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現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的沖壓裝備必須具備高速、高l效、高精度、高柔性、全自動(dòng)化、安全環(huán)保的特點(diǎn)。大型多工位壓力機(jī)、高l效柔性沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線是當(dāng)今大型沖壓裝備的兩大發(fā)展趨勢(shì)。大型多工位壓力機(jī)在國外應(yīng)用比較普遍。伺服壓力機(jī)技術(shù)是目前國際上先進(jìn)的壓力機(jī)技術(shù)之一。應(yīng)用于汽車車身制造的冷軋和涂鍍薄板鋼的發(fā)展方向是：輕量化所需要的高強(qiáng)度、良好成形性和安全性提高所需要的高塑性、低成本所需要的低合金化和易加工化等。

液壓成形技術(shù)。液壓成形技術(shù)是一種特殊的柔性塑性加工成形工藝，可分為板材液壓成形和管材液壓成形，能夠克服常規(guī)工藝的不足，制模簡單、周期短、成本低、質(zhì)量好、形狀和尺寸精度高，尤其適合在單道工序內(nèi)成形復(fù)雜形狀的零件，多用于汽車、航空航天、電器儀表等領(lǐng)域中小批量、多品種的復(fù)雜零件生產(chǎn)。近年來，隨著液壓成形設(shè)備及其控制技術(shù)的發(fā)展，不斷推出了替代傳統(tǒng)成形技術(shù)而開發(fā)的新產(chǎn)品，制造出了其他方法難以成形的復(fù)雜工件，對(duì)提高汽車性能、減少零件數(shù)量和汽車自重具有十分重要的意義。熱沖壓工藝的壓力硬化即是鋼坯的微觀組織從因高溫形成的延展性形態(tài)（主要是奧氏晶體形態(tài)）轉(zhuǎn)變到因快速冷卻形成的硬化形態(tài)（主要是馬氏體結(jié)晶形態(tài)）的過程。

板材液壓成形。板材液壓成形包括液壓脹形、橡皮膜液壓脹形、充液拉深成形、無模液壓脹形、黏性介質(zhì)液壓脹形等，具有以下特點(diǎn):模具費(fèi)用降低30%以上，可顯著降低零件生產(chǎn)成本；不同厚度、不同材料的零件可以在同一個(gè)模具上生產(chǎn)；可提高產(chǎn)品質(zhì)量，明顯改善產(chǎn)品性能；大幅減少成形工序和焊接零件數(shù)量；特別適合于成形性能差或高強(qiáng)度的材料加工；接下來的碳分配步驟是耗盡部分馬氏體中的碳，然后將剩余部分轉(zhuǎn)移到奧氏體中。更換模具和成形時(shí)間相對(duì)較短。

管材液壓成形。管材液壓成形是一種以液體為傳壓介質(zhì)，利用管內(nèi)液體產(chǎn)生的高壓(工作壓力通常為100MPa～400MPa，達(dá)1000MPa)使金屬管坯變形成為具有三維形狀零件的現(xiàn)代塑性加工技術(shù)，屬于液力成形的范疇，具有以下優(yōu)點(diǎn):減輕重量，節(jié)約材料；液壓成形件的比強(qiáng)度、比剛度和使用壽命比傳統(tǒng)拼焊構(gòu)件和鑄件高許多；可有效抑制工件的熱變形和回彈；減少了零件和模具數(shù)量，可降低模具費(fèi)用；具有較高的成形自由性，使設(shè)計(jì)工作更具靈活性；浦項(xiàng)計(jì)劃在泰國以及印度尼西亞各建1條連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線生產(chǎn)汽車鋼板，以滿足上述兩國日益增長的汽車板需求。降低生產(chǎn)成本。

汽車防撞結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分比如B柱及車架縱梁基本上都是采用一種稱為壓力硬化硼鋼的高強(qiáng)度鋼制造而成的。這種特殊級(jí)別的鋼（含有0.002-0.005%的硼）具有出色的碰撞能量吸收性能以及較高的強(qiáng)度，這樣在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以采用較薄的壁厚，從而減輕重量。硼鋼常常用于制造復(fù)雜、精密，且對(duì)強(qiáng)度有較高要求的部件，但是這種材料成本較高且不易于加工。”在采用這種鋼材制造的汽車部件受到碰撞時(shí)，富碳的奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，后者比前者強(qiáng)度高，而且不易發(fā)生塑性變形，這種物理特性對(duì)確保汽車安全性來說非常重要。

采用硼鋼來制造汽車零部件需要將鋼坯加熱到較高的溫度（約950°C），然后在800-1200公噸的壓力機(jī)中采用較大的壓力將其沖壓成所需的形狀。但是實(shí)際情況并沒有這么簡單，要想使這種鋼發(fā)揮出色的性能，壓力機(jī)還需要配置水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，讓鋼在模具中快速冷卻或淬火至200°C左右。熱沖壓工藝的壓力硬化即是鋼坯的微觀組織從因高溫形成的延展性形態(tài)（主要是奧氏晶體形態(tài)）轉(zhuǎn)變到因快速冷卻形成的硬化形態(tài)（主要是馬氏體結(jié)晶形態(tài)）的過程。目前，控制焊縫移動(dòng)的工藝方法主要有改變壓邊圈形式、設(shè)置拉延筋、合理布置焊縫初始位置、設(shè)計(jì)特殊裝置抑制焊縫在成形中的移動(dòng)以及采用先進(jìn)成形工藝等。

美國環(huán)保署（DOE）希望可以省去用于熱成形汽車部件生產(chǎn)所需的大量能源和設(shè)備投入，因此他們贊助了科羅拉多礦業(yè)大學(xué)（CSM）及洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（LANL），委托他們進(jìn)行一項(xiàng)為期三年、投入金額達(dá)120萬美元的聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目，旨在開發(fā)一種新型的輕量化先進(jìn)高強(qiáng)度鋼，可以在常溫的條件下沖壓成形為汽車部件。焊接鋼Q460、Q550、Q690、HG60、HG70、HG785。

以每年1000萬輛車來計(jì)算的話，采用Q&P（淬火與碳分配）鋼每年可以節(jié)省約30兆Btu（英熱單位），如果轉(zhuǎn)換成的話可以滿足30-33萬戶美國家庭一年的能源需求。

還有一些行業(yè)或合作伙伴，包括卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（CMU）的先進(jìn)鋼加工及產(chǎn)品研發(fā)中心，以及美國國家科學(xué)基l金會(huì)贊助的工學(xué)合作研發(fā)中心等，也加入到了這個(gè)項(xiàng)目中來。這些合作伙伴，包括鋼鐵公司如AKSteel、NucorSteel、Severstal和USSteel等以及汽車制造商如通用及豐田等，提供了超過30萬美元的成本分?jǐn)傎Y金。標(biāo)準(zhǔn)名稱：冷成型熱軋汽車結(jié)構(gòu)鋼板化學(xué)成分（熔煉分析）%Si:≤0。

Q&P工藝路線

據(jù)洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)工程師KesterClarke介紹，CSM/LANL小組研究的工藝稱為淬火與碳分配。“這就是汽車行業(yè)開發(fā)所謂的‘第三代’先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的其中一種方式，用于制造強(qiáng)度更高、更安全、更輕且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的汽車，”他說道。

“通過這種方式，材料工程師將開發(fā)一種‘有機(jī)的’復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，由相互混合的軟硬區(qū)域組成，可以確保材料在具有強(qiáng)度的同時(shí)也具有延展性，而這兩種特性很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)，”Clarke解釋道。

Q&P是一種生產(chǎn)馬氏體鋼的新工藝，這種鋼在加熱后還可以保持一定量的奧氏體。鋼在高溫淬火后將形成不完全馬氏體及不完全奧氏體微觀組織。接下來的碳分配步驟是耗盡部分馬氏體中的碳，然后將剩余部分轉(zhuǎn)移到奧氏體中。在后的淬火到室溫過程中，富碳奧氏體保留在鋼微觀組織中。這些零部件一般需要承受各種動(dòng)載荷的作用，汽車的高性能、輕量化和高安全性同樣需要這類鋼材向高強(qiáng)度化方向發(fā)展。

在使用Q&P工藝時(shí)，Clarke表示，“我們?cè)噲D將一些有用的合金元素分配到微觀組織的某些區(qū)域。基本的目的是要把馬氏體中的碳，也就是硬的部分，轉(zhuǎn)移（擴(kuò)散）到奧氏體中，也就是柔韌的部分，然后將其穩(wěn)定下來。這樣，你就得到了亞穩(wěn)奧氏體，產(chǎn)生所謂的TRIP效果，即我們所說的相變誘發(fā)塑性?，F(xiàn)代汽車生產(chǎn)的沖壓裝備必須具備高速、高l效、高精度、高柔性、全自動(dòng)化、安全環(huán)保的特點(diǎn)?！?

在采用這種鋼材制造的汽車部件受到碰撞時(shí)，富碳的奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，后者比前者強(qiáng)度高，而且不易發(fā)生塑性變形，這種物理特性對(duì)確保汽車安全性來說非常重要。

合金添加劑及熱處理

考慮到TWIP鋼和奧氏體不銹鋼等第二代汽車用鋼的合金含量高導(dǎo)致了成本較高的情況，美國AISI組織多家大學(xué)、鋼鐵公司和汽車公司研發(fā)第三代汽車用鋼。它將有別于現(xiàn)有的以BCC組織結(jié)構(gòu)為主的一代汽車用鋼和以FCC組織結(jié)構(gòu)為主的第二代汽車用鋼，以提高強(qiáng)塑積為目標(biāo)。鋼鐵研究總院等單位也在開展研發(fā)，試驗(yàn)鋼的強(qiáng)塑積達(dá)到了40GPa%，較代汽車用鋼強(qiáng)塑積翻番。2gpa合金化熱鍍鋅（ga）鋼板，用于鈴木新款輕型車“spacia”的主要骨架部件上。

長形鋼材主要是各種類型的特殊鋼材，應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、懸掛、底盤等零部件。這些零部件一般需要承受各種動(dòng)載荷的作用，汽車的、輕量化和高安全性同樣需要這類鋼材向高強(qiáng)度化方向發(fā)展。但是高強(qiáng)度化導(dǎo)致的疲勞破壞和延遲斷裂問題需要解決。為了降低成本和節(jié)約能源，汽車鍛鋼件應(yīng)用了微合金非調(diào)質(zhì)鋼，同時(shí)提高了零件的均勻性。近年來，微合金化元素成本持續(xù)提高，需要研發(fā)少無微合金化元素的新型非調(diào)質(zhì)鋼。我國在液壓成形技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用上已積累了一定經(jīng)驗(yàn)，并形成了一定特色。

近年來，國內(nèi)各單位積極研發(fā)汽車用鋼，從過去的仿l制學(xué)習(xí)，開始了自主研發(fā)先進(jìn)汽車用鋼。

無論是汽車用鋼扁平材，還是汽車用鋼長形材，在過去的數(shù)年間都以提高強(qiáng)度為核心目標(biāo)取得了長足的進(jìn)步。無論是品種還是質(zhì)量，21世紀(jì)的汽車用鋼已經(jīng)完全不同于從前的汽車用鋼，汽車用鋼是一類不斷發(fā)展的先進(jìn)材科。伴隨著需求變化和相關(guān)理論與技術(shù)的進(jìn)展，21世紀(jì)的汽車用鋼將會(huì)以更高質(zhì)量和更多品種的面貌出現(xiàn)在人類面前。為了適應(yīng)未來的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，應(yīng)不斷地運(yùn)用新技術(shù)、新工藝和新裝備，研發(fā)出具備“、低成本、易加工、高精度、綠色化”特征的先進(jìn)汽車用鋼技術(shù)。隨著我國自主汽車技術(shù)的發(fā)展，我們有必要認(rèn)真考慮我國汽車用鋼的發(fā)展方向和措施。從技術(shù)基礎(chǔ)研究出發(fā)，結(jié)合我國汽車需求和鋼鐵生產(chǎn)國情，逐步形成具有的適合長遠(yuǎn)發(fā)展的我國先進(jìn)汽車用鋼體系，促進(jìn)我國汽車與鋼鐵的同步跨越式發(fā)展。汽車制造幾乎牽涉到了所有的鋼材品種，汽車用鋼發(fā)展也促進(jìn)了這些鋼類在其它領(lǐng)域的應(yīng)用。