超高強塑性汽車構件的深加工技術

李嘉良，陳志濤，金洪達（沈陽理工大學車輛工程專業，沈陽 110159）

超高強塑性汽車構件的深加工技術

李嘉良，陳志濤，金洪達
（沈陽理工大學車輛工程專業，沈陽 110159）

超高強塑性汽車構件是現代汽車輕量化、節能化以及安全性的需求。文章就超高強塑性汽車構件的先進熱成形處理深加工技術生產的超高強塑性汽車構件工藝進行系統闡述，以期為加速我國超高強塑性汽車構件研發提供更多的參考。

超高強塑性；汽車構件；熱成形；深加工技術

目前，熱成形技術是采用熱沖壓一次成型后，并經淬火處理工藝加工后，形成超高強度汽車板構件，其強度是原鋼板材料的3倍；同時，具有精度高、形狀無回彈、沖壓載荷低等特點。該熱成形技術可以全面滿足現代汽車輕量化、節能化以及安全性的需求。

1 高強度鋼AHSS的開發與應用

隨著發達國家在先進高強度鋼AHSS汽車板的研發與應用，業已成為系列化的高強度鋼產品，并被廣泛應用于現代汽車生產之中。但是，此類高強度鋼汽車板，其抗拉強度在1 000MPa級以上超高強度汽車不僅給鋼鐵生產企業的批量生產造成的一定的難度，而且其穩定性問題以及汽車制造企業在冷沖壓成型、焊接等制造過程中，還面臨著沖壓載荷過高、幾何精度低、構件回彈過大以及模具磨損嚴重等諸多問題[1]。因此，熱沖壓成形成工藝、超高強塑性汽車構件深加工工藝也在近年來得到了迅速發展。同時，汽車車身結構所需的新一代輕化汽車AHSS鋼板則成為了當前生產技術難度最大的超高強塑性汽車構件產品。

2 高強度鋼AHSS汽車板熱處理工藝

目前，高強度鋼AHSS汽車板均含有殘余的奧氏體組織，通過對其進行相變誘導塑性TRIP效應，可以全面提升高強度下鋼板的強塑性與伸長率。另外，寶鋼進行了冷軋低合金Q-P鋼的研發，其力學性能也相對較高，強塑積可達11.2～12.0GPa·%。上述兩種高強度鋼的強塑性均明顯優于傳統熱成形構件的強塑積水平，并可用于制造超高強塑性汽車構件。因高強度鋼AHSS汽車板強塑化方法中，多含有亞穩態的奧低體島殘余，其在塑性應過程中，這些奧低體則會發生馬氏體相變，進而也會直接提升鋼基體的應變硬化能力、抗拉強度、塑性應變能力以及強塑積和總伸長率；因此，高強度鋼AHSS汽車板的性能相對也更理想[2]。

3 超高強塑性汽車構件AHFT工藝

為滿足現代汽車輕量化、節能化以及安全性的需求，全面提升汽車構件的強塑性，很多生產企業均在加強高強度鋼熱處理工藝的研發力度。AHFT生產線的與傳統熱沖壓成型生產線的區別在于，AHFT工藝增加了用于貝氏體等溫處理工藝以及淬火——碳分配——回火處理的低溫熱處理爐；使鐵素體—殘余奧氏體型的F-TRIP鋼構件在加熱保溫與等溫處理后，獲得鐵素體—殘余奧氏體組織為基體的鋼構件。另外，從淬火—碳分配Q-P鋼的熱處理工藝上，則可以獲得更加良好的塑性。

另外，將薄板坯連鑄連軋CSP工藝與AHFT工藝相結合，可以生產高強塑、高幾何精度且無回彈的貝氏體型B-TRIP鋼、鐵素體型F-TRIP鋼及馬氏體型M-TRIP鋼，這些鋼均可用于汽車構件，且能夠摒棄傳統長流程熱連軋-冷連軋-連續退火工藝，使其生產流程極大地縮短，其深度加工、節能降耗優勢也更加明顯；更為重要的是該生產工藝可為汽車廠家省去高沖壓載荷的冷沖壓環節，避免在冷沖壓過程中產生裂紋或起皺等缺陷問題；同時，還可以消除、避免高強鋼板冷沖壓后造成的回彈問題，進而可以全面提升汽車構件性能，達到減重、節能，提高其抗沖撞性[3]。與此同時，還可以根據現代汽車構件的功能、使用部位等實際需要，分別采用不同的超高強塑性汽車構件的熱成形處理AHFT工藝，來獲得各種不同要求的強塑性級別的汽車構件，如將熱成形與Q-P-T處理予以有機結合，則可制作出以馬氏體為基體的M-TRIP型超高強塑性汽車構件；若將熱成形與貝氏體等溫處理予以有機結合，則可以生產以鐵素體為基體的F-TRIP型超高強塑性汽車構件，或者生產以貝氏體為基體的B-TRIP型超高強塑性汽車構件[4]。由此可見，超高強塑性汽車構件AHFT工藝更加符合現代汽車生產企業對汽車構件超高強塑性的需求。

4 超高強塑性汽車構件深加工技術未來展望

目前，現代汽車生產企業為了自身的長遠發展，以及對新一代汽車節能化、輕量化以及安全性的迫切需求，則會對鋼鐵生產企業提出更多的要求；同時，鋼鐵生產企業也同樣面臨著更多的機遇和挑戰。鋼鐵生產企業一方面可以通過對超高強塑性汽車構件深加工技術的不斷創新，繼續為汽車生產廠家提供更多的高質量、高性強的超高強塑性汽車構件，進而達到不斷汽車構件均質性和穩定性，提高自身在汽車構件原材料的市場占有率。一方面也能夠不斷創新超高強塑性汽車構件深加工技術，來增強與汽車生產廠家的合作，并為汽車生產企業提供更多的超高強塑性汽車構件，成為國內外汽車生產企業的長期合作伙伴，全面提升企業的效益。

與此同時，鋼鐵生產企業還應不斷加大對超高強塑性汽車構件深加工技術的創新與研發，如研發短流程CSP與AHFT深加工工藝，使之能夠大幅度縮短超高強塑性汽車構件的研發速度，不斷優化生產制造工藝流程，最大程度地縮短生產周期，進而達到全面優化生產成本的目的。并通過對熱成形處理AHFT技術的深入研發，使之能夠為更多的汽車生產企業生產、制造更多的超高強塑性汽車構件，以此來滿足國內新一代汽車的節能化、輕量化以及安全性的需求，全面拓寬熱成形構件產品的種類，全面升級現有熱成形擋車構件產品的強度和塑性級別范圍，使鋼鐵生產企業能夠可持續的健康發展。

[1] 唐荻.米振莉，蘇嵐.汽車板深加上發展趨勢[J].軋鋼，2015，（1）.

Analysis of Deep Processing Technology for Super High Strength Plastic Vehicle Component

Li Jia-liang，Chen Zhi-tao，Jin Hong-da

Ultra-high-strength plastic automobile components are the demand for the lightweight，energy-saving and safety of modern automobile.In this paper，the process of ultra-high-strength plastic automobile components produced by advanced thermoforming and deep processing technology is expounded in order to provide more references for accelerating the development of super-high-strength plastic vehicle components in China.

ultra-high-strength plastic；automotive components；hot forming；deep processing technology

TG161

A文章編號：1003-6490（2016）12-0043-01

2016-11-28

李嘉良（1994—），男，河北唐山人，本科在讀，主要研究方向車輛工程。