汽车用薄钢板的质量现状与发展要求

赵朋举 王科强

河钢集团邯钢公司 品质管理部 河北邯郸 056015

汽车工业是影响国家经济发展、技术进步和社会现代化的支柱。汽车工业扩张显然与钢铁材料密切相关。汽车工业是薄壁板的最大用户。为了减少能源消耗和节约能源，汽车朝着轻便的方向发展，对板材的需求也在增加。

1 汽车板的质量要求

现代汽车的发展趋势是轻便、节能、防腐、防污染、防噪音、安全舒适。为了适应这种变化，钢板必须满足一些特殊的质量要求，主要表现为：①形状优良，即塑性变形r比高、变形强度n指数高、延伸率高、拉伸强度低只有满足质量要求，冲压才能在各种变形状态下成形，产生复杂的覆盖件。②抗凹陷能力良好和足够的结构刚性有助于防止车辆在制造和使用过程中出现局部凹陷，特别是在发生突发事故时，能够最大限度地吸收能量，确保人身安全[1]。③耐蚀性良好。钢板的耐蚀性是决定汽车寿命的重要因素。车辆钢板应通过空气和盐水进行腐蚀。④良好焊接。保证零件的有效连接、焊缝及周边区域的强度和性能没有显着变化，保证零件在自动化生产线上的快速有效连接和装配。⑤喷涂性能良好。材料和油漆、涂料之间要有良好的粘接，才能得到美观的表面。

2 汽车用薄钢板的质量现状

2.1 表面质量

在汽车覆盖件，钢板表面质量直接影响颜色质量和车身。目前，国内薄钢板表面存在划痕、腐蚀、喷点、清洁度差等问题，有的材料难以用防锈油清洗。此外，由于钢板不够平整，某些材料在一定的时间内在零件上冲压，导致零件外观质量下降。考虑到车身和涂层的质量要求越来越高，钢板表面粗糙度对涂层质量的影响越来越受到重视。目前，除了宝钢以外，其他国内生产企业尚未将此纳入生产标准进行控制。

2.2 外形及尺寸

近年来，国内钢板轧制水平也随着钢板生产设备进口的增加而提高。钢板形状尺寸公差在标准范围内控制。基本上与进口钢板相同，只是同一钢板的差异大于进口材料，目前主要问题是无法生产宽面板，因此，这部分薄钢板是进口的。冷轧冲宽面钢板主要用于生产轿车、面包车的顶板和底板。目前，最大宽度为1950mm，进口宽幅钢板的宽度为1750至1950mm化学成分。近年来，随着钢和精炼设备的现代化或引进，由于采用了诸如脱硫、脱气、炉外精炼等先进技术，钢板化学成分的稳定性得到了提高。这在提高钢板成形性能方面发挥了很大作用，中国的化学物质数量比十年前有所下降。尤其是含硫量和含磷量。但国产低碳钢板与进口钢板之间仍存在差距，也导致国产低碳钢板与进口钢板之间存在差距。对于低碳钢板，韩国、日本等国的钢铁能够根据零件使用的复杂性调整同类钢的化学成分，从而确保了零件形成的合格率，宝钢已经开始了这项工作[2]。

2.3 力学性能及工艺性能

薄板可分为目前生产的普通碳结构材料普通（CQ）、冲压（DQ）、深冲gIJ（DDQ）、特深冲（EDDQ）、超深冲（S-EDDQ）级别。其力学和工艺特性与国外材料1：3相似，完全不需要材料进口。但是，对于08AI（GB5213ZF级别的品种和Stl4、Stl5等）钢板，在力学及工艺性能条件下，钢板生产材料与1：3材料之间仍存在差异。总的来说，国内外深冲板力学性能降低了屈服强度，屈服强度进口材料较弱、较窄。此屈服强度可确保良好的材料冲压性能。据统计，东风汽车公司使用日本超深冲钢板生产的零部件的报废率为0.3%，国内超深冲钢板生产的零部件的报废率为5%。

3 硅钢片的研究开发动向

汽车硅片主要用作发动机的铁芯材料。目前汽车控制系统中使用了许多电机，但由于电机频率低、功率低，硅片的特性不一定很高。但是，与混合动力汽车驱动发动机一样，高负荷发动机需要低铁损耗和高磁流密度等良好的电磁特性。特别是为了实现微型化，高速旋转发动机的发展对消耗不同类型的马达需要不同的铁芯材料。作为汽车驱动或增压发动机，如感应电机、开关磁阻电机、无刷直流电机等。感应电机效率较低，但不需要电动刷子，可靠性高，没有内磁，具有成本低的特点，要提高发动机效率，必须减少损耗。除了机械和电气损失外，还有铁和铜的损失对于异步电动机，由于励磁电流较大，铜消耗量高于损耗，这通常是铁损耗的两倍以上。

为了小型化电机，当设计磁流密度增加时，如果饱和磁流密度较低，铜的损耗会显着增加。因此，对于异步电动机芯，使用高饱和流密度低硅材料可以减少总损耗。开关磁阻电机转子由无导体、无磁铁的铁芯组成，结构坚固，是一种低成本、高效的重复电机。但是，它们的应用受到噪音和振动的限制，随着控制技术的进步，对其适用性不断进行研究。据指出，这种发动机可以通过减少损失来减少总损失。在日本，发动机效率是主要目标：电车和混合动力汽车的驱动发动机主要使用不带滑梯的直流电机。直流电机无刷时，转子采用强磁铁减小一次励磁电流，转子内没有导体，因此没有二次电流，铜损耗小，铁损耗成为主要损耗。因此，使用低铁硅片有利于无刷直流电机的效率。特别是在没有无刷直流电动机中，磁流密度波形包含较高的谐波分量，因此在400hz左右的高频带中低铁损耗的材料是理想的。近年来，为了提高发动机的铁心性能，研制了一种将铁心分为取向硅片的发动机，发动机根据磁链方向使用取向硅片。添加硅和铝会提高硅片的比重，减小板厚，优化磁场范围会减少自旋损失。当硅和铝的添加量很大时，饱和磁流密度就会降低。当设计磁流密度高时，磁滞损耗增大，铁总损耗增大。因此，减小板厚有助于减少涡旋损失，但板过细时，表面效果较大，有时铁损失增大[3]。

4 结语

国产钢板的实物质量水平从普通到深冲级别均已达到或超过进口的同类材料，特深冲和超深冲薄钢板的物理质量有待进一步提高，拉伸性能、镀层厚度、

表面镀膜状态、镀锌钢板强度和宽度尚待铝板制造必须改进或拓展，材料质量必须大大提高。