汽车板生产工艺

汽车板生产工艺陈礼清东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室2008年6月主要内容第一部分汽车板简介第二部分冷轧汽车板生产第三部分热轧汽车板生产第一部分汽车板简介第一讲第一章

汽车的发展与汽车板第二章

汽车板的质量品种要求第三章

汽车板的分类和牌号第四章

现代板带生产的冶金流程简介1.1汽车构成第一章汽车板的发展与汽车板3

reasons

for

the

use

ofhigh-strength

steels:safe

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thinner

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plastic

solutionsIn

general

engineers

look

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the

balance

of

strength

and

formability

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may

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forget

processability汽车中高强钢板的使用情况Source:

Nippon

Steel

News,

No.304,

June

2003ULSAB-AVC车身构造(图中的数字为抗拉强度/MPa)一般钢材及不锈钢高强度钢铸铁铝塑料玻璃39.216.8106122.91.2构成汽车的原材料美国汽车材料重量组成(%)原材料制造设计开发其它5330512汽车的费用组成(%)(数据来源:德国联邦统计局)数据来源：上海科学技术情报研究所整理钢铁材料约占70%，钢铁材料中的薄钢板用量最大。221(30%)41(6%)114(15%)29(3%)0.3(0.04%)336(45%)4(0.5%)车各种钢板用量(kg)单车用料种类典型轿车单车用钢板量直方图(百分数指各用料占全部用料量的比例)34(6%)18(3%)190(31%)42(7%)82(14%)236(39%)5(0.8%)车涉及零件数(件)单车用料种类典型轿车单车涉及零件数目直方图汽车车体重量的变化（模式图）车体重量新日铁高强钢产量的变化新日铁汽车用HSS日本客车各种配件的最大抗拉强度A,B,…G汽车厂高强度钢板在车体上的应用率/%高强度钢板在新型轿车车体部件上的应用率/%日本高强度钢板的强度和种类现状新日铁亚洲地区汽车用钢板最具有竞争力的企业，同时该公司生产的汽车用镀锌板和高性能车用钢材，技术在世界上居第一位。新日铁汽车钢材最突出的特点为：实行产品差别化战略，即避免与其它钢铁同行生产雷同产品，坚持开发、生产其它厂无法生产或产量较少的特殊及高档产品。为此，新日铁开发研究中心于2001年初与欧洲阿赛里斯钢厂合作，共同构起合作研究开发体系。国外著名企业汽车板生产概况汽车板分类牌号特性主要用途超深冲热轧板卷NSHX-1与过去深冲板相比，加工性更好，适合做难加工件汽车压缩机壳NSHX-2冲压加工高强度热轧板卷SANH490,

SANH540,SANH590从一般加工到冲压，加工范围广汽车轮辋低屈强比的高强度热轧板卷SAFH540D,SAFH590D低的屈强比适合冲压加工，而且有较高的疲劳强度汽车轮辐板高翻边性热轧钢板SANH370B-SANH590B从一般加工到冲压，加工范围广悬挂装置、悬臂高品残种余奥开氏体发热情轧高张力钢板况SAFH590E,

SAFH690ESAFH780E性能超出了以往汽车用热轧高张力钢板，而且具有与冷轧高张力钢板类似的加工性和强度汽车结构件、难成形件BH热轧钢板NSHC-BH加工时有软钢板的成形性，加工后经涂装烘烤处理，可以时强度得到提高汽车结构件NSHD-BH地板用钢板NFP有防滑防水效果，又因比较薄可使汽车轻量化，因为经济性得到广泛使用汽车地板NFP400竖条纹钢板NFPA1,

NFPA2,NFPB1有防滑效果，经济型高强度材料，适合于对外观设计有一定要求的

部件汽车地板冷轧汽品种分类牌号特性主要用途普通冷轧板卷冲压等级SPCD冲压质量仅次于SPCEN汽车地板和顶板深冲SPCEN深冲等级具备冶金学方面被控制的晶粒尺寸，即使在深冲之后也保持美观的精整表面。保证自出厂之日6个月无时效汽车翼子板和后侧板特殊冲压冷轧板卷超深冲SPXD超低碳钢板，加工性优越汽车后侧板SSPDX超低碳钢板，加工性高越汽车油底壳和顶板车板高强度冷轧板卷商业等级SANC390,

SANC440SANC490,

SANC540SANC590以弯曲为主要要求的一般目加工汽车保险杠，车门冲击梁，结构件冲压SAFC340R,

SAFC370R具备较高的r值和延伸率，以优越的冲压性和加工性内外侧用板，如车门、发动机

罩、行李箱盖SAFC390R,

SAFC440R双相SAFC490D,

SAFC540DSAFC590D,

SAFC780DSAFC980D,SAFC1180D具有双相结构的高强度

钢，表示良好的成形性和加工硬化性汽车保险杠，车门冲击梁深冲等级SAFC340E,

SAFC370E具有高强度钢系列的最佳冲成形性汽车翼子板，后侧板SAFC390E,

SAFC440E金化时间遵循

耐蚀法规对应

法规要求开发品种品种横断面结构上世纪70年代末期加拿大法规

Canadian

Code1年无锈蚀,3年不穿孔单面热镀锌热镀锌；钢基板上世纪80年代中期Nordio

Code3年无锈蚀,6年不穿孔双面两层电镀锌

DUREXCELITE(薄镀层)铁锌合金(富铁);锌铁合金(富锌);钢基板;锌铁合金(富锌);铁锌合金(富铁)镀上锌世锌纪汽80

车年代末至90年代初日板本汽车工业法规5年无锈蚀,10年不穿孔双面合金化热镀锌DURGRIP-E（厚镀层）锌铁合金(富铁);钢基板;锌铁合金(富铁)上世纪90年代中期日本汽车工业法规5年无锈蚀,10年不穿孔双面合金化热镀锌DURGRIP（厚镀层）锌铁合金；钢基板；锌铁合金上世纪90年代末期欧洲法规8年无锈

蚀,12年不穿孔双面合金化热镀锌L-treated

GA（厚镀层）润滑膜；锌铁合金；钢基板；锌铁合金；润滑膜阿塞洛近年来汽强度 冲压钢

HSLA

铁素体+(1)

热轧汽车板

贝氏体车板的DP开发TRIP应用情MP况BoronUsibonYS,

MPaDD14:

⊙320:

⊙360:

⊙420:

⊙500:

⊙550:

⊙700:

⊙——————————YS,

MPa————450:

⊙550:

⊙600:

⊙600:

⊙800:

⊙780:

△800:

⊙900:

△1000:

△1200:

△1400:

△1500：⊙注：⊙商业化，△针对用户的新试产品，◆正在开发；YS屈服强度，TS抗拉强度；BH烘烤硬化钢，HS高强钢，DP双相钢，TRIP相变诱导塑性钢，MP多相钢。强度冲压钢BHHSLA各向同性钢含磷钢HSDPTRIPYS,MPa<140:

⊙120-160:

⊙140-180:

⊙140-210:

⊙160:

⊙180:

⊙220:

⊙260:

⊙300:

⊙240:

⊙280:

⊙320:

⊙360:

⊙400:

⊙220:

⊙260:

⊙220:

⊙———TS,MPa————260:

⊙300:

⊙340:

⊙390:

⊙450:

⊙500:

⊙590:

⊙780:

⊙1000:

◆1200:

◆590:

△700:

△780:

⊙980:

◆(3)电镀锌汽车板注：⊙商业化，△针对用户的新试产品，◆正在开发；YS屈服强度，TS抗拉强度；BH烘烤硬化钢，HS高强钢，DP双相钢，TRIP相变诱导塑性钢，MP多相钢。强度冲压钢BHHSLA各向同性钢含磷钢HSDPTRIPMPYS,MPa120-160:

△140-180:⊙140-210:⊙160:◆180:⊙220:⊙260:△300:△240:⊙280:⊙320:⊙360:⊙400:⊙220:◆260:◆300:△220:⊙————TS,MPa————260:⊙300:⊙340:⊙390:⊙450:⊙500:⊙590:⊙780:⊙1000:◆590:◆700:⊙780:◆900:△(4)热镀锌汽车板注：⊙商业化，△针对用户的新试产品，◆正在开发；YS屈服强度，TS抗拉强度；BH烘烤硬化钢，HS高强钢，DP双相钢，TRIP相变诱导塑性钢，MP多相钢。强度冲压钢BHHSLA含磷钢HSDPTRIPYS,MPa120-160:

⊙140-180:

⊙140-210:

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⊙220:

⊙280:

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⊙———TS,MPa———260:

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◆340:

⊙390:

⊙450:

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⊙780:

◆590:

◆780:

◆(5)合金化热镀锌汽车板强度冲压钢HSLAYS,

MPaDD14:

⊙320:

⊙；360:

⊙；420:

⊙；500:

⊙；550:

⊙(6)热轧镀锌汽车板品种强度DPBoron

Ushibon热轧镀铝TS,

MPa1500:

⊙冷轧镀铝590:

⊙1500:

⊙(7)镀铝汽车板注：⊙商业化，△针对用户的新试产品，◆正在开发；YS屈服强度，TS抗拉强度；BH烘烤硬化钢，HS高强钢，DP双相钢，TRIP相变诱导塑性钢，MP多相钢。国内企业汽车板生产情况2003年，我国生产汽车444.37万辆(轿车201.89万辆、客车119.52万辆、货车122.96万辆)，汽车整车制造消费钢材约730万吨，其中汽车板约450万吨。进口汽车板约占消费量的30%左右，主要是轿车用冷轧板，约占轿车用冷轧板的50%。目前，我国生产汽车板的企业主要有宝钢股份、鞍钢、武钢和攀钢等。宝钢股份是最大的汽车板生产企业，2003年，汽车板市场占有率36.1%，汽车用冷轧板市场占有率46%，技术含量最高的轿车面板(05板)只有宝钢股份能够生产。鞍钢、武钢和攀钢生产的汽车板大部分为热轧板，仅少量供应部分规格和牌号的冷轧板。此外，2003年以来，珠钢和包钢CSP生产线也已经试制成功并小批量生产汽车用热轧板。第二章汽车板的质量品种要求2.1质量要求现代汽车的发展趋势：减重、节能、防腐、防污染、防噪声以及安全舒适对现代汽车用钢板的要求除了传统的结构性能、经济性能外，还包括：优良的成形性能，即高的塑性应变比r值，高的均匀伸出率，高的总伸长 率，低的屈服强度，低的时效指数和低的屈服伸长

冲制复杂的汽 车覆盖件良好的抗凹陷能力和足够的结构刚度，避免在制造和使用过程中产生凹陷， 冲撞中吸收能量，要求钢板具有一定的强度和刚度，即高的 b和适当的 烘烤硬化性与加工硬化能力。

良好的焊接性能，保证零件有效地连接及焊点和焊点周边区域的强度和性能不发生大的变化；

优良的表面形貌和光洁程度，良好的喷涂性能和对油漆涂镀层的附着性能，以求外表美观；高的耐蚀性能；

良好的板形和板面平直度，严格的尺寸精度和性能均匀性；

为了减少汽车在行驶过程中的雷鸣效应，部分零部件用钢板应有吸声减振效果。1)以减重节能为目标的高强度钢板系列高强度汽车板分为普通冲压级、深冲级和超深冲级三大类。按照强化机理可以分成4种类型：固溶强化型加磷钢板通过加P使铁素体固溶强化以提高强度，其强度级别为320MPa,360MPa。加磷高强板具有满意的成形性能，深冲级r值为1.4~1.6,超深冲级可以达到2.0。弥散强化型高强度低合金钢板通过加入Mn、Cu、Mo、V、Ti、Co和适当的控轧控冷工艺

产生弥散强化、晶粒细化、回复强化以提高强度。其强度级别为380MPa、420MPa、460MPa、500MPa和540MPa。Cu析出强化钢抗拉强度可达610MPa，r值可达1.9，加Mn后IF钢抗拉强度达440MPa,r值为1.5～2.0。2)超深冲钢板系列

一般来说，钢板的强度越高，成形性就会下降。因此，汽车工业中需要既具有高强度又有良好成形性的钢板，满足这一要求的就是超深冲钢板。超深冲钢板的典型代表是IF钢板(无间隙原子钢)

IF钢是在超低碳钢的基础上加入一定量的NbTi，使钢中的CN原子被固定成碳化物、氮化物，而钢中无间隙原子存在，这种钢具有极优良的成形性，即高r值(r>2.0)、高n值(n>0.25)、高的延伸率值(>50%)和非时效性(AI=0)。3)涂镀层钢板

涂镀层钢板，表面处理钢板；汽车工业中的涂镀层钢板可以分成三个系列：热浸镀系列、电镀系列和有机涂层系列。4)新型特殊汽车钢板

层状树脂复合钢板：以安全减振为目的，降低汽车高速学士时产生的雷鸣效应，消除噪声、减少公害、提高舒适性。由2层钢板之间夹一层0.05~0.12mm厚的粘弹性树脂组成。减振性能随温度变化，具有很好的阻尼性能。

高光亮度镜面钢板：满足高档轿车高光亮度度表面的要求，其反光性特强，表面平坦度和润滑性得到极大改善。第三章汽车板的分类和牌号3.1汽车板的分类按脱氧方式分为：沸腾钢、镇静钢和半镇静钢；

按钢种与合金元素成分分为：低碳钢、低合金高强度钢、加磷钢(含磷钢)、超低碳无间隙原子钢等；按强度级别分为：普通强度级和高强度级；

按冲压级别分：商用级(CQ)、普通冲压级(DQ)、深冲压级(DDQ)和超深冲压级(EDDQ);

按冲压件的复杂程度分：P级(普通拉延级)、S级(深拉延)、

Z级(最深拉延)、F级(复杂冲压)、HF级(很复杂冲压)和ZF级(最复杂冲压)。

综合考虑脱氧方式、钢种、强度和冲压级别后，简单的划分为：深冲钢板(包括用沸腾钢制造的普通冲压级别钢板以及用铝镇静钢制造的深冲压级别的钢板)、高强度钢板(各种低合金高强度钢板HSLA、含磷钢板、烘烤硬化钢板BH、双相钢板等)、镀层钢板(热镀锌的深冲和深冲高强度钢板以及各种合金镀层板)、超低碳超深冲钢板(无间隙原子钢板IF、超深冲高强钢板、超深冲烘烤硬化钢板等)、复合钢板(轻质夹层复合