和深冲性能,因此车身内板多用冲压成形性和深冲性能优良的IF钢,少量用IF - 增磷钢;其镀层要求与外板类同,热镀Zn2Fe 板或电镀Zn2Ni 板;由于合金镀层较薄,为防止运输或冲压时对镀层的损伤,通常在镀层板的表面再涂一层有机薄膜,既保护镀层,又改善冲压性能,并可减少冲压摩擦和镀层损伤,改善板材成形性。

  高强度钢板的抗拉强度一般在600N/m㎡以上,其破坏强度为低碳钢板的2~3倍。

  车身结构件或者白车身(BIW) ,既和汽车碰撞安全有关,又和汽车轻量化密切相关;因此选材要求既有高强度,又有良好的塑性。先进高强度钢(ad2vanced high st rength steel ,AHSS) 由于具有较好的应变分布能力和较高的应变硬化特性,力学性能更加均匀,因而其回弹量的波动小;同时这类钢具有更好的碰撞特性和更高的疲劳寿命;因此采用这类钢具有更多的降低板厚、减薄规格的可能。

  在碳≤0. 008 %的超低碳钢中, 加入足够量的强碳、氮化合物形成元素钛和铌, 使钢中的碳、氮原子完全被固定成碳、氮化合物( Ti (C、N) ,Nb(C、N)) ,钢中无间隙原子存在,这种钢称为“无间隙原子钢”,即Interstitial Free Steel ,缩写成IF 钢。

  工业生产超低碳IF 钢, 若不经过钛或铌微合金化处理,其(111)退火织构不强, r 值不高,因为微合金化处理是为了消除固溶体中的碳、氮间隙原子,得到纯净的铁素体基体。钢中加入钛和铌的量, 要使钢中的C、N原子被完全固定, 而纯净的铁素体中无间隙原子存在,这就是IF 钢的冶金学基础。

  IF钢的性能受化学成分、钢坯加热温度、终轧温度、卷取温度、冷轧压下量和退火温度等参数的影响。但最终热轧板卷应获得细小的铁素体组织和粗大的析出物,如碳、氮化合物。 因为粗大的析出物有降低再结晶温度的作用和有利于r 值和塑性的提高。IF 钢再退火过程中,要完成铁素体再结晶和晶粒长大以及发展再结晶结构

  深冲冷轧高强度钢板主要用磷强化,这是由于磷的强化能力很强,约为硅的7倍,锰的10倍。钢中加入0.1%的磷和加入0.7%的硅或1.0%锰,其强化效果是等同的,这可节约大量的合金元素,既降低了钢的生产成本,又不会因钢中加入多量的合金元素(Si或Mn)而降低钢板的塑性。

  薄板在冲压成形前具有较低的屈服强度,经冲压成形或预拉延变形后,随即进行烘烤(约170℃)或高温处理,薄板的屈服强度得到一定程度的提高,这种薄板称烘烤硬化钢板(简称BH钢板)。

  含有间隙固溶原子C、N的退火状态薄板,经变形后, 导致基体内位错密度增加,C、N原子向位错扩散的距离缩短,随着高温时效处理(或烤漆温度处理),提高了C、N原子扩散的热激活能,促使其向位错的扩散加快。C、N原子在位错处聚集,钉轧位错,此时薄板再变形需要更高的屈服应力。 薄板呈现烘烤硬化值,用BH表示。

  薄板的烘烤硬化值(BH值)主要依赖于钢中固溶原子C,随着固溶C量增加,BH值提高。为防止薄板在较短时间内(3个月)出现时效倾向,应控制钢中固溶C量,一般为,这时可获得

  将0.10%~0.40%C、1.0%~2.0%Si和1.0%~2.0%Mn,加热到(α+γ)两相区,保持一定时间,以某一速度冷却到钢的贝氏体转变温度保温,最后得到铁素体+贝氏体+(10%~20%)残余奥氏体的复合组织。当钢板经冷加工成形时,诱发残余奥氏体向马氏体转变,呈现高强度和高塑性。

  随着强度的增加,钢板伸长率下降,要获得强度高,塑性好的钢板,最理想的组织应为铁素体(高塑性)+马氏体(高强度)。要求马氏体不破坏冲压时的基本组织(铁素体)变形的连续性,马氏体应为岛状,这种铁素体+马氏体钢称为双相钢。

  冷轧双相钢(相变强化)可获得高强度和良好的塑性,冷轧双相钢具有高抗疲劳性、抗碰撞吸收能、好的抗凹陷性能和安全性,被汽车界所关注,有可能成为汽车特别是轿车首选的冷轧高强度钢板。

  (1)热镀锌和电镀锌钢板;(2)合金化热镀锌钢板(简记为GA 钢板);(3)Zn - Ni 合金电镀钢板;(4)双层Zn - Fe 合金电镀钢板;(5)薄膜有机复合钢板;

  统计表明,热镀锌钢板生产的汽车的腐蚀率、故障率仅为普通钢板生产汽车的1/3。随着汽车使用期的延长更加明显。目前,中国轿车车身全部采用镀锌钢板的有上海通用别克一汽大众Audi A6和一汽轿车M6等。但目前生产量大的,其车身用镀锌钢板每车只有约20~25Kg。

  减振复合钢板是在上下2层钢板之间夹着1层厚度约0.05mm的高分子阻尼材料,把金属材料和高分子材料的特性有机地结合起来。因此,减振复合钢板既具有金属材料的强度、塑性、可焊性和冷加工成型性,又具有高分子材料的阻尼特性。

  减小汽车振动、降低噪声、增加乘坐的舒适性,在汽车发动机和变速器周围的冲压件常采用减振复合钢板制造,如发动机油底壳、气缸罩盖、变速器正时齿轮盖板、齿轮室罩盖和驾驶室前围板等。如果将减振复合钢板中间高分子阻尼材料由0.05mm增加到整板厚度的1/3~1/2,这种钢板既具有优异的减振性能,又可在不降低零件刚度的条件下大幅度减轻汽车质量。

  热轧钢板生产流程短,成本低,钢板有较高的强度和较好的伸长率,主要用来制造汽车车架、车轮、车厢及底盘和结构件。这种钢板经盐酸酸洗、在线平整和涂油,钢板表面光洁平整,尺寸精度高,称热轧酸洗钢板。可用它代替部分冷轧钢板生产结构件和深冲件,以降低汽车成本。

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