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汽车中高强钢板的使用情况Source:NipponSteelNews,No.304,June2003ULSAB-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。050100150200250300350钢带中厚板冷轧薄板热轧薄板电镀锌板热镀锌板镀铝板221(30%)41(6%)114(15%)29(3%)0.3(0.04%)336(45%)4(0.5%)单车用料种类每辆车各种钢板用量(kg)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)050100150200250钢带中厚板冷轧薄板热轧薄板电镀锌板热镀锌板镀铝板34(6%)18(3%)190(31%)42(7%)82(14%)236(39%)5(0.8%)单车用料种类单车涉及零件数(件)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强度级别使用率的现状和10年后的预测值（重量比率）高强度钢板在新型轿车车体部件上的应用率/%高强度钢板在车体上的应用率/%A,B,…G汽车厂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、悬臂高残余奥氏体热轧高张力钢板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新日铁热轧汽车板品种开发情况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新日铁冷轧汽车板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CanadianCode1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NordioCode3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)上世纪80年代末至90年代初日本汽车工业法规5年无锈蚀,10年不穿孔双面合金化热镀锌DURGRIP-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-treatedGA（厚镀层）润滑膜；锌铁合金；钢基板；锌铁合金；润滑膜新日铁合金化镀锌汽车板阿塞洛阿塞洛(Arcelor)是欧洲地区最大的汽车用钢板生产企业，设有专门阿塞洛汽车部(ArcelorAuto)。阿塞洛汽车用钢板生产的最显著特点是，在全球钢铁企业中，该公司是第一家与汽车厂建立共同“设计与伙伴”合作关系的钢厂。这一合作关系使其得以参与新车开发、设计乃至生产全过程，确立与客户的紧密战略协作关系。强度冲压钢HSLA铁素体+贝氏体DPTRIPMPBoronUsibonYS,MPaDD14:⊙320:⊙360:⊙420:⊙500:⊙550:⊙700:⊙——————————YS,MPa————450:⊙550:⊙600:⊙600:⊙800:⊙780:△800:⊙900:△1000:△1200:△1400:△1500：⊙阿塞洛近年来汽车板的开发应用情况(1)热轧汽车板注：⊙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HSDPTRIPBoronUsibonYS,MPa140:⊙120-160:⊙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:△1200:◆590:△700:◆780:⊙980:◆1500:⊙(2)冷轧汽车板注：⊙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HSDPTRIPYS,MPa140:⊙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:⊙160:⊙180:⊙220:⊙280:⊙320:⊙360:⊙220:⊙———TS,MPa———260:⊙300:◆340:⊙390:⊙450:⊙590:⊙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DPBoronUshibon热轧镀铝TS,MPa__1500:⊙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。从一汽、上海大众和东风等3家企业的汽车板使用情况看，一汽和东风货车用钢板除少部分超深冲板需进口外，基本实现了国产化，主要来自宝钢股份、鞍钢、武钢和攀钢。不同轿车车型所使用钢板差别较大，中低档轿车板国产化率较高，高档轿车板尚需大量进口。一汽大众轿车板大部分来自进口，主要由蒂森等国外钢铁企业供货，少部分由宝钢股份供应。上海大众轿车板国产化率约56.6%，主要来自宝钢股份。东风富康轿车用钢板国产化率约90%，主要来自宝钢股份、武钢和鞍钢。国内复杂的汽车品牌格局，在一定程度上加大了汽车板生产难度。仅轿车就有18家外国公司在我国建厂，引进车型种类繁多，导致汽车板标准、规格和品种需求的多样化。例如，大众系列轿车用板采用德国标准，品种涉及热镀锌、电镀锌和高强度钢板等，最宽为1800mm，最厚为4mm；富康轿车用板采用法国标准，以热镀锌板为主；夏利轿车用板采用日本标准，以热镀锌合金化板为主；切诺基吉普车用板采用美国标准，热镀锌和热镀锌合金化板并用。经过多年演变，世界各国都有各自的轿车用钢体系，而我国尚未形成一个统一的汽车板标准。我国汽车板与国外的差距(1)产品档次低、品种少。国外高强度汽车板生产技术已成熟，最高屈服强度可达1200MPa。高强度复相钢和高强度IF钢对钢中5大元素含量控制很严格，IF钢还需要超低的[C]、[N]含量(一般要求20ppm以下)，这两类钢都需要进行复杂的微合金化工艺和退火热处理工艺。目前，我国钢铁企业在上述两类产品上尚未形成稳定成熟的技术，汽车板仍主要以低碳铝镇静钢为主，虽然强度级别也有所提高，但最高只有800