《本钢低成本、高性能、环保型系列车轮用钢带的研制全解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《本钢低成本、高性能、环保型系列车轮用钢带的研制全解（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书一、项目基本情况编号：项目名称本钢低成本、高性能、环保型系列车轮用钢带（板）的研制完成单位本溪钢铁集团（有限）责任公司 东北大学 龙口兴民车轮有限公司 正兴车轮制造有限公司 济宁世纪车轮制造有限公司项目起止时间2004年1月2007年6 月用于生产时间2004年1月项目基本情况：一 项目背景：大背景随着汽车轻量化和性能要求的提高，汽车用钢板向高强度方向发展，据相关资料报道：车重每减轻1%，燃料消耗降低0.61.0%。随着车轮轮辐重量的减轻，对于减少汽车的耗油量和提高刹车性能是非常明显的。原用的钢种已远远不能满足用户的使用需求，迫切地需要进行材料的升级换代。以
2、达到汽车在增加载荷的同时实现自身减重、降低油耗、提高安全性的目的。小背景 20世纪90年代初，国内的车轮用钢以国外进口为主，每年需要大量的外汇，从那时开始，本钢一直致力于研制车轮用钢，到目前为止，本钢拥有自主开发、自行研制的BG330CL、BG380CL、BG420CL等多种牌号的车轮用钢，可以用来制作多种型号的商用车、乘用车车轮的轮辐和轮辋，替代进口钢材，为国家节省了大量外汇，并逐步在国内、国际市场上推广使用。2004年末，美国QUANDE公司通过全球网上招标的形式订购型号：8.2522.5 50万套，要求如下：第一，车轮重量：由原来47.5kg减为37.5kg以内；第二，通过美国交通部DO
3、T认证（弯曲疲劳寿命：10万次）。国内知名车轮生产厂龙口车轮有限公司与本钢签订技术协议，共同研制无内胎车轮用钢，本钢在短时间内，开发出SW400车轮钢，车轮重量控制在37.5kg以内，车轮样品在美国权威机构SMITH车轮检测中心检测，弯曲疲劳寿命全部达到50万次以上，未发生破坏，径向弯曲疲劳寿命全部达到100万次以上，通过美国交通部DOT认证，龙口车轮有限公司一举签订了每年出口50万套，型号为8.2522.5的购销合同，随着本钢SW400车轮专用钢的实验成功，产品迅速地推广到济宁世纪车轮厂、厦门日尚车轮有限公司、正兴车轮集团有限公司等生产企业，车轮产品全部出口，车轮型号逐步推广到5 1/2JJ
4、14 5J15 6JJ15 6K16 6.7522.5 7.5022.5 8.2522.5 9.0022.5 8.2524.5等，台架弯曲疲劳寿命均通过美国交通部DOT认证，并逐步销往印度、希腊、南非、东南亚等国家和地区。二 项目目标一方面通过本钢开发低成本、高性能、环保型系列车轮用钢，替代进口，满足国内的车轮生产厂家和汽车厂家的要求，实现车轮轻量化和低成本化；另一方面本钢为满足国外客商和汽车厂家的要求，开发了细晶车轮钢SW400，制造5 1/2JJ14 5J15 6JJ15 6K16 6.7522.5 7.5022.5 8.2522.5 9.0022.5 8.2524.5等多种型号的无内胎车
5、轮，台架弯曲疲劳寿命均通过美国交通部DOT认证，产品实现批量出口。由于本钢开发低成本、高性能、环保型系列车轮用钢生产工艺稳定，产品尺寸精确、板形良好，可以满足不同档次的国内、国外用户需求，目前，该系列产品的实物质量已达到国内外同类产品的领先水平。三 主要技术管理路线 前期调研市场定位品种开发销售及售后服务编制技术条件确定工艺路线编制质量计划小批量生产实验用户实验实验室实验（热模拟实验、有限元分析计算等）确定工艺参数逐步优化确定最佳的工艺参数组织鉴定推广使用四 实施过程中的主要创新1） 采用在BG420CL钢中加入微合金元素铌，结合稀土处理工艺，提高了钢板的综合性能，尤其是提高了钢板的耐疲劳性能
6、；通过一系列实验确定了合理的铌加入量、稀土加入量，其各项性能满足用户的需求。2） 对于BG330CL、BG380CL采用了特殊的夹杂物处理手段，实施效果良好。3） 对于SW400钢，采用加入微合金元素铌，结合钙处理工艺，提高了钢板的综合性能，尤其是提高了钢板的耐疲劳性能。4） 对于SW400钢，根据车轮的制造特点，采用柔性轧制技术，获得了良好的效果。五 主要实施效果和贡献本钢开发低成本、高性能、环保型系列车轮用钢，一方面替代进口钢板，制作多种型号的商用车、乘用车车轮，弯曲疲劳性能和径向疲劳达到了国家优质产品的标准，为国家节省了大量的外汇；另一方面根据美国客商和汽车厂的要求，开发SW400制造型
7、号为22.58.25无内胎车轮，样品经SMITH车轮检测中心检测，通过美国交通部DOT认证，并逐步销往印度、希腊、南非、东南亚等国家和地区，增强了本钢参与国内、国际市场竞争的实力。六 与国内外先进指标对比1）化学成分对比分析将本钢BG420CL热轧钢带（板）的化学成分与德国、宝钢同类产品进行了对比，列于表1。表1 化学成分对比 /% 厂家统计项CSiMnPSAls或AltNb本钢BG420CL标准0.120.300.80-1.200.0300.0250.0150.03最小0.070.070.850.0060.0040.0150.005N=1168最大0.120.201.200.0150.015
8、0.060.02均值0.090.131.010.0110.0090.0350.01德国TL-VW1107标准0.160.501.200.0350.035最小0.080.050.800.0100.005N=112最大0.150.301.150.0300.020均值0.130.211.020.0150.012宝钢B420CL标准0.120.300.80-1.200.0300.0250.020最小0.070.080.900.0070.0030.02N=113最大0.120.251.150.0200.0100.06均值0.100.181.000.0110.0070.03经过对比分析表明：本钢BG420
9、CL车轮钢的整体化学成分控制水平已达到国内外领先水平。2）力学性能对比分析将本钢BG420CL的力学性能与德国、宝钢的同类产品进行对比，列于表2。分析表2中数据可见，本钢BG420CL的屈服强度平均值高于德国水平，与宝钢相近；抗拉强度平均值高于德国水平，比宝钢略低；由于宝钢B420CL均为薄规格的产品，延伸率的数值较高，本钢、德国同类产品的韧性指标相近；本钢BG420CL的冲击功平均值(厚度10mm)与德国水平相近。经过对比分析表明，本钢BG420CL车轮钢的力学性能各项指标与宝钢、德国水平相近。表2 力学性能对比 厂 家统计项屈服强度Rel（ Mpa）抗拉强度Rm （ MPa）延 伸 率A（
10、%）180o 冷弯B=35mm室温冲 击 功横向Akv，J本钢BG420CL标准290420520厚度2.55.5 285.510.0 2610.014.0 26d=0.5ad=1.0ad=1.0a41最小3004202650N=2900最大40052036合格270均值35546530140德国TL- VW1107标准260420厚度16mm 26d=1.0a38最小2604202640N=112最大40058034合格240均值32044529135宝钢B420CL标准290420520厚度3.05.0 28d=0.5a合格最小33044332N=203最大40051040合格均值3604
11、75353） 成形性能对比分析3.1 延伸凸缘性能(扩孔率的测定)本钢、德国、宝钢同类产品的值及平均值对比列于表3。 表3 值对比 厂家及牌号厚度mm值%值平均%本钢BG420CL13.5148205175德国TL-VW110712140192170宝钢B420CL5.0145192178分析表3中数据可见，本钢BG420CL的值范围和平均值与宝钢、德国水平相近，本钢BG420CL的延伸凸缘性能良好。3.2 n、r和r值的对比分析 本钢BG420CL车轮钢与德国、宝钢同类对比见表4。表4 n、r and r 对比 厂家及牌号厚度mmn值%n值平均%r值%r值平均%r宽冷 弯B=35mm宽冷 弯
12、B=80mm本钢BG420CL13.50.1950.2250.2020.981.151.05-0.29合格合格德国TL-VW1107120.1800.2200.2010.951.121.06-0.30合格合格宝钢B420CL5.00.1950.2380.2050.951.191.10.-0.30合格合格 分析表4中数据可见，本钢BG420CL的n值平均值与德国、宝钢水平相近；r值平均值与德国相近，比宝钢略低；r值与德国、宝钢的水平相近；本钢BG420CL的成形性能良好。4 钢板的疲劳性能对比分析从图 1中可以看出，BG420CL的疲劳极限-1=210MPa，TL-VW1107钢板的疲劳极限为-
13、1=155MPa，说明BG420CL钢板的耐疲劳性能良好。 由于BG420CL钢板有较高的疲劳寿命，用它制作的汽车车轮，必然会提高汽车部件的强度和寿命，同时可以减轻汽车整体重量，以达到节省原材料和燃油的目的。5 ） 车轮台架弯曲疲劳寿命对比分析本钢、德国、宝钢同类产品的车轮台架弯曲疲劳寿命对比见表5。分析表5中数据可见，本钢BG420CL的车轮台架弯曲疲劳寿命与宝钢、德国水平相当，说明本钢BG420CL制作的车轮具有优良的耐疲劳性能。表5 车轮台架弯曲疲劳寿命对比厂 家 及 牌 号车轮台架弯曲疲劳寿命 （万次 ）123最低值本钢 BG420CL60.47065.69574.11360.47德国TL-VW110758.53560.21167.28958.535宝钢 B420CL68.47761.55475.44261.554图1 BG420
