汽車用鋼產(chǎn)品需求特點及生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢分析

1、汽車用鋼產(chǎn)品需求特點及生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢分析汽車工業(yè)對原材料的需求，品種規(guī)格多，質(zhì)量要求高，數(shù)量需求大。據(jù)統(tǒng)計所需原材料品種規(guī)格達(dá)4000種以上，就鋼材而言品種規(guī)格達(dá)500多種，比重仍占70%左右，且都有較高的質(zhì)量要求圖表：汽車不同部件用鋼介紹   資料來源：中國產(chǎn)業(yè)競爭情報網(wǎng)汽車用鋼的品種構(gòu)成為：鋼板約占50%以上、優(yōu)質(zhì)鋼（齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼等特殊鋼）占30%、型鋼占6%、帶鋼占6.5%、鋼管占3%、金屬制品及其他占1%。各類鋼板是汽車用鋼的主要品種，根據(jù)生產(chǎn)工藝不同，可分為熱軋板（熱軋薄板、中厚板）和冷軋板（普冷板、鍍層板）；根據(jù)強度不同，可分為以IF鋼（無間隙原子鋼

2、）為代表的具有超深沖性能的軟鋼系列和以TRIP鋼為代表的高強度鋼系列。在汽車板中，熱軋中板主要用于載重汽車車架縱梁、橫梁、車廂橫梁、車輪輪幅、轎車的滾形車輪輪輞，輪幅等。冷軋薄板主要用于車身，要求鋼板成形性能良好，表面質(zhì)量好，厚度公差小。轎車車身用鋼為電鍍鋅板、熱鍍鋅板。優(yōu)鋼包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、易切鋼、冷鐓鋼、耐熱鋼等。其中齒輪鋼用量最多。轎車板以冷軋板為主，約占鋼板用量的 75%，無論品種還是質(zhì)量都代表了汽車板的最高水平。能否為轎車批量供應(yīng)各類冷軋板，已成為衡量鋼鐵廠綜合技術(shù)水平的標(biāo)志。熱軋板主要用于客車、貨車，約占這兩類車型鋼板用量的60%-70%，且高強度的熱軋

3、板應(yīng)用越來越廣泛。但受厚度規(guī)格、強度和表面質(zhì)量的局限，熱軋板在轎車上用量不大。1、汽車用冷軋鋼板生產(chǎn)工藝 汽車用冷軋產(chǎn)品尺寸精度高、表面光滑、內(nèi)部各項性能良好，其主要原因是排除了熱軋中溫度這一工藝因素的影響。利用鋼在高溫時變形抗力低和塑性好的特點，在高溫的狀態(tài)下進(jìn)行加工變形，有利于節(jié)約能量，容易獲得各種形狀，但高溫加工變形過程中的溫度并不是固定不變的，如果加工過程中鋼的溫度不均勻，則影響加工精確度；而高溫狀態(tài)的氧化，使得熱軋鋼板表面質(zhì)量較差。冷軋能使金屬內(nèi)部晶粒破碎并均勻化，附加一定的熱處理工藝，便能得到良好的性能。因此，在產(chǎn)品尺寸的精確度、表面質(zhì)量、性能各方面，冷軋板帶鋼都比熱軋板帶鋼強。在

4、特制的冷軋機上還可以軋制厚度為0.001mm的極薄鋼板，這對于熱軋來說是不可能的。圖表：汽車用鋼冷軋的生產(chǎn)工藝流程   資料來源：中國產(chǎn)業(yè)競爭情報網(wǎng)汽車用鋼冷軋的生產(chǎn)工藝流程是熱軋板卷（原料）酸洗冷軋脫脂退火平整剪切成品交貨。冷軋坯料在軋制前必須經(jīng)過連續(xù)酸洗機組清除氧化鐵皮，以保證帶鋼表面光潔，順利地實現(xiàn)冷軋及其后的表面處理。酸洗之后即可軋制，但是由于冷軋的工藝特點，軋到一定厚度必須進(jìn)行退火使鋼軟化。但是軋制過程中，帶鋼表面有潤滑油，而油脂在退火爐中會揮發(fā)，揮發(fā)物殘留在帶鋼表面上形成的黑斑又很難除去。因此，在退火之前，應(yīng)洗刷干凈帶鋼表面的油脂，即脫脂工序。脫脂之后的帶鋼，在

5、保護(hù)氣體中進(jìn)行退火。退火后的帶鋼表面光亮，進(jìn)一步軋制或平整時，就不必酸洗。退火之后的帶鋼必須進(jìn)行平整，以獲得平整光潔的表面，均勻的厚度，并使性能得到調(diào)整。平整之后，可根據(jù)定貨要求對帶鋼進(jìn)行剪切。2、汽車用熱軋鋼板生產(chǎn)工藝 汽車用熱軋鋼板用連鑄板坯或初軋板坯作原料，經(jīng)步進(jìn)式加熱爐加熱，高壓水除鱗后進(jìn)入粗軋機，粗軋料經(jīng)切頭、尾、再進(jìn)入精軋機，實施計算機控制軋制，終軋后即經(jīng)過層流冷卻（計算機控制冷卻速率）和卷取機卷取、成為直發(fā)卷。直發(fā)卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀，厚度、寬度精度較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。將直發(fā)卷經(jīng)切頭、切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線處理后，再切板或重卷，即成為熱

6、軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等產(chǎn)品。熱軋精整卷若經(jīng)酸洗去除氧化皮并涂油后即成熱軋酸洗板卷。該產(chǎn)品有局部替代冷軋板的趨向，價格適中，深受汽車生產(chǎn)企業(yè)歡迎。圖表：汽車用鋼熱軋的生產(chǎn)工藝流程   資料來源：中國產(chǎn)業(yè)競爭情報網(wǎng)（1）薄板坯連鑄連軋 自1992年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國第一套CSP薄板坯連鑄機以來，國內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛花費巨資新建或改造熱連軋廠，不斷擴大品種范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼的2050和1580熱軋線是國內(nèi)工藝裝備及自動化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線，能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度1.5mm的熱軋板卷，也能生產(chǎn)少量厚度1.0mm1.2mm的超薄熱軋帶鋼。1999年珠鋼引

7、進(jìn)第一條CSP薄板坯連鑄連軋線（1450mm），之后邯鋼、包鋼、攀鋼、唐鋼相繼建成投產(chǎn)CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，已具備生產(chǎn)0.8mm超薄帶鋼的能力。（2）鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝 珠鋼CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)后，采用該工藝生產(chǎn)2.0mm以下超薄熱軋帶鋼，目前國內(nèi)唐鋼、本鋼等多條CSP薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。3、汽車用鋼技術(shù)發(fā)展趨勢 為適應(yīng)車體輕型化和環(huán)境要求，世界汽車用鋼材料正在發(fā)生巨大的變化。汽車用鋼由于具有優(yōu)良的材料特性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定供給性和循環(huán)使用性等因素而得到廣泛使用。但是，在車體輕型化的潮流中，鋁合金和樹脂材料的使用比率也不斷增大。另外，減少鉛和鉻酸鹽等污染環(huán)境物質(zhì)

8、及材料循環(huán)利用等也成為關(guān)注的焦點。（1）鋼鐵材料的高強度化 汽車用高強度鋼板是根據(jù)其實際用途而采用各種強化機理而生產(chǎn)的。傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)用高強度鋼是以添加各種合金成分的固溶強化型和析出強化型高強度鋼為主流，對于要求更高強度，則使用組織強化型高強度鋼。汽車表面用鋼板。對于汽車面板，設(shè)計上要求具有高的加工性，使用以添加P和Mn的超低碳鋼為主的IF（無間隙原子）鋼、強度達(dá)到440MPa級的高強度鋼或烘烤硬化（BH）鋼板。汽車車體用鋼板。由于融食鹽引起腐蝕問題，上世紀(jì)80年代北美和歐洲對鋼板進(jìn)行防銹處理比率上升，并開發(fā)、使用各種防銹鋼板，但現(xiàn)在考慮到成本和全球性供貨，采用熱鍍鋅（GI）和合金化熱鍍鋅（GA

9、）鋼板的比重在增加。盡管高強度熱鍍鋅鋼板存在因母材中添加碳、硅、鋁等多種合金成分，導(dǎo)致鋅潤濕性降低而不能鍍鋅等問題，但現(xiàn)在還在開發(fā)強度達(dá)780MPa級的GI和GA鋼板。 汽車用棒材和線材。汽車發(fā)動機、驅(qū)動系統(tǒng)和車輪部分使用的棒材和線材近年來向高強度化發(fā)展，其中螺栓、懸簧、驅(qū)動系統(tǒng)用材料高強度化尤為顯著，但由于腐蝕等原因，滲入鋼中的微量擴散性氫集中在晶界等處，這些材料會出現(xiàn)“延遲斷裂”問題。所謂延遲斷裂，指的是經(jīng)過熱處理的高強度鋼在數(shù)秒以至幾十年后突然破壞的現(xiàn)象。為防止延遲斷裂，采取了通過熱處理以控制晶界析出物，使晶界強度不致惡化等措施。懸簧用材料。此種材料設(shè)計應(yīng)力目前正從傳統(tǒng)的1000MPa級

10、向1200MPa1300MPa級的高強度化方向發(fā)展。在實現(xiàn)懸簧高強度化的過程中，還要考慮到，永久變形性、疲勞強度、腐蝕環(huán)境下的疲勞壽命等因素。齒輪用鋼。為了變速機的輕型化和增大發(fā)動機功率，解決齒輪損傷已成為重要研究課題。為此，汽車制造廠對齒輪用鋼進(jìn)行二硫化鉬的燒涂等潤滑處理。為降低成本和提高可靠性，汽車制造商希望開發(fā)出高強度和無需潤滑處理的材料。（2）減輕環(huán)境污染的材料 無鉛材料。由于對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，含鉛材料需要禁止和限制使用。汽車用鋼中含鉛材料包括燃料罐使用的鍍鉛易切削鋼等。金屬系材料正在從用鍍鉛鋼板轉(zhuǎn)向鍍鋁鋼板和樹脂覆層的鍍鋅鋼板，或者轉(zhuǎn)向非金屬系的全樹脂等材料。為提高切削加工效率而添

11、加鉛的易切削鋼，現(xiàn)在正在考慮使用添加與鉛一樣，因熔點低而具有熔融脆化機理的金屬元素，如Bi鋼等；另外，還考慮有效利用切削性好的非金屬夾雜物，并嘗試采用含 Ti（Ti4C2S2）鋼、及含BN、MnS鋼等。無鉻酸鹽處理鋼板。對于無涂漆使用的細(xì)小零件和構(gòu)件用鍍鋅鋼板，為防銹而在鍍層表面進(jìn)行鉻酸鹽處理，現(xiàn)開發(fā)了涂覆厚度達(dá)1mm以上、不含6價鉻和鉻酸鹽等物質(zhì)的樹脂覆層。目前，所開發(fā)的無鉻酸鹽鋼板的使用量正在擴大。（3）降低成本材料 非調(diào)質(zhì)材料。采用棒材和線材作原料的構(gòu)件，多數(shù)加工后需要進(jìn)行淬火和退火等熱處理。以降低成本為目的，令人關(guān)注的是開發(fā)可省略這種熱處理的高強度非調(diào)質(zhì)鋼材，但這種材料經(jīng)熱鍛成形后晶粒粗大，韌性難以得到保證。因此，采取添加V和TiN獲得微細(xì)奧氏體的方法