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单词 汽车用薄板的发展
释义

【汽车用薄板的发展】
 

拼译:development of shet metals for automobole industry
 

随着汽车生产的飞速发展,相关汽车用材的生产技术和科学水平也取得了显著进步。以材料科学、材料加工科学的不断突破和技术进步为基础,汽车用材的开发和生产正经历着一场引人注目的变革,其特点是:传统的汽车用材将得到进一步的完善和提高;众多性能优异的新型多功能材料不断问世并在汽车工业中起重要作用。社会对汽车多方面水平的越来越高的要求,既促使了汽车产品的发展,也推动了汽车用材的不断变革和发展。当代汽车产品设计对汽车用材提出的要求是轻质、高冲压性能、高强度;具有较大的抗冲击能力;适应于大批生产。未来汽车的发展趋势则可以概括为减重节能、防腐防害、舒适安全、性能多样、美观耐用。可见,除了传统的结构性能、成型性能和生产的经济性外,现代汽车的发展对汽车材料提出了新的功能要求。

汽车用材的主体是各种薄板,大约占汽车用钢材的50%以上,这是由于载重卡车的车头、驾驶室及车箱和整个轿车的车身都是用薄板制成的,而且薄板在使用中生产率高、成本低、易大规模自动化生产、易成型、易连接和装配,特别是最能满足现代社会对材料提出的高效化、轻型化、合理化的要求。围绕汽车生产的需求和发展,近年来世界各国对薄板的开发、研制、生产及使用等方面都进行了深入系统地研究,形成了汽车用薄板未来发展的主要方向。

薄板品种发展方向

1.以减重、节能、节省原材料为目的的低合金高强度钢板。高强度钢板的屈服极限比一般铝镇静钢板高50%~100%,可以减薄厚度,减轻车身自重。国外使用高强度钢板,车身板厚可由1.0~1.2mm减为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%。MHZ和MST是采用微合金化手段和控轧控技术相结合生产的新型功能材料,通过调整微合金化元素的含量或将不同的微合金化元素组合,能够获得优良综合性能的薄板,这类薄板的热轧板能够达到普通冷轧薄板的性能水平,其冷轧板则朝着超高强或高强超深冲方向发展。微合金化热轧、冷轧薄板都已成功地用于生产汽车冲压件,这类钢板的使用及发展潜力极大。IF钢是在超低碳钢中(C<0.005%,N≤0.003%)加入一定量的Ti、Nb,使钢中C、N原子完全被固定成C、N化合物,这类钢代表了冲压用薄板新一代发展方向,因而世界各国竟相开发生产。IF钢板的未来发展趋势则是生产成本经济化和产品品种系列化,其系列产品包括超深冲IF钢、深冲高强IF钢、超深冲高强IF钢、深冲及超深冲热镀锌,IF钢等

2.以防腐为目的且具有不同功能的单面或双面表面处理钢板。表面处理钢板是为解决日益严重的汽车车体腐蚀问题应运而生的。1975年美国首先使用富锌钢板生产汽车零件,提高了汽车使用寿命,从而开始了各种汽车用抗腐蚀表面处理钢板的发展历史。80年代以后,表面处理钢板在汽车生产中的应用出现了猛增的势头。目前,发达国家汽车表面用板的30%为各种表面处理钢板,美国、日本使用表面处理钢板的比例达到50%以上,美国汽车公司的“Sprit”和“Concord”轿车,车身全部采用镀锌钢板。目前在汽车生产中用的表面处理钢板品种以镀锌板为主体,镀锌板可以单面、双面及差厚镀层面状态作用,其强度和深冲级别多种多样。围绕提高表面处理钢板的涂敷性、焊接性和成型性,还开发生产了具有特殊性能、适用于特殊目的的表面处理钢板,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。

3.以完全减振、安全吸音为主要目的的减振消音板和夹层板。减振消音板重在解决汽车高速行驶时产生的雷鸣效应,其减振性能与木材相当,显示了超越其它钢板的特有功能。该材料具有良好的加工和焊接性能,在烘烤处理后仍可保持其减振性能,故适用于汽车生产中。夹层板则在于解决汽车减重与提高刚度的矛盾,强化汽车的安全性和舒适性。日本开发的轻质夹层板,其外层为0.2mm厚的高强度钢板,中间夹有0.6mm厚的热塑料(聚乙烯、聚丙烯、尼龙),从而达到强度与减重的综合要求。

薄板冶金生产技术发展方向 以经济、稳定、高效地生产出高质量的现代薄板为目的,综合开发、完善和提高薄板冶金生产技术,以使生产达到最佳的技术和经济状态。国外先进国家在这方面的主要手段是:建立和完善现代化的生产监测、控制和管理系统;开发新型、特效冶金生产工艺方法等。这方面的新进展包括采用铁水预脱硫、氧气顶底复合吹炼、真空脱气、炉外精炼等技术,以严格控制钢板成分,提高钢的纯净度。将连铸连轧、控轧控冷技术与计算机在线控制厚度、张力、宽度、温度、板形技术相结合,辅之以全自动性能监测系统等,以生产出性能优异、精度高、板形好的薄板。连续退火技术的广泛使用和全氢退火技术的出现,进一步提高了薄板的综合性能。表面形貌加工技术如轧辊表面激光织构化法、轧辊表面电火花放电织构化法、工作辊电子束打毛法等的运用,使冷轧薄板表面质量大大改善。新型烘烤硬化工艺和镀层技术及工艺的不断改进、完善,极大地推动了汽车用薄板向高品质、多功能方向发展。

薄板性能研究及开发发展方向

1.以表面处理钢板和复合层板的成型性能研究为代表,对薄板的成型性作深入地研究,开发新的成型技术、性能评定标准及方法,并从汽车生产对材料成型性能的要求出发,开发、研制新型薄板品种。

2.将计算机科学与技术引入薄板成型性能的研究中,建立和发展计算机辅助成型性能评定、成型过程优化和成型难度评价的专家系统。

3.加强薄板使用性能的研究,并与薄板成型性能的研究占同等重要的地位。薄板的使用性能包括其防腐性能、抗凹陷性能、防震吸音性能、焊接性能、涂敷性能等,这些性能的研究与开发将直接影响到薄板在汽车生产中使用的深度与广度。

汽车材料的优化和新材料的设计发展方向

1.从汽车材料的加工性能和使用性能的完善结合出发,以材料对路供应为目标,建立国家级的汽车材料性能数据库,发展和完善汽车材料优化选择专家系统。

2.从汽车工业的发展方向和用户对汽车的需求变化出发,发展和完善汽车材料的优化设计体系。为了使冶金工业尽快适应汽车工业发展的需求,加快解决当前汽车用薄板国产化的步伐,根据前述世界汽车工业及汽车材料的发展方向与特点,依据中国汽车工业发展要求和目前冶金工业所具有的技术装备、生产管理水平,提出冶金工业适应新形势所应采取的措施如下:(1)加强和促进汽车用薄板材料的系统科学研究,从汽车工业的发展方向着眼,科学规划冶金工业的生产、科研、开发和管理。(2)运用材料科学和材料加工科学的新技术、新成果,研究、开发新型多功能汽车用薄板,优先发展量大面广的材料品种,如冲压用双面热镀锌板、电镀锌板、加磷系列钢板、双相钢板、优质深冲铝镇静钢板等,尽量缩短开发、研制至生产的周期。(3)积极且有选择地引进、消化吸收国外先进汽车材料及其生产技术,大力挖潜、改造、提高国内现有生产技术和装备水平。(4)鼓励和积极促进汽车用薄板材料的加工和使用性能的科学研究,发展和完善汽车用薄板材料的性能检测评定体系、专家系统、材料优化设计与选材体系的工作,提高冶金生产的技术水平和管理水平。(5)加快智力开发和投入,普及最新科技成果,培养高质量、高水平的新一代汽车材料的专门技术人材。

(北京科技大学邓陟、王先进撰)

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