超高强塑性汽车构件的深加工技术

李嘉良，陈志涛，金洪达（沈阳理工大学车辆工程专业，沈阳 110159）

超高强塑性汽车构件的深加工技术

李嘉良，陈志涛，金洪达
（沈阳理工大学车辆工程专业，沈阳 110159）

超高强塑性汽车构件是现代汽车轻量化、节能化以及安全性的需求。文章就超高强塑性汽车构件的先进热成形处理深加工技术生产的超高强塑性汽车构件工艺进行系统阐述，以期为加速我国超高强塑性汽车构件研发提供更多的参考。

超高强塑性；汽车构件；热成形；深加工技术

目前，热成形技术是采用热冲压一次成型后，并经淬火处理工艺加工后，形成超高强度汽车板构件，其强度是原钢板材料的3倍；同时，具有精度高、形状无回弹、冲压载荷低等特点。该热成形技术可以全面满足现代汽车轻量化、节能化以及安全性的需求。

1 高强度钢AHSS的开发与应用

随着发达国家在先进高强度钢AHSS汽车板的研发与应用，业已成为系列化的高强度钢产品，并被广泛应用于现代汽车生产之中。但是，此类高强度钢汽车板，其抗拉强度在1 000MPa级以上超高强度汽车不仅给钢铁生产企业的批量生产造成的一定的难度，而且其稳定性问题以及汽车制造企业在冷冲压成型、焊接等制造过程中，还面临着冲压载荷过高、几何精度低、构件回弹过大以及模具磨损严重等诸多问题[1]。因此，热冲压成形成工艺、超高强塑性汽车构件深加工工艺也在近年来得到了迅速发展。同时，汽车车身结构所需的新一代轻化汽车AHSS钢板则成为了当前生产技术难度最大的超高强塑性汽车构件产品。

2 高强度钢AHSS汽车板热处理工艺

目前，高强度钢AHSS汽车板均含有残余的奥氏体组织，通过对其进行相变诱导塑性TRIP效应，可以全面提升高强度下钢板的强塑性与伸长率。另外，宝钢进行了冷轧低合金Q-P钢的研发，其力学性能也相对较高，强塑积可达11.2～12.0GPa·%。上述两种高强度钢的强塑性均明显优于传统热成形构件的强塑积水平，并可用于制造超高强塑性汽车构件。因高强度钢AHSS汽车板强塑化方法中，多含有亚稳态的奥低体岛残余，其在塑性应过程中，这些奥低体则会发生马氏体相变，进而也会直接提升钢基体的应变硬化能力、抗拉强度、塑性应变能力以及强塑积和总伸长率；因此，高强度钢AHSS汽车板的性能相对也更理想[2]。

3 超高强塑性汽车构件AHFT工艺

为满足现代汽车轻量化、节能化以及安全性的需求，全面提升汽车构件的强塑性，很多生产企业均在加强高强度钢热处理工艺的研发力度。AHFT生产线的与传统热冲压成型生产线的区别在于，AHFT工艺增加了用于贝氏体等温处理工艺以及淬火——碳分配——回火处理的低温热处理炉；使铁素体—残余奥氏体型的F-TRIP钢构件在加热保温与等温处理后，获得铁素体—残余奥氏体组织为基体的钢构件。另外，从淬火—碳分配Q-P钢的热处理工艺上，则可以获得更加良好的塑性。

另外，将薄板坯连铸连轧CSP工艺与AHFT工艺相结合，可以生产高强塑、高几何精度且无回弹的贝氏体型B-TRIP钢、铁素体型F-TRIP钢及马氏体型M-TRIP钢，这些钢均可用于汽车构件，且能够摒弃传统长流程热连轧-冷连轧-连续退火工艺，使其生产流程极大地缩短，其深度加工、节能降耗优势也更加明显；更为重要的是该生产工艺可为汽车厂家省去高冲压载荷的冷冲压环节，避免在冷冲压过程中产生裂纹或起皱等缺陷问题；同时，还可以消除、避免高强钢板冷冲压后造成的回弹问题，进而可以全面提升汽车构件性能，达到减重、节能，提高其抗冲撞性[3]。与此同时，还可以根据现代汽车构件的功能、使用部位等实际需要，分别采用不同的超高强塑性汽车构件的热成形处理AHFT工艺，来获得各种不同要求的强塑性级别的汽车构件，如将热成形与Q-P-T处理予以有机结合，则可制作出以马氏体为基体的M-TRIP型超高强塑性汽车构件；若将热成形与贝氏体等温处理予以有机结合，则可以生产以铁素体为基体的F-TRIP型超高强塑性汽车构件，或者生产以贝氏体为基体的B-TRIP型超高强塑性汽车构件[4]。由此可见，超高强塑性汽车构件AHFT工艺更加符合现代汽车生产企业对汽车构件超高强塑性的需求。

4 超高强塑性汽车构件深加工技术未来展望

目前，现代汽车生产企业为了自身的长远发展，以及对新一代汽车节能化、轻量化以及安全性的迫切需求，则会对钢铁生产企业提出更多的要求；同时，钢铁生产企业也同样面临着更多的机遇和挑战。钢铁生产企业一方面可以通过对超高强塑性汽车构件深加工技术的不断创新，继续为汽车生产厂家提供更多的高质量、高性强的超高强塑性汽车构件，进而达到不断汽车构件均质性和稳定性，提高自身在汽车构件原材料的市场占有率。一方面也能够不断创新超高强塑性汽车构件深加工技术，来增强与汽车生产厂家的合作，并为汽车生产企业提供更多的超高强塑性汽车构件，成为国内外汽车生产企业的长期合作伙伴，全面提升企业的效益。

与此同时，钢铁生产企业还应不断加大对超高强塑性汽车构件深加工技术的创新与研发，如研发短流程CSP与AHFT深加工工艺，使之能够大幅度缩短超高强塑性汽车构件的研发速度，不断优化生产制造工艺流程，最大程度地缩短生产周期，进而达到全面优化生产成本的目的。并通过对热成形处理AHFT技术的深入研发，使之能够为更多的汽车生产企业生产、制造更多的超高强塑性汽车构件，以此来满足国内新一代汽车的节能化、轻量化以及安全性的需求，全面拓宽热成形构件产品的种类，全面升级现有热成形挡车构件产品的强度和塑性级别范围，使钢铁生产企业能够可持续的健康发展。

[1] 唐荻.米振莉，苏岚.汽车板深加上发展趋势[J].轧钢，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文章编号：1003-6490（2016）12-0043-01

2016-11-28

李嘉良（1994—），男，河北唐山人，本科在读，主要研究方向车辆工程。