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快速发展的汽车工业,给 的节能减排、环境保护和能源等方面带来了巨大的挑战。随着中国进入汽车社会,乘用车保有量大大提高。汽车轻量化成为节能减排的一条重要途径。在可选的轻量化材料中,高强度钢板除了轻量效果略低一些外,在使用性能、成本和节能减排等方面均具有一定的优势。高强度钢具有高的强度、高的碰撞吸能性,可以有效提高汽车的性。与传统软钢相比在满足相同汽车法规要求的前提下,可以大幅降低汽车的重量,是同时实现汽车轻量化与性要求的 轻量化材料方案。随着汽车法规的日趋严格,高强度钢板在乘用车上应用得到了快速的发展。同时,由于高强度钢板可在现有钢板的生产线上进行成分和工艺的优化,材料成本增幅也较小。
目前,乘用车常用的汽车钢板包括碳锰软钢、无间隙原子钢(IF)、高强度低合金钢(HSLA)、各向同性钢(IS)、双相钢(DP)、相变诱导塑性钢(TRIP)、孪晶诱发塑性钢(TWIP)、复相钢(CP)、马氏体钢(MS)、铁素体贝氏体钢(FB钢)、热成形钢等。高强度钢板具有性能、成本等方面的优势,决定了其仍是目前市场上 的轻量化材料,也是中低端乘用车轻量化材料的 。国外典型钢质车身的高强度钢板比例普遍达到50%~60%,部分车型甚至超过70%。其中一些 款车型的高强度钢板比例高达到73%。随着国内汽车法规和油耗法规的日趋严格,高强度钢板也受到越来越多的重视。自主品牌乘用车的高强度钢板用量与强度级别也在显著提高。一汽乘用车的车身高强度钢板比例达到50%以上。奇瑞公司车身高强度钢板应用比例也达50%以上,新开发的车型已达到60%。长城汽车大量采用高强度钢板,单车用量 的达到62.9%。此外,吉利、长安、东风、上汽和北汽等自主品牌新开发车型高强度钢板应用水平也基本都在50%。
高强板顾名思义是在钢板表面镀一层薄而致密的锌金属层,防止钢板表面受到腐蚀,以达到延长钢板使用寿命目的,并且金属锌表面呈银白色,色泽美观而广受欢迎。汽车用高强板的主要概况是:
1、生产工艺
按高强板的生产工艺及深加工方法的不同,高强板主要分为热高强板和电高强板,前者主要是将薄钢板浸入锌槽中,使钢板表面粘附一层锌,将出槽后的热高强板加热至约500℃,使其表面产生一种锌和铁的合金薄膜;而后者是利于溶液电解的原理,先将Zn2+离子电解到溶液中,然后在钢板表面沉积,形成一层均匀而致密的锌金属或合金层。
2、高强板表面质量
根据高强板表面质量的情况,其又可分为单面高强板和双面差高强板,表面仅一面有镀锌层的钢板叫做单面高强板。如果在已经一面镀锌的钢板的另一面,也涂一层锌金属,由于其厚度的差异,称为双面差高强板。
3、电镀溶液的种类
根据电镀溶液的种类可将电镀锌分为五大类,分别为:碱性 镀锌、碱性锌酸盐镀锌、铵盐镀锌、无铵氯化物镀锌、和硫酸盐镀锌。
1)碱性 镀锌后产品表面色彩艳丽,特别适用于彩色镀锌;但是由于 属于剧毒物质,在碱性 镀锌的过程中对通风设备提出了更高的要求,环境保护的限制对无氰少氰电镀液提出了更高的要求。
2)碱性锌酸盐电镀液的pH值为12~13,该工艺是由碱性 镀锌演变而来,也同样适合于彩色镀锌,其电镀层的晶格结构主要呈柱状,具有优良的耐蚀性。
3)采用铵盐作为电镀液时,电流利用率高,产品表面金属离子沉积速度快,得到的电镀层致密、光亮;但是由于铵盐电镀溶液对镀槽中的钢铁设备腐蚀严重、废水处理困难,铵盐镀锌迅速被无铵氯化物镀锌所取代。
4)采用无铵氯化物镀锌方法得到的电镀锌经钝化后,表面呈蓝白色,其表面与镀铬后颜色类似。
5)硫酸盐镀锌是目前国内广泛采用的一种电镀方法,由于其电镀溶液成分简单、成本低,且性能稳定,对环境及电镀设备危害小;电镀过程可使用较高的电流,镀层沉积速度较快,因此特别适用于线材、型材等大体积零部件。
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日前下线的1.2mm厚度规格含钒汽车边梁钢,产品抗拉强度、屈服强度等性能全部满足客户需求,这一产品的成功研发填补了国内市场空白。这一钢种具有含钒特色,其重量轻、强度高等特点符合当前市场对汽车减重的迫切需求,市场潜在需求量大。但在以前,由于生产难度大,产品全部依赖国外进口。
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由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已成为世界汽车产业发展的潮流。数据显示,车身重量每减轻10%,燃料将节省5%—7%。河钢薄规格含钒热轧卷板覆盖从1.2mm—2.0mm全部产品。超薄的板形和高强度特性,符合轻量化的要求,是制作汽车车厢、底板和内部结构用件的优选产品,能有效汽车结构强度,减少耗材用量,是符合汽车行业轻量化要求的节能环保型钢铁材料。
因着钒钛的优势,通过钒钛微合金化的析出强化效果,钢材的强度与韧性得到大幅提高,河钢含钒钢板在轧薄的情况下仍能获得较高的硬度。而且河钢高强极限薄规格热轧卷板还具有较高的漆面附着性,加工使用的效果更良好。
超薄和高强的特性带来的汽车减重效果更加明显,在保证汽车强度和性能的前提下,薄规格钢板提高了汽车的动力性,减少了燃料消耗,节能又环保。
因此,河钢的极薄规格含钒汽车钢在众多新能源电动汽车制造厂家中特别“受宠”,订单也是纷至沓来,现在已经成为北汽福田、山东时风、徐工集团等国内知名新能源电动汽车制造厂商的 产品。
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