汽車配件材料和工藝的研發趨勢都有哪些?「今日回答」
隨著人們需求的不斷提升,汽車工業對高強、輕質材料的需求刺激了材料研發、工程設計、工藝制造三個領域研發的迅猛發展。在材料、設計創新及工藝創新的通力合作下,高強、輕質材料的可成型及其成型系統的柔性正在不斷提高。下面簡單介紹下汽車配件材料和工藝的研發趨勢:
一、配件材料的研發
在現代汽車工業中,為了能夠成功地應對安全、結構和底盤部件批量的挑戰,想得到高強度就必須以犧牲材料的可成型性作為代價。例如超高強度鋼材,如馬氏體相鋼很小的變形就會導致其失效,相反的是較低強度的鋼材在失效前能夠表現出高的可、延展性。對于汽車車身而言,這種關系在優化材料的選擇土起著重要作用。但通過不斷的技術積累,提高強度與提高可成型性之間的矛盾隨著可選的新型多相鋼材的增加而逐漸弱化,現在相當強度的鋼材也可獲得較高的可延展性、更好的冷成型性能以及更高的抗拉強度。

二、工程材料的選用
在現代汽車的車身上,外殼和結構件之間包含著相當數量不同種類的材料。因此要根據各部件的不同選用不同的工程材料。對于高抗拉強度鋼材的使用,可依據它們的材料特性進行粗略的分類。在毛坯材料的選擇時,必須依據具體的抗拉強度級別,并考慮其成型的應變特性。汽車車身部件使用的典型材料主要有:
復合相和馬氏體相鋼:用于與碰撞安全相關的主要部件,如梁、側邊沖擊單元、保險杠;
高抗拉強度鋼:用于帶平滑弧線的拉伸件,如車門、罩、頂蓋;
高強自由填隙原子鋼:用于帶有拉伸和深壓延應力的非常難壓延的部件,如內門板、側板、翼子板;
雙相鋼:用于結構件,如車頂縱梁、輪子,以及帶有特殊抗凹性的拉伸車身外皮,如車門、前蓋、行李箱蓋;
烘烤硬化和磷化合金鋼:用于難拉伸板,如車門、前蓋、頂蓋;
殘余奧氏體鋼:用于強吸能特性的結構件,如梁、車縱梁。
三、創新的成型工藝
高強輕質的部件對裝備提出了更高的技術要求。通常情況下,傳統的設備已經無法滿足最新的超強度材料的需求。在沖壓車間的實際中,經過驗證行之有效的方法包括:
(1)高強度鋼的成型
對高強度和超強度鋼進行冷成型的優點是能夠明顯縮短周期。對于復雜件的局限性是使用冷成型時存在著“回彈”現象。另外,這種工藝要求壓力機噸位高,而且需要昂貴材料制造的剛性模具以減少磨損。
(2)使用雙滑塊多工位壓力機的冷成型
帶獨立成型工位的雙滑塊六工位壓力機可進行高強度板的精拉伸,對成型系統的柔性、可靠性和速度有著嚴格的要求。多工位壓力機用于高強度和超強度鋼是其邁向未來的重要一步。
(3)組合式冷成型
在現有的機械式壓力機上進行改造,將首臺壓力機更換成液壓機便可實現對高強度鋼。最近幾年由于諸如動力缸,的模態轉換和環閥技術促進了驅動技術的進步,液壓拉伸壓力機的效率有了很大的提高。即使在小底座表面也能夠提供更高的沖壓在行程、裝模空間和沖壓力方面擁有更大的柔性,沖壓線上可使用模具的數量增加。
(4)在成型過程中形成高強度鋼
加壓淬火也稱熱擠壓或熱成型,主要用于精度要求高的復雜的高強度零件成型。由于加熱和冷卻的工藝要求,根據不同工件情況,這種方法需要較長的制造周期。在成型過程中為確保加壓淬火的成功,需在材料表面涂上一層鋁硅合金以預防產生氧化皮。毛坯或型坯應在爐子里加熱以獲得奧氏體組織。為防止空氣冷卻,已經加熱的坯料需盡快送到壓力機沖壓,接著由諸如機器人等自動化裝置把工件從模具中取出。
四、新型沖壓油的研制
(1)硅鋼板是比較容易沖切的材料,一般為了工件成品的易清洗性,在防止沖切毛刺產生的前提下會選用低粘度的沖壓油。
(2)碳鋼板主要用于汽車防護板等工藝要求不高的低精工,所以在選用沖壓油時首先應該注意的是拉伸油的粘度。其次必須考慮使成形容易的油性、防止卡咬的極壓性、防銹性、脫脂性以及在焊接時不產生有毒氣體。
(3)鍍鋅鋼板因為和氯系添加劑會發生化學反應,所以在選用沖壓油時應注意氯型沖壓油可能發生白銹的問題,而使用硫型沖壓油可以避免生銹問題,但沖壓后應盡早脫脂。
(4)奧氏體不銹鋼是容易產生硬化的材料,一般使用含有硫氯復合型添加劑的沖壓油,在保證極壓性能的同時,避免工件出現毛刺、破裂等問題。
以上就是汽車配件新型材料和制造工藝的研發趨勢,通過不斷的改善制造工藝可以使得汽車配件制造行業得到深遠的發展。

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