汽車用薄鋼板的質量現狀與發(fā)展要求

趙朋舉 王科強

河鋼集團邯鋼公司 品質管理部 河北邯鄲 056015

汽車工業(yè)是影響國家經濟發(fā)展、技術進步和社會現代化的支柱。汽車工業(yè)擴張顯然與鋼鐵材料密切相關。汽車工業(yè)是薄壁板的最大用戶。為了減少能源消耗和節(jié)約能源，汽車朝著輕便的方向發(fā)展，對板材的需求也在增加。

1 汽車板的質量要求

現代汽車的發(fā)展趨勢是輕便、節(jié)能、防腐、防污染、防噪音、安全舒適。為了適應這種變化，鋼板必須滿足一些特殊的質量要求，主要表現為：①形狀優(yōu)良，即塑性變形r比高、變形強度n指數高、延伸率高、拉伸強度低只有滿足質量要求，沖壓才能在各種變形狀態(tài)下成形，產生復雜的覆蓋件。②抗凹陷能力良好和足夠的結構剛性有助于防止車輛在制造和使用過程中出現局部凹陷，特別是在發(fā)生突發(fā)事故時，能夠最大限度地吸收能量，確保人身安全[1]。③耐蝕性良好。鋼板的耐蝕性是決定汽車壽命的重要因素。車輛鋼板應通過空氣和鹽水進行腐蝕。④良好焊接。保證零件的有效連接、焊縫及周邊區(qū)域的強度和性能沒有顯著變化，保證零件在自動化生產線上的快速有效連接和裝配。⑤噴涂性能良好。材料和油漆、涂料之間要有良好的粘接，才能得到美觀的表面。

2 汽車用薄鋼板的質量現狀

2.1 表面質量

在汽車覆蓋件，鋼板表面質量直接影響顏色質量和車身。目前，國內薄鋼板表面存在劃痕、腐蝕、噴點、清潔度差等問題，有的材料難以用防銹油清洗。此外，由于鋼板不夠平整，某些材料在一定的時間內在零件上沖壓，導致零件外觀質量下降。考慮到車身和涂層的質量要求越來越高，鋼板表面粗糙度對涂層質量的影響越來越受到重視。目前，除了寶鋼以外，其他國內生產企業(yè)尚未將此納入生產標準進行控制。

2.2 外形及尺寸

近年來，國內鋼板軋制水平也隨著鋼板生產設備進口的增加而提高。鋼板形狀尺寸公差在標準范圍內控制。基本上與進口鋼板相同，只是同一鋼板的差異大于進口材料，目前主要問題是無法生產寬面板，因此，這部分薄鋼板是進口的。冷軋沖寬面鋼板主要用于生產轎車、面包車的頂板和底板。目前，最大寬度為1950mm，進口寬幅鋼板的寬度為1750至1950mm化學成分。近年來，隨著鋼和精煉設備的現代化或引進，由于采用了諸如脫硫、脫氣、爐外精煉等先進技術，鋼板化學成分的穩(wěn)定性得到了提高。這在提高鋼板成形性能方面發(fā)揮了很大作用，中國的化學物質數量比十年前有所下降。尤其是含硫量和含磷量。但國產低碳鋼板與進口鋼板之間仍存在差距，也導致國產低碳鋼板與進口鋼板之間存在差距。對于低碳鋼板，韓國、日本等國的鋼鐵能夠根據零件使用的復雜性調整同類鋼的化學成分，從而確保了零件形成的合格率，寶鋼已經開始了這項工作[2]。

2.3 力學性能及工藝性能

薄板可分為目前生產的普通碳結構材料普通（CQ）、沖壓（DQ）、深沖gIJ（DDQ）、特深沖（EDDQ）、超深沖（S-EDDQ）級別。其力學和工藝特性與國外材料1：3相似，完全不需要材料進口。但是，對于08AI（GB5213ZF級別的品種和Stl4、Stl5等）鋼板，在力學及工藝性能條件下，鋼板生產材料與1：3材料之間仍存在差異。總的來說，國內外深沖板力學性能降低了屈服強度，屈服強度進口材料較弱、較窄。此屈服強度可確保良好的材料沖壓性能。據統計，東風汽車公司使用日本超深沖鋼板生產的零部件的報廢率為0.3%，國內超深沖鋼板生產的零部件的報廢率為5%。

3 硅鋼片的研究開發(fā)動向

汽車硅片主要用作發(fā)動機的鐵芯材料。目前汽車控制系統中使用了許多電機，但由于電機頻率低、功率低，硅片的特性不一定很高。但是，與混合動力汽車驅動發(fā)動機一樣，高負荷發(fā)動機需要低鐵損耗和高磁流密度等良好的電磁特性。特別是為了實現微型化，高速旋轉發(fā)動機的發(fā)展對消耗不同類型的馬達需要不同的鐵芯材料。作為汽車驅動或增壓發(fā)動機，如感應電機、開關磁阻電機、無刷直流電機等。感應電機效率較低，但不需要電動刷子，可靠性高，沒有內磁，具有成本低的特點，要提高發(fā)動機效率，必須減少損耗。除了機械和電氣損失外，還有鐵和銅的損失對于異步電動機，由于勵磁電流較大，銅消耗量高于損耗，這通常是鐵損耗的兩倍以上。

為了小型化電機，當設計磁流密度增加時，如果飽和磁流密度較低，銅的損耗會顯著增加。因此，對于異步電動機芯，使用高飽和流密度低硅材料可以減少總損耗。開關磁阻電機轉子由無導體、無磁鐵的鐵芯組成，結構堅固，是一種低成本、高效的重復電機。但是，它們的應用受到噪音和振動的限制，隨著控制技術的進步，對其適用性不斷進行研究。據指出，這種發(fā)動機可以通過減少損失來減少總損失。在日本，發(fā)動機效率是主要目標：電車和混合動力汽車的驅動發(fā)動機主要使用不帶滑梯的直流電機。直流電機無刷時，轉子采用強磁鐵減小一次勵磁電流，轉子內沒有導體，因此沒有二次電流，銅損耗小，鐵損耗成為主要損耗。因此，使用低鐵硅片有利于無刷直流電機的效率。特別是在沒有無刷直流電動機中，磁流密度波形包含較高的諧波分量，因此在400hz左右的高頻帶中低鐵損耗的材料是理想的。近年來，為了提高發(fā)動機的鐵心性能，研制了一種將鐵心分為取向硅片的發(fā)動機，發(fā)動機根據磁鏈方向使用取向硅片。添加硅和鋁會提高硅片的比重，減小板厚，優(yōu)化磁場范圍會減少自旋損失。當硅和鋁的添加量很大時，飽和磁流密度就會降低。當設計磁流密度高時，磁滯損耗增大，鐵總損耗增大。因此，減小板厚有助于減少渦旋損失，但板過細時，表面效果較大，有時鐵損失增大[3]。

4 結語

國產鋼板的實物質量水平從普通到深沖級別均已達到或超過進口的同類材料，特深沖和超深沖薄鋼板的物理質量有待進一步提高，拉伸性能、鍍層厚度、

表面鍍膜狀態(tài)、鍍鋅鋼板強度和寬度尚待鋁板制造必須改進或拓展，材料質量必須大大提高。