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高強鋼在車身的應用

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高強鋼在車身的應用

發布日期:2019-09-29 作者: 點擊:

隨著綠色科技的發展,汽車的節能減排越來越受到人們的關注。經研究,約75%的油耗與汽車的整車質量有關,降低汽車的質量就可有效降低油耗及排放,即汽車輕量化是實現節能減排的有效手段之一。在汽車制造選用的材料中,鋼鐵材料用量占比超過60%,其中車身結構材料中,鋼鐵材料用量占比超過85%。使用高強度鋼,既能優化車身零件結構達到輕量化的目的,又能滿足車身性能達到可靠性要求,故而廣泛地應用到車身制造中。

抗震螺紋鋼

1 高強鋼的定義

高強度鋼板指屈服強度(N/mm2反映材料抵抗變形的能力)大于210MPa的鋼板,其高強度使它成為汽車輕量化后能夠保證整車安全性能的主要材料,主要應用于汽車的車身、底盤等部位。

2 高強鋼分類

高強鋼按強度分可分為高強度鋼、先進高強度鋼、超高強度鋼;按冶金學特征可分為普通高強鋼、先進高強鋼。

2.1 按強度分類

1)高強度鋼:200MPa<屈服強度<680MPa,300MPa<抗拉強度<700MPa。

2)先進高強度鋼:240MPa<屈服強度<700MPa,500MPa<抗拉強度<1200MPa。

3)超高強度鋼:700MPa<屈服強度<1300MPa,700MPa<抗拉強度<1600MPa。

2.2 按冶金學特征分

普通高強鋼(HSS):高強度IF鋼、烘烤硬化鋼(BH鋼)、各向同性鋼板(IS鋼)、高強度含磷(P)鋼、高強度低合金鋼(HSLA鋼)。

先進高強度鋼(AHSS):雙相鋼(DP鋼)、復相鋼(CP鋼)、相變誘發塑性鋼(TRIP鋼)、馬氏體鋼(M鋼)。

3 高強鋼在車身上的應用

高強鋼一般應用在車身上需滿足碰撞性能、法規要求、安裝強度、剛度要求等部位加強用零件的材料上。例如梁架、門檻、立柱、安裝加強板、防撞梁、外覆蓋件等。以某A0級轎車為例,防撞梁由于碰撞強度要求材料為HC550/980DP(高強度雙相冷連軋鋼);立柱加強板由于強度及輕量化要求材料為B1500HS(熱成型件);縱梁、立柱、門檻撐板等由于成型及強度要求材料為HC340/590DP(高強度雙相冷連軋鋼);防撞梁碰撞盒、地板橫梁、油箱后安裝支架等由于型面不復雜且強度要求一般高,材料為HC260Y(高強度無間隙原子冷連軋鋼);外覆蓋件(翼子板、門外板等)由于剛度要求應用了高強度烘烤硬化冷連軋鋼。如表1所示為應用高強鋼部分典型零件明細及性能。

隨著車型級別增加,車身尺寸增大,各項性能要求更高,高強鋼尤其先進高強鋼在車身鈑金材料中的比例將應用更大。在車型開發時,通過CAE理論驗證、法規試驗及可靠性道路試驗實車檢驗,將更好的驗證高強鋼的選用合理性。

4 高強鋼應用中的問題

4.1 高強鋼零件制造回彈增大、表面質量較差

由于強度的增加,使得零件成形后回彈現象較明顯,幾何精度降低,型面較復雜的零件制造比較困難。在目前工藝條件下,開裂、起皺、表面缺陷等質量問題比較多,需要改進沖壓工藝和模具設計,提升制造品質。

4.2 沖壓載荷與能耗提高、模具材料強度提高

隨著鋼板強度提高2~3倍,需要更大噸位的沖壓設備,F>3000噸,并且沖壓成形的能耗顯著增加。冷沖壓過程中,高強度鋼板與模具之間的摩擦,導致沖壓模具的磨損嚴重,使用周期和壽命明顯下降,需要提升模具材料的強度。

5 結束語

汽車輕量化是節能減排的最直接最有效的手段之一,高強鋼是既可輕量化又保證安全的汽車制造的重要基礎材料。在車身設計過程中,通過標桿車的材料對標、高強鋼數據庫的性能參數對比、零件的型面及制造工藝需求、零件所在車身部位所需滿足的鋼/強度要求、成本控制策略等,選用合理的高強鋼,優化車身結構、減少零件數量、優化零件板厚,既使車身剛度、結構安全性、疲勞耐久性、操控穩定性滿足要求,又能控制車身重量,以達到車身輕量化的目的。

抗震螺紋鋼

本文網址:http://www.dlsupp.tw/news/495.html

關鍵詞:高強鋼,車身

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