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1、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: Nippon Steel News, No. 304, June 2003ULSAB-AVC车身构造身构造(图中的数字中的数字为抗拉抗拉强强度度/MPa)一般钢材及不锈钢 高强度钢铸铁铝塑料玻璃39.239.2
2、16.816.810106 612122.92.91.2 构成汽车的原材料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%)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百分数指各用料占全部用料量的比例)34(6%)18(3%)190(31%)42(7%
3、)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）汽车车体重量的变化（模式图）车体重量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强度级别使用率的现状和强度级别使用率的现状和强度级别使用率的现状和1010年后的预测值（重量比率）年后的预测值（重量比率）年后的预测值（重量比率）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新型轿车车体部件上的应用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新
4、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高强度钢板在车体上的应用率/%/%A,B,GA,B,G汽车厂汽车厂汽车厂汽车厂日本高强度钢板的强度和种类现状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
5、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
6、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新日日铁铁热热轧轧汽汽车车板板品品种种开开发发情情况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
7、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
8、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)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
9、）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；润滑膜新新日日铁铁合合金金化化镀镀锌锌汽汽车车板板 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(Arcelor Auto)。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
10、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DPTRIPMPBoron UsibonYS, MPaDD14: 320: 360: 420: 500: 550: 700: YS, MPa450: 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
11、多相钢。 强度冲压钢BHHSLA各向同性钢含磷钢HSDPTRIPBoron UsibonYS, MPa140: 120-160: 140-180: 140-210: 160: 180: 220: 260: 300: 240: 280: 320: 360: 400: 220: 260: 300: 220: TS, MPa260: 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
12、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, MPa2.0)、高n值(n0.25)、高的延伸率值(50%)和非时效性(AI=0)。n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。3) 涂镀层钢板4) 新型特殊汽车钢板n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0.050.12mm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。n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
13、润滑性得到极大改善。第三章 汽车板的分类和牌号n按脱氧方式分为：沸腾钢、镇静钢和半镇静钢；n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；n按强度级别分为：普通强度级和高强度级；n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);n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)。3.1 汽车板的分类n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
14、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(轻质夹层复合板和树脂复合减振板等)。n为了体现汽车板的进步，人们也习惯将冲压板分成三代产品，沸腾钢为第一代(20世纪5060年代)，铝镇静钢为第二代(20世纪6080年代)、无间隙原子钢为第三代(20世纪80年代以后)。钢种s/MPab/MPat/%r值n值沸腾钢50-60年代18019029031044481.01.2约0.22铝镇静钢60-8
15、0年代16018029030044501.41.8约0.22IF钢80年代后10015025030045551.82.80.230.28三代冲压用钢性能比较三代冲压用钢性能比较n表中列出了中国、日本、德国、英国、前苏联以及国际上常用深冲汽车板的牌号。(有些是企业标准)3.2 汽车板的牌号钢种中国国际日本德国英国前苏联沸腾钢铝镇静钢高强度钢无间隙原子钢08F08Al-Z08Al-F08Al-HF08Al-ZFP1,P2,P3BPD-35BIF1BIF2BIF3, WIFCR1CR1CR2CR3CR4SPCCSPCCSPCDSPCESANC390-590SAFC490D-1180DSAFC340R
16、-440RSAFC340E-440ESAFC340RBKTUX1, KTUX2SPDX, SSPDXSt12St12St13St14St15PHZ等MSTSt16St17CR1CR1CR2CR3CR4BBCBOCB第四章 现代板带生产的冶金流程简介冶冶金金因因素素如如何何产产生生作作用用及及对对材材料料性性能能的的影影响响n冶炼：热轧带钢和冷轧带钢几乎只用吹氧法冶炼。在转炉中，通过适宜的方法使预脱硫的生铁经过复合吹炼，即以氧枪顶吹和惰性气体底吹后转变成钢。为了在很窄的成分范围内调整化学成分，采用了炉外精炼和二次精炼的方法。n热轧带钢和冷轧带钢的生产：连铸法。从连铸到热轧带钢，可以通过连铸模的调整、板坯纵切或者大功率的侧压轧机来实现连铸坯宽度与热轧带钢宽度的匹配。n板坯在推钢式或者步进式加热炉中加热。为了节能和提高生产效率，现在普遍采用将热板坯直接送入加热炉(热装)或者直接轧制高温板坯(直接轧制)。n热轧带钢在冷轧之前还必须清除带钢表面的氧化铁皮，这可以在热硫酸或盐酸中进行。n冷轧通常在46架轧机组成的冷轧机组中进行。消除加工硬化的再结晶退火可以在罩式炉或者连续式退火炉中进行(退火周期差别大)。谢 谢！
