汽车钢板发表评论(0)编辑词条

　　汽车钢板生产(production of automobile steel sheet)

　　汽车钢板是指用于冲压成形覆盖汽车发动机和底部、构成驾驶室和车身等表面及内部零件的薄钢板。汽车钢板的发展经历了三代产品。第一代产品为沸腾钢板，它有较弱的{111)织构和几乎与其相当的其他织构，其塑性应变比r值不高(r=1．0～1．2)；固溶氮含量较高，有明显的应变时效。第二代产品为铝镇静钢板，通过对A1N的固溶和析出的控制，铝镇静钢板有强的{111)织构，r值为1．4～1．8，深冲性能良好，钢中的氮被固定成AlN，在罩式退火中绝大　部分碳析出成Fe3C，经平整后其性能稳定。迄今为止，汽车钢板的许多品种都是以铝镇静钢为基础发展而来的。第三代产品为无间隙原子钢板(简称IF钢板)，它具有极为优良的成形性能、高r值(r>2)、高硬化指数(n>0．25)、高伸长率(>50％)、非时效性(AI=O)、低屈服点σs和屈强比σs／σb，因此亦称之为超深冲钢板。第一代产品现已很少使用.

　　汽车钢板的变革以满足社会对汽车的需求为基本原动力。现代汽车的发展趋势可概括为减重节能、防腐防害、舒　适安全、性能多样、美观耐用。相应于此，汽车钢板则朝着高品质、多功能的方向发展，其显著特点是：以减重、节能、节省原材料为目的的低合金高强度钢板广泛使用；以防腐为目的，大量开发、使用具有不同功能的单面或双面表面处理钢板；以完全减振、安全吸音为主要目的，开发、使用减振消音钢板和轻质层压钢板.

　　汽车钢板的主要品种和用途汽车钢板的品种很多，常根据钢的脱氧方式、钢种、强度和冲压级别等综合因素划分成深冲钢板、超深冲钢板、高强度钢板、表面处理钢板和复合钢板等5类。每一类中都有具有代表性的钢板品种.

　　深冲钢板包括用沸腾钢制造的普通冲压和强度级别的钢板，以及用铝镇静钢制造的深冲压级别钢板.

　　超深冲钢板(IF钢板)是在超低碳钢中加入一定量的钛、铌，使钢中碳、氮原子完全被固定成碳、氮化合物，而钢中无间隙原子存在。该钢种最显著的特征是超低碳，一般C<0．005％.

　　IF钢板几乎可以满足对汽车用钢板提出的各种性能要求，如深冲性、高强度、防腐性、抗冲击性等，主要用于制造汽车覆盖件中难成形或极难成形件。IF钢板的发展趋势是生产成本经济化和产品品种系列化，其系列产品包括深冲高强IF钢板、深冲及超深冲热镀锌IF钢板、新型超深冲IF钢板、深冲及超深冲高强烘烤硬化(BH)钢板等.

　　高强度钢板 高强度钢板的屈服点比一般铝镇静钢板高50％～100％，能够满足汽车的减重节能要求。汽车覆盖件采用高强度钢板制造，可将板厚由1．0～1．3mm减薄到0．7～0．8mm，从而减轻车身重量15％～20％，节油8％～15％，同时抗冲击能力提高20％，抗扭曲能力提高10％～20％。因而，高强度钢板在汽车工业中的使用比重逐年增长.

　　根据用途和板厚情况，高强度钢板可以在热轧、冷轧和退火状态下使用，广泛使用的高强度钢板品种有含磷钢板、高强度低合金钢板、烘烤硬化钢板、双相钢板等.

　　(1)含磷钢板。通过加磷，铁素体得以固溶强化，含磷量为0．1％的钢板，其屈服点和抗拉强度能够达到250MPa和450MPa，经过罩式炉退火的含磷钢板具有高r值和良好成形性能。含磷钢板生产成本低，对生产条件要求不高，可用于制造汽车的门、盖、罩、护板等零件.

　　(2)高强度低合金钢板。添加适量的合金元素和经合适的轧制工艺来细化晶粒及获得碳、氮化物析出。这两种强化效应的结合，可使钢板的强度达到700MPa。这类钢板的缺点是，随着强度增加，延展性和成形性有所下降。高强度低合金钢板主要用于制造形状不太复杂，对成形性能要求不太高的一类汽车覆盖件.

　　采用微合金化手段和控轧控冷技术相结合能够生产出具有优良综合性能的微合金特殊深冲钢板和微合金高强度钢板，这是高强度低合金钢板中发展潜力极大的一类。这类钢板的热轧板能够达到普通冷轧板的性能水平，其冷轧板则朝着超高强度或高强度超深冲方向发展.

　　(3)双相钢板。显微结构由80％～90％的多晶铁素体和10％～20％的马氏体组成的钢板。这种钢板具有优良的成形性能，由于它的低屈强比和高硬化能力，零件生产时的成形负荷低，成形后的强度高，因此形状固定性和抗冲击性能极好。双相钢板生产成本比较高，只在一些有特殊要求的汽车覆盖件生产中使用.

　　(4)烘烤硬化(BH)钢板。这种钢板在交货状态下具有良好的成形性能和低的屈服点，在其成形为制件和涂漆之后的低温烘烤过程中，钢板强度明显提高约40～80MPa，所增加的强度提高了制件在使用状态下的刚度和抗冲击性能。对于形状较为平坦的一类汽车覆盖件来说，用烘烤硬化钢板来制造更为适宜。

　　烘烤过程中钢板强度的提高值称为烘烤硬化性，也叫BH性。BH性的大小取决于钢板组织控制，其中固溶碳、氮数量起决定性作用，固溶碳、氮数量越多，BH性越大。为保证常温下一定时间内无时效，BH值的上限一般为60～70MPa，固溶碳数量为10～15×10一。

　　铝镇静高强度BH钢板有较高的强度，良好的成形性(r>1．7，n=0．23)，高抗冲击性等，缺点为塑性较差，有一定的常温时效性。BH钢板的发展方向为超深冲高强度BH钢板，与铝镇静高强度BH钢板相比，其成形性更好(r≥2．0)，塑性更高(a≥43％)。

　　表面处理钢板为提高汽车车体抗腐蚀能而发展起来的钢板，其使用量已达到所需钢板总量的三分之二。根据涂镀层结构不同，可将表面处理钢板分为：纯锌镀层钢板；锌合金镀层钢板，有机复合材料镀层钢板。

　　纯锌镀层钢板利用锌的牺牲保护作用，有热浸镀锌钢板和电镀锌钢板两种，镀层厚度10～15btm，可以生产单面、双面及差厚镀层等不同品种，其强度和深冲级别多种多样。

　　锌合金镀层钢板的防腐蚀能力更强，这是由于锌和其他金属的合金化使锌的腐蚀电位提高，漆膜下方金属镀层耐碱性能的提高抑制了锌的溶解。这种镀层钢板有两类：Zn—Fe和Zn—Ni合金镀层钢板。前者利用传统的热浸镀锌工艺在钢板表面镀5～10btm的锌层，然后再加热使钢基中的铁扩散到镀层中以形成Zn—Fe合金；但其表面粗糙度大、涂漆及成形性能差。为此又开发了Fe—Zn合金(含铁量较高)镀层钢板和zn—Fe合金层外再镀Fe—Pb合金镀层钢板。Zn—Ni合金镀层钢板则是将Zn—Ni合金(10％～18％Ni)电解沉淀到钢板表面以形成3～5gin厚度的镀层，其涂漆防腐性能和成形性能都好。

　　有机复合材料镀层钢板是在Zn—Ni合金层外有一层很薄的有机涂层，具有Zn—Ni合金镀层钢板的优点，能有效防止涂漆不良制件的穿孔腐蚀。

　　围绕提高表面处理钢板的涂敷性、焊接性和成形性，还生产具有特殊性能、适用于特殊目的表面处理钢板，如织纹涂层板、特硬涂层板、印刷涂层板、具有烘烤硬化性的有机复合涂层板等。

　　复合钢板包括减振消音钢板和轻质层压钢板。减振复合钢板是在两层0．2mm厚的钢板中问夹有0．4～0．8mm的粘弹性树脂，其减振性能随温度变化，具有很高的阻尼特性，显示了超越其他钢板的特有功能。这种钢板具有良好的加工和焊接性能，在烘烤处理后仍保持其减振性能。轻质层压钢板是在两片高强度和刚度之间夹一层低密度的塑性层组合成的塑料钢板复合材料，能达到强度与刚度、减薄与增厚的综合要求。

　　汽车钢板主要用途是通过冲压成形制成各种制件。汽车钢板冲压成形的制件分为3类：(1)覆盖件，其质量应满足汽车外型的美观要求，所用钢板要有优良的成形性能和耐腐蚀性能；(2)结构件，如底盘、车身骨架等，应满足较高的强度和刚度要求；(3)一般制件，视其形状和部位不同，对所用钢板的性能要求不一致。覆盖件多用冷轧钢板制造，结构件多用强度较高的热轧钢板制造。

　　汽车钢板的质量要求和评定对汽车钢板的质量要求除常规的结构性能和经济性之外，还包括如下的特定品质要求：(1)优良的成形性能，能够承受各种应变状态下的冲压成形而不发生破裂或起皱；(2)足够的结构强度、刚度和韧性以保证良好的抗凹坑性，避免在制造和使用过程中产生凹陷，特别是在突发冲撞事故中能最大限度地吸收能量，保证人身安全；(3)良好的耐腐蚀性能，包括耐大气腐蚀、盐水腐蚀、穿孔腐蚀等的能力；(4)良好的焊接性能，保证制件有效的连接及焊点与焊点周边区域的强度和性能不发生大的改变；(5)优良的涂敷性能和表面质量，以保证对汽车的外观要求；(6)良好的尺寸精度及性能的均匀性；(7)具有良好的消音、减震效果。

　　汽车钢板是经冲压成形后使用的，因此，成形性能指标是其最基本的质量评定指标，主要从基本成形性能指标(屈服点、抗拉强度、塑性应变比和应变硬化指数等)和模拟成形性能指标(极限拉延比、锥杯值、扩孔率等)两方面进行评定，有相应的标准和规范供遵循。

　　针对汽车钢板的特殊质量要求，建立或开发了与之对应的评定方法，如抗凹陷性试验、腐蚀试验、焊接试验、镀层抗粉化性试验等，这类试验方法大多没有建立起标准或规范，使用时须注意条件和要求。

　　生产工艺汽车钢板生产过程分为冶炼一连铸一热轧一酸洗一冷轧一退火6个阶段。

　　(1)冶炼。采用铁水预脱硫、氧气底吹或顶底复合吹炼、真空脱气、炉外精炼等技术以严格控制钢的化学成分，提高钢的纯净度；同时辅之以表面缺陷预防技术和夹杂物形态控制技术以减少夹杂物。超深冲汽车钢板用钢钢中杂质元素一般控制在很低的水平：c≤O．005％，N≤0.003％，O≤0．002％，S≤0.01％，Mn60≤0．2％，Si≤0．03％，P≤0．01%,A1S≤0．06％。

　　微合金化技术是生产具有优异的强度、塑性等综合性能汽车钢板的有效手段，汽车钢板中常用的微合金化元素为铌、钛、钒、硼等。

　　(2)热轧。采用连铸连轧、控制轧制和控制冷却技术，根据最终产品的性能目标，对热轧板材的组织和析出物进行有效控制；实施织构预处理，为汽车板冷轧阶段获得高r值创造良好条件。

　　终轧温度和卷取温度是对汽车板性能影响显著的两个工艺参数。冷轧后采用罩式退火工艺时，热轧阶段应使终轧温度高，卷取温度低，目的是使A1N在后续分批退火缓慢加热中的某个适当范围内析出，以促进有利织构的形成及抑制不利织构。冷轧后采用连续退火工艺时，热轧阶段则要求终轧温度高，卷取温度高，以提高连续退火板材的r值，并有增大晶粒使板材软化的效果。

　　(3)冷轧。一般在冷连轧机上完成，主要是对不同材质的冷轧压下率严格控制，以获得高r值，深冲汽车钢板的冷轧压下率为75％左右，超深冲汽车钢板的冷轧压下率不小于75％，甚至可达90％。

　　冷轧中广泛使用计算机在线控制厚度、宽度、板形等技术，辅之以全自动性能检测、监控系统，生产出的汽车钢板精度高、板形好、性能均匀稳定。

　　冷轧生产线正朝着连续化程度更高的方向发展，无头轧制冷轧机组、酸洗一冷轧联合机组、酸洗一冷轧一连续退火的全连续机组已投入实用，大大提高了汽车板的生产效率和质量。

　　(4)退火。分为分批紧卷退火、分批松卷退火(见罩式退火)和连续退火三种方法。

　　前两种方法一般在罩式退火炉内完成，是传统的生产方法，其最新发展是全氢罩式退火技术，以性能优越的氢气作为炉内保护气体，可改善循环过程的热交换，加快板卷的加热及冷却速度；与普通罩式炉相比，能提高产量100％，所处理的板材表面更为清洁。

　　连续退火机组具有质量高、板形好、表面清洁、性能均匀的特点，特别适宜于生产优质汽车钢板。连续退火技术的关键为：(1)严格控制钢的化学成分(C<0．04％～0．05％；Mn=0．15％～0．25％；N=0．0018％～0．004％)；(2)热轧高温卷取，一般为700～750℃，比通常方法高100～150℃；(3)要有退火过程的过时效处理(见时效)，生产深冲或超深冲汽车钢板时，过时效处理是将带钢分别加热到750℃和850℃均热40～60s，然后冷却到400℃左右，保温30s或更长时间。