汽车车身钢板的规格及选用
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汽车用钢的分类和性能要求外覆盖件翼子板、侧围外板、车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等各暴露部分,因而对表面质量要求高,必须具有抗腐蚀能力;同时应保证强度和刚性的要求,并具有良好的抗凹陷性;再者,要求有良好的成型性,但也应在一定厚度之下,一般使用料厚0.6mm-1.0mm 之间的薄板,且使用表面有涂层的镀锌或锌铁合金钢板。
由于发动机罩、车门、行李箱盖等外板对刚度和成型性有要求,当前多采用BH 烘烤硬化钢、或者DP450 双相钢;一般抗拉强度≥300Mpa,n≥0.21;r≥1.3;δ≥34%;屈强比≤0.61,这样也达到减轻车体重量的效果。
内覆盖件内覆盖件变形复杂,深拉延多,因此对塑性应变比和延伸率要求高,由于变形大,对变形均匀性也要求较高,料厚一般选用0.8mm-1.2mm,n≥0.24;r≥1.5;δ≥42%;屈强比≤0.61,同样也需要具备一定的防腐能力。
功能件载荷甚至冲击,要求有足够的强度和刚度,其中如门柱、窗柱等结构件,抗拉要求在600Mpa,当前多选择双相DP 钢、相变诱导塑性TRIP 等高强度钢,既要保证有好的成型性,也要保证强度要求,门柱内板强度一般选用300Mpa 以,n≥0.24;r≥1.4;δ≥45%。
功能件如门柱、门框、横梁、加强梁等,这类零件需要承受一定的载荷甚至冲击,要求有足够的强度和刚度,其中如门柱、窗柱等结构件,抗拉要求在600Mpa,当前多选择双相DP 钢、相变诱导塑性TRIP 等高强度钢,既要保证有好的成型性,也要保证强度要求,门柱内板强度一般选用300Mpa 以上,n≥0.24;r≥1.4;δ≥45%。
加强板类零件加强板零件一般有三种:1、在一些局部受到集中载荷作用的制件上,增加加强可分担部分载荷,提高该部位的刚度;2、采用具有吸振功能的钢板作为加强,以起到减振作用,保证整车安全性;3、另外一些加强板同时也是结构件,需要腐蚀功能,如挡泥板、下边梁等,其强度要求也高,要求在300Mpa以上,≥0.21;r≥1.3;δ≥34%,屈强比小于0.66。
车身用钢的具体分类文件编号:沸腾钢:05F、08F、10F、15F、20F 冲压件、结构件镇静钢:05、08、10、15、20 冲压件、结构件专用钢:08Mn、16Mn、06Ti、10Ti 大梁专用低碳钢(ST)DC01、DC03、DC04、DC05、DC06冲压件冲压用:BLC、BLD、BUSD、BUFD、BSUFD 冲压件高强度:BP、BH、BLa、DP、TRIP 冲压件、结构件热轧钢:SAPH (310、370、400、440)结构件表面质量:较高级的精整表面FB(03)表面允许有少量不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷,如轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等。
高级的精整表面FC(04)产品两面中较好的一面无肉眼可见的明显缺陷,另一面必须达到FB的要求。
超高级的精整表面FD(05)产品两面中较好的一面不得有任何缺陷,既不能影响涂、镀后的外观质量,另一面必须达到FB的要求。
高强度钢板BP钢板:B170P1 (340)B210P1 (390)B250P1(440)加磷高强度钢是指在低碳钢和超低碳钢中特别添加一定量的磷,利用磷的固溶强化作用提高钢的强度,使用这种钢板可使汽车冲压件的厚度适当减薄,能降低汽车的自重,获得良好的经济效益。
既可用于制作门外板、发动机盖板、顶盖等外覆盖件,也可制作横梁、纵梁等加强件和结构件。
BH钢板:B140H1(270)B180H1(340)烘烤硬化钢板是指采用特定的化学成分和生产工艺使钢板中固溶一定的碳原子,钢板在交货状态下具有较低的屈服强度,冲压成型后,进行涂漆烘烤时屈服强度增加一定值得一种高效汽车用钢。
可以提高汽车外板的抗凹陷性,同时又具有良好的成型性能。
广泛应用于汽车车门外板、发动机盖板等外覆盖件上。
DP钢板:B340/590DP B400/780DP双相高强度钢是相变强化高强度钢,是指采用特定的化学成分和生产工艺在钢的铁素体基体上弥散分布一定量的马氏体,形成以铁素体加马氏体为主的组织,在提高强度的同时改善钢的成型性能。
板材分类及牌号知识之宇文皓月创作一、钢板(包含带钢)的分类:1、按厚度分类:(1)薄板(2)中板(3)厚板(4)特厚板2、按生产方法分类:(1)热轧钢板(2)冷轧钢板3、按概况特征分类:(1)镀锌板(热镀锌板、电镀锌板)(2)镀锡板(3)复合钢板(4)黑色涂层钢板4、按用途分类:(1)桥梁钢板(2)锅炉钢板(3)造船钢板(4)装甲钢板(5)汽车钢板(6)屋面钢板(7)结构钢板(8)电工钢板(硅钢片)(9)弹簧钢板(10)其他二、普通及机械结构用钢板中罕见的日本牌号1、日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成第一部分暗示材质。
如:S(Steel)暗示钢,F(Ferrum)暗示铁;第二部分暗示分歧的形状、种类、用途,如P(Plate)暗示板,T(Tube)暗示管,K(Kogu)暗示工具;第三部分暗示特征数字,一般为最低抗拉强度。
如:SS400--第一个S暗示钢(Steel),第二个S暗示"结构"(Structure),400为下限抗拉强度400MPa,整体暗示抗拉强度为400 MPa的普通结构钢。
2、SPHC--首位S为钢Steel的缩写,P为板Plate的缩写,H为热Heat的缩写,C商业Commercial的缩写,整体暗示一般用热轧钢板及钢带。
3、SPHD--暗示冲压用热轧钢板及钢带。
4、SPHE--暗示深冲用热轧钢板及钢带。
5、SPCC--暗示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国Q195-215A牌号。
其中第三个字母C为冷Cold的缩写。
需包管抗拉试验时,在牌号末尾加T为SPCCT。
6、SPCD--暗示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(13237)优质碳素结构钢。
7、SPCE--暗示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(5213)深冲钢。
需包管非时效性时,在牌号末尾加N为SPCEN。
冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号:退火状态为A,尺度调质为S,1/8硬为8,1/4硬为4,1/2硬为2,硬为1。
钢板是汽车的主要用材,按生产工艺分为热轧板和冷轧板,热轧板的厚度多在3mm以上,冷轧板在3mm以下。
目前,汽车车身生产中,特别是冲压生产中,使用得最多的是普通低碳钢板。
低碳钢板具有很好的塑性加工性能,其强度和钢度也能完全满足汽车车身的强度和钢度要求,同时能满足车身拼焊的焊接要求。
随着汽车向安全环保节能目标发展的要求,冶金企业和汽车生产厂还开发出高强度钢板、深冲钢板、镀层钢板等新型汽车用钢。
(1)低合金钢强度热轧钢板随着汽车向轻量化和节能方向发展,用高强度钢板生产汽车零件已成为发展趋势。
热轧高强度钢板在载货汽车上用量很大,约占载重车用热轧钢板总量的60-70%。
主要用于汽车车架纵梁、横粱,车厢的纵、横梁以及刹车盘等受力结构件和安全件。
经过多年的开发和应用研究,我国已形成锰钢或锰稀土系列,硅—钒钢、含钛钢系列和含钒钢系列。
含钛系热轧钢板含钛热轧钢板在汽车上的用量很大。
由于含钛钢板强度高,实际冲压性能好,不仅可大幅度降低汽车自重,同时,汽车使用寿命成倍提高。
钢中加入钛,既提高钢板的强度,又改变钢中硫化物夹杂的形态和分布。
含钛钢板的冲击韧度很高。
但热轧含钛钢也存在一些问题,一是钛对温度很敏感,当终轧后冷却速座控制不当,会导致含钛钢板的头、中、尾的强度波动大,形成强度分布的盆形曲线。
热轧含铌钢系列为节约合金元素,降低钢的生产成本,目前,国内外大量应用热轧含铌钢板。
铌的强化能力大于钛,由于钛优先与氮化合并与硫形成钛硫化合物,直接增加了钛在钢中的含量。
铌只是强化元素,要获得同级强度的钢板,钢中含铌量仅为含钛量的1/ 3左右,显示了含铌的优越性。
双相钢板其主要添加元素为Si、Mn、(Nb)、Cr。
已形成了Si-Mn系、Si-Mn-Cr 系和Si-Mn-Mo系,有540MPa、590MPa和640MPa三种强度级别材料,强度和延伸率都很高、延伸率好、屈服强度较低,更易变形,具有良好的冷成形性,其重要特性是具有优良的翻边性能,很适合冲压翻边性能良好的部件。
常见车身钢材的种类车身钢材是指用于汽车车身的金属材料。
由于不同部位对材料的要求不同,因此车身钢材也有多种不同的种类。
下面将介绍几种常见的车身钢材。
1. 高强度钢高强度钢是一种具有较高屈服强度和抗拉强度的钢材。
在汽车制造中,高强度钢被广泛应用于车身结构的关键部位,如车顶、车门、底盘等。
高强度钢可以提高汽车的结构强度和刚度,同时减轻车身重量,提高燃油经济性和碰撞安全性能。
2. 超高强度钢超高强度钢是一种具有更高屈服强度和抗拉强度的钢材。
它通常用于汽车车身的保护部位,如车身柱、侧门梁等。
超高强度钢的使用可以提高汽车的抗碰撞能力,保护车内乘员的安全。
3. 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢材。
在汽车制造中,不锈钢常用于外部装饰件、排气系统和零部件等。
不锈钢不容易生锈,能够保持车身的美观和耐用性。
4. 钢铝复合材料钢铝复合材料是由钢与铝两种金属材料通过冷轧、热轧等工艺复合而成的一种材料。
在汽车制造中,钢铝复合材料常用于车身结构的关键部位,如车顶、车门等。
钢铝复合材料既具有钢材的高强度和刚度,又具有铝材的轻量化特点,能够在保证车身强度的同时减轻车身重量。
5. 镀锌钢板镀锌钢板是一种将钢板表面镀上一层锌的材料。
在汽车制造中,镀锌钢板常用于车身的防腐处理。
镀锌钢板具有良好的防腐性能,能够延长车身的使用寿命。
6. 硅钢硅钢是一种具有高硬度和低磁导率的钢材。
在汽车制造中,硅钢常用于汽车发动机的磁性材料。
硅钢能够降低发动机的磁滞损耗,提高发动机的能效和动力性能。
7. 高铝钢高铝钢是一种含铝量较高的钢材。
在汽车制造中,高铝钢常用于车身结构的关键部位,如车顶、车门等。
高铝钢具有良好的抗腐蚀性能和可焊性,能够提高车身的耐久性和安全性能。
总结:车身钢材的种类有很多,每种材料都有其特定的应用领域和优势。
通过合理选择和使用车身钢材,可以提高汽车的结构强度、降低车身重量、提高燃油经济性和碰撞安全性能。
未来随着科技的进步,车身钢材将不断创新和发展,为汽车行业带来更多的可能性。
汽车车身钢板的规格及选用汽车车身外壳绝大部分是金属材料,主要用钢板。
现代汽车的钢板用什么方式防锈?为什么有些轿车声称车身防锈蚀年限达10年以上?镀锌薄钢板广泛应用在汽车上,这是因为它有良好的抗腐蚀能力。
早年人们在试验中发现,将铁和锌放人盐水中,二者无任何导线联结时,铁和锌都会生锈,铁生红锈,锌生“白锈”;若在二者间用导线联结起来,则铁不会生锈而锌生“白锈”,这样锌就保护了铁,这种现象叫牺牲阳极保护。
工程师正是将这种现象运用到实际生产中,生产了镀锌钢板。
经研究,在镀锌量350克/平方米(单面)时,镀锌钢板在屋外的寿命(生红锈),田园地带约为15一18年,工业地带大约3一5年,这比普通钢板长几倍甚至十几倍。
从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板,装配时镀锌面置于汽车内侧,提高车身耐蚀性能,非镀锌面置于汽车外侧,喷涂油漆。
随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高,镀锌钢板不断增加镀锌层重量,还出现了双层镀锌钢板。
但由于增加镀锌重量也会使电镀锌的电能消耗大幅增加,导致材料成本的上升,因此20世纪70年代末又出现一种采用热浸镀锌工艺生产的镀锌钢板,称为热镀锌钢板。
这种镀锌钢板用连续热镀锌工艺:冷轧板(注*)→加热→冷却至镀锌温度→镀锌→冷却→矫直。
为了满足汽车对镀锌钢板的各种要求,一些生产厂家在镀锌生产线上对镀锌钢板进行扩散退火等特殊处理,以使钢板表面形成一种“锌-铁”合金镀层,其特点是涂漆后的焊接性和耐腐蚀性比纯锌镀层板要好。
以后还出现了诸如“锌-铝-硅”、“锌-铝-铼”等合金化热镀锌钢板,使得热镀锌钢板的耐腐蚀性成倍提高,与油漆间的结合性能长期稳定。
目前轿车已经广泛使用镀锌钢板,采用的镀锌钢板厚度从0.5至3.0毫米,其中车身复盖件多用0.6至0.8毫米的镀锌钢板。
德国奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板(部分用铝合金板),美国别克轿车采用的钢板80%以上是双面热镀锌钢板,上海帕萨特车身的外复盖件采用电镀锌工艺,内复盖件内部采用热镀锌工艺,可以使车身防锈蚀保质期长达11年。
乘用车用钢板厚度标准
一、汽车钢板厚度范围
汽车钢板是指用于汽车制造的特种材料,其厚度范围一般为0.5mm ~ 4.5mm。
不同厚度的钢板具有不同的力学性能和成本。
一般来说,汽车正面吸收能力强的部位采用较厚的钢板,而弯曲部位采用较薄的钢板。
二、不同厚度钢板的应用
1. 0.5mm ~ 1.0mm钢板:用于车身结构中较为薄弱的部位,如门板等。
这种钢板通常比较柔软,能够便于成型,具有较高的成本效益。
2. 1.2mm ~ 1.8mm钢板:用于车身结构中的主要部位,如车顶、车身前框架等。
这种钢板较为刚性,具有较高的强度和形变性。
3. 2.0mm ~
4.5mm钢板:通常用于车身结构中的加强结构,如车门内板、侧撑等。
这种钢板具有高强度和较强的形变性,可以有效地防止车身变形和碰撞时产生的压力损失。
三、不同厚度钢板的作用
不同厚度的钢板在汽车车身中具有不同的作用。
较薄的钢板能够有效地减轻汽车的整体重量,提高燃油效率。
较厚的钢板可以提高汽车的安全性能,减轻车身和乘员在碰撞事故中受到的冲击。
附录A(提示的附录)常用钢板材料牌号和规格使用优选系列附录B(提示的附录)常用金属材料特性及应用表B1 常用黑色金属材料特性及应用表B1(续)常用黑色金属材料特性及应用表B1(续)常用黑色金属材料特性及应用表B1(续)常用黑色金属材料特性及应用表B1(续)常用黑色金属材料特性及应用表B1(续)常用黑色金属材料特性及应用表B1(完)常用黑色金属材料特性及应用表B2 常用有色金属材料特性及应用表B2(续)常用有色金属材料特性及应用表B2 (续)常用有色金属材料特性及应用表B2(完)常用有色金属材料特性及应用附录C(提示的附录)常用金属材料牌号含义及新旧标准牌号对照表C2 碳素结构钢的新旧标准牌号含义及牌号对照照表C8 可锻铸铁铸铁件新旧标准牌号意含义及牌号对照表C9 变型铝及铝合金新旧标准牌号对照表C9(完)变型铝及铝合金新旧标准牌号对照Q/FT B012—2000附录D(提示的附录)常用部分国标牌号钢材与企标牌号钢材对照*表D1 汽车梁用钢板牌号及成份、性能对比表D1(续)汽车梁用常用钢板牌号及成份、性能对比*1)本附录仅供设计、生产、采购、检验等部门参考,材料之间能否完全代用,应经过必要的工艺验证和(或)专项试验。
2)在产品图样中标注时,仍要求按国家标准的规定进行标注。
表D1(续)汽车梁用常用钢板牌号及成份、性能对比表D2 深冲压常用冷轧薄钢板和钢带用材料牌号、成份、性能对比表D3 冷冲压用优质碳素结构钢钢板常用材料牌号、成份、性能对比表D4 一般用途冷轧薄钢板用材料牌号、成份、性能对比表D5 常用钢板材料牌号对照表表D6 常用金属材料有关机械性能、含碳量对照表。
汽车钢板的性能要求及钢板种类汽车钢板是用于汽车制造的重要材料之一,其性能要求及种类的选择直接关系到汽车的质量和性能。
下面将对汽车钢板的性能要求及种类进行详细阐述。
1.抗拉强度和屈服强度:汽车钢板需要具有较高的抗拉强度和屈服强度,以确保车身在受力时不会发生塑性变形或断裂。
一般来说,汽车零部件使用的钢板抗拉强度要求在350-550MPa之间,屈服强度要求在180-350MPa之间。
2. 冲击韧性:冲击韧性是指钢板在承受冲击荷载时的抗击穿能力,对汽车钢板来说尤为重要。
在碰撞等情况下,钢板需要能够吸收和分散冲击能量,以保护乘客的安全。
常用的冲击测试方法有冲击试验、Charpy V 型缺口冲击试验等。
3.塑性变形能力:汽车钢板需要具有良好的塑性变形能力,以便于制造过程中的冲压和弯曲等成形操作。
钢板的成形性能取决于其材料的塑性能和冲击韧性。
通常情况下,低碳钢板和热轧钢板具有较好的塑性变形能力。
4.良好的焊接性能:由于汽车钢板需要进行焊接连接,因此其焊接性能也是一项重要要求。
钢板的焊接性能包括焊接接头的强度、韧性和抗腐蚀能力等。
一般来说,低碳钢板和低合金钢板具有较好的焊接性能。
5.表面质量:汽车钢板需要具有较好的表面质量,能够满足汽车外观要求以及涂装和防腐等后续加工的需要。
表面质量主要通过表面处理和涂层技术来实现,如电镀、热浸镀锌和涂层等。
根据不同的应用需求,汽车钢板可以分为以下几种主要种类:1.混杂钢板:混杂钢板是由多种不同类型的钢材在热轧过程中层叠压制而成的。
其主要优点是兼具高强度和良好的塑性变形能力,可用于制造高强度的结构和安全零件。
2.常规碳钢:常规碳钢是一种含碳量较低的钢板,具有较好的焊接性能和塑性变形能力。
常用于车身面板、车架和底盘等零部件的制造。
3.热轧高强度钢板:热轧高强度钢板具有较高的抗拉强度和屈服强度,适用于制造要求高强度的零件,如承受较大载荷的结构件。
4.高强度低合金钢板:高强度低合金钢板以合金元素的添加来提高钢板的强度和塑性变形能力。
汽车钢板的性能要求及钢板种类汽车钢板是用于制造汽车车身或重要汽车零部件的钢材。
为了满足汽车的性能和安全要求,汽车钢板需要具备一系列特定的性能和质量要求。
本文将就汽车钢板的性能要求和常用的钢板种类进行介绍。
一、汽车钢板的性能要求1.强度和延展性:汽车钢板需要具备足够的强度来承受车身和零部件的载荷。
同时,钢板还应具备较高的延展性,以便在碰撞时能有效地吸收能量,保护乘客的安全。
2.疲劳性能:汽车钢板在使用过程中会经历循环的应力,因此需要具备良好的疲劳性能,以防止材料因长期的应力作用而出现断裂。
3.焊接性能:汽车钢板常需要进行焊接,因此钢板需要具备良好的焊接性能,包括焊缝强度和焊接变形控制等方面。
4.耐腐蚀性:汽车钢板暴露在各种环境条件下,需要具备较高的耐腐蚀性,以延长汽车的使用寿命。
5.表面质量:汽车钢板的表面应光滑平整,不应有划痕、氧化和变色等缺陷,以确保车身外观的质量和美观度。
6.成本和可加工性:汽车钢板在制造过程中需要易于加工,同时应具备较低的成本,以促使整个汽车制造过程的经济性。
二、汽车钢板的种类1.结构用钢板:结构用钢板主要是用于制造汽车车身和车身零部件。
根据不同的要求,结构用钢板可分为高强度钢板、超高强度钢板和高强度冷轧复合钢板等。
-高强度钢板:高强度钢板具有较高的强度和延展性,通常用于制造车身的重要零部件,如A柱、B柱、搁板等。
-超高强度钢板:超高强度钢板具有更高的强度和延展性,主要用于制造车身的关键部位,如危险区域的保护结构。
-高强度冷轧复合钢板:高强度冷轧复合钢板通过将不同材料的钢板复合而成,可以在保持较高强度的同时,增强钢板的延展性和耐腐蚀性。
2.饰面用钢板:饰面用钢板主要应用于汽车外部的饰面部件,如车身侧板、车顶等。
这种钢板需要具备良好的外观效果和表面质量,以满足汽车的外观要求。
-镀锌钢板:镀锌钢板主要通过在钢板表面镀上一层锌,提高钢板的耐腐蚀性。
-彩涂钢板:彩涂钢板则在钢板表面涂覆一层彩色涂料,以实现不同颜色和外观效果。
汽车钢板的性能要求及种类总述:常规车中各种钢材在汽车总重中所占比例为70%左右,其中钢板约占50%以上,优质钢(齿轮钢、轴承钢、弹簧钢等)占30%,型钢占6%,带钢占3%,金属制品及其它占1%。
汽车用钢材种类中主要是各类板带钢,按生产工艺不同,可分为热轧板(热轧薄板、中厚板)和冷轧板(普冷板、镀层板);按钢板强度不同,可分为以IF钢(无间隙原子钢)为代表的具有超深冲性能的软钢系列和以TRIP(相变诱发塑性钢)钢为代表的高强度钢系列,通常深冲钢是铝镇静钢和无间隙原子钢,高强度钢和超高强度钢是低合金钢、DP钢(双相钢)、TRIP钢、TWIP钢(挛生诱发塑性钢)和马氏体钢等;按钢板性能区分,可分为深冲钢(IF)、烘烤硬化钢(BH)、低合金高强度钢(HSLA)、高强度钢(HS)、超高强度钢等;按加工方法分,可分为沸腾钢、铝镇静钢、镀锌钢板等;按组织结构和成分分类,有含磷钢、含铜钢、无间隙原子钢、双相钢、TRIP钢、马氏体钢等。
汽车板板厚范围一般为0.4~4.0mm,宽度为600~1950mm。
用量较大的厚度为1.0、0.8、0.75、0.7mm。
汽车板内部质量要求:⑴成分合理、均匀。
通过炼铁、炼钢过程对铁水、钢水成分控制,使S、P、N、O、H质量分数的总量低于1.0×10-4,低碳或超低碳的碳质量分数低于1.0×10-5,微合金化元素的质量分数控制在0.02%以内;⑵为保证优质高强度钢板的综合性能,热轧板带加工应采取控制冷却技术;⑶为保证冷轧产品的力学性能均匀,冷轧板的退火工艺要求严格;⑷镀层钢板应有良好的耐腐蚀性,如耐表面锈蚀能力、耐穿孔锈蚀能力。
汽车板工艺性能要求:良好的成型性能(大件冲压流线型),良好的焊接性能,良好的喷涂性(喷漆处理),高强性能(抵抗外力冲击),足够的抗凹陷性及刚度(吸收冲撞能量)。
汽车板表面质量要求:表面无缺陷,良好的表面清洁性,适当的粗糙度,最好在R a=0.6~1.5μm。
汽车车身钢板的规格及选用
汽车车身外壳绝大部分是金属材料,主要用钢板。
现代汽车的钢板用什么方式防锈?为什么有些轿车声称车身防锈蚀年限达10年以上?
镀锌薄钢板广泛应用在汽车上,这是因为它有良好的抗腐蚀能力。
早年人们在试验中发现,将铁和锌放人盐水中,二者无任何导线联结时,铁和锌都会生锈,铁生红锈,锌生“白锈”;若在二者间用导线联结起来,则铁不会生锈而锌生“白锈”,这样锌就保护了铁,这种现象叫牺牲阳极保护。
工程师正是将这种现象运用到实际生产中,生产了镀锌钢板。
经研究,在镀锌量350克/平方米(单面)时,镀锌钢板在屋外的寿命(生红锈),田园地带约为15一18年,工业地带大约3一5年,这比普通钢板长几倍甚至十几倍。
从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板,装配时镀锌面置于汽车内侧,提高车身耐蚀性能,非镀锌面置于汽车外侧,喷涂油漆。
随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高,镀锌钢板不断增加镀锌层重量,还出现了双层镀锌钢板。
但由于增加镀锌重量也会使电镀锌的电能消耗大幅增加,导致材料成本的上升,因此20世纪70年代末又出现一种采用热浸镀锌工艺生产的镀锌钢板,称为热镀锌钢板。
这种镀锌钢板用连续热镀锌工艺:冷轧板(注*)→加热→冷却至镀锌温度→镀锌→冷却→矫直。
为了满足汽车对镀锌钢板的各种要求,一些生产厂家在镀锌生产线上对镀锌钢板进行扩散退火等特殊处理,以使钢板表面形成一种“锌-铁”合金镀层,其特点是涂漆后的焊接性和耐腐蚀性比纯锌镀层板要好。
以后还出现了诸如“锌-铝-硅”、“锌-铝-铼”等合金化热镀锌钢板,使得热镀锌钢板的耐腐蚀性成倍提高,与油漆间的结合性能长期稳定。
目前轿车已经广泛使用镀锌钢板,采用的镀锌钢板厚度从0.5至3.0毫米,其中车身复盖件多用0.6至0.8毫米的镀锌钢板。
德国奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板(部分用铝合金板),美国别克轿车采用的钢板80%以上是双面热镀锌钢板,上海帕萨特车身的外复盖件采用电镀锌工艺,内复盖件内部采用热镀锌工艺,可以使车身防锈蚀保质期长达11年。
材料是影响汽车质量的重要因素。
在现代汽车中,车身材料占全车材料的很大部分。
为了提高汽车行驶的经济性,减轻汽车重量是世界各大车厂的目标,近年来汽车上越来越多使用了铝或塑料等非钢铁材料做车身部件,例如奥迪A2全铝制车身,日产SUV“奇骏”用塑料做前翼子板,更多的乘用车保险杠用塑料制成。
在日益广泛使用非钢铁材料做车身部件的形势下,高度依赖汽车制造业的钢铁企业将面临直接的威胁。
因此,研制和发展轻质、高强度的汽车钢板成为多年来钢铁企业的一个热点。
目前汽车生产中,使用得最多的是普通低碳钢板。
低碳钢板具有很好的塑性加工性能,强度和刚度也能满足汽车车身的要求,同时能满足车身拼焊的要求,因此在汽车车身上应用很广。
为了满足汽车制造业追求轻量化的要求,钢铁企业推出高强度汽车钢材系列钢板。
这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到的,抗拉强度得到大幅增强。
利用高强度特性,可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能要求,从而减轻了汽车重量。
例如BH钢板是在低强度的条件下,经过冲压成形之后,进行烤漆加工热处理,以提高其抗拉强度。
对比之下,以往生产的强度在440MPa的钢板,在采用这种加工技术以后强度可增加到500MPa。
原来用厚度1毫米钢板做侧面板,用高强度钢板只需厚度0.8毫米。
采用高强度钢板还可以有效地提高汽车车身的抗冲击性能,防止在行驶中由于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕,延长了汽车的使用寿命。
车用高强度钢板应具有高强度和延塑性好的特点。
目前高强度钢有BH钢(烤漆硬化钢板)、双相DP 钢、相变诱导塑性钢(TRIP)、微合金M钢、高强度无间隙固熔IF钢等。
它们一般用于需高强度、高抗碰撞吸收能、成形要求严格的零件,例如轮圈、加强构件、保险杠、防撞杠,随着性能及成型技术的进步,高强度钢板被用于汽车的内外板件,例如车顶板、车门内外板、发动机舱盖、行李舱盖等上。
现在许多中高档轿车都采用高强度钢板。
高强度钢板经过发达国家20多年的开发与生产,大都巳有标准化和常规生产的系列产品,并广泛用于许多汽车的构件制作中。
日本汽车高强度钢板的平均使用率在1993年为25%,2000年为36%。
美国钢铁协会AISI组织世界13家钢铁公司研究开发“超轻车身研究”(ULSAB),于1998年3月在美国密执安展出了高强度钢车身,车身使用的高强度钢大约为86%,其平均重量比普通钢结构车身减轻了25%,这对汽车制造厂家很有吸引力。
1999年1月,全世界34家大钢铁企业又共同出资启动了高强度钢车身的研发项目ULSAB-AVC,通过使用高质量钢材和新制造技术,减轻汽车重量,提高经济性,以满足2004年更为严格的碰撞标准和2005年实施的欧洲Ⅳ号排放标准。
从这里可以看出,发展车用高强度钢板巳经不是单纯车身材料更新的问题,它还涉及到能否令汽车达到新的环保和安全标准的问题。
高强度钢板的发展与应用跟成型、涂装和焊接等有关技术是密切相关。
冲压成型是汽车制造中最主要的成形方式,车身构件、门板、翼子板等等都是通过冲压成型制造出来,有些构件具有相当复杂的形状。
例如高强度无间隙固熔IF钢具有极为良好的深冲和拉延能力,用来冲压制造各种复杂形状的汽车冲压件,它内部的铁素体不存在任何间隙固熔的碳和氮原子,这样钢材在冷轧和连续退火后可获得低屈强比和高延伸率,也就是说有极高的“韧性”,不会轻易断裂,能够承受各种模具的冲压变形。
近年流行一种“拼焊”技术,就是将不同厚度和不同性能的钢板剪裁后拼焊起来的一种钢板,这种拼焊钢板可以冲压加工。
采用拼焊钢板可以按照汽车的不同部位对应于不同的板材,更好地发挥其作用,例如在负荷大的地方采用较厚的高强度钢板,而在其他部位则使用较薄的高强度钢板。
拼焊钢板的应用,简化了生产工艺、改善了构件性能和减轻了重量。
汽车构件上采用“拼焊”的部件常有侧面框架、车门内板、车身底板、侧面横档、档风玻璃窗框、中立柱等。
因此,对高强度钢板的焊接也有高要求。
涂装是汽车制造过程中的重要工序,包括镀锌钢板。
目前中高档轿车白车身一般使用镀锌板,镀锌板能够保证汽车车身使用10年不会腐锈。
但是钢厂生产的汽车钢板在轧制过程中的表面粗糙度和清洁度将直接影响到镀锌的锌层附着力。
同时,钢板的板厚精度控制也将影响现代化汽车生产线的工作准确性,因为现代化的汽车生产线是用机器人点焊,板厚误差大将导致虚焊。
所以,现代化的汽车制造对钢板的要求是十分严格的,例如对宽1.5米长3000米的厚0.8毫米钢板,厚度公差不能超出20微米。
注*:汽车车厢蒙皮板、车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板,大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。