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【專訪】河鋼集團邯鋼体球网技術中心--用戶技術研究中心主任 張龍柱:1500MPa級冷軋馬氏體鋼產品研發與應用

   日期:2019-09-27     來源:汽車材料網    評論:0       [ 進入汽車材料社區 ] [ 汽車材料館 ]
核心提示:汽車行業是我國重要的用鋼行業之一,一百多年來,鋼鐵業一直是汽車工業的基礎,雖然汽車制造中塑料和鋁鎂合金的用量不斷增加,但鋼鐵材料仍是汽車用材的主體。與鋁、鎂合金和復合材料相比較,高強度鋼板的原材料和制造成本較低,使其在汽車新材料的應用中更加具有競爭力。
   【中國汽車材料網】汽車行業是我國重要的用鋼行業之一,一百多年來,鋼鐵業一直是汽車工業的基礎,雖然汽車制造中塑料和鋁鎂合金的用量不斷增加,但鋼鐵材料仍是汽車用材的主體。與鋁、鎂合金和復合材料相比較,高強度鋼板的原材料和制造成本較低,使其在汽車新材料的應用中更加具有競爭力。我國每年用于汽車行業的鋼材占鋼材總消費的8%左右。薄板、中板、帶鋼、型鋼、優質棒材、鋼管、特殊合金鋼等品牌均被應用于汽車制造。
  
  近期,河鋼邯鋼首批最高強度等級冷軋汽車板1500MPA級馬氏體鋼MS1500,順利通過某知名品牌主機廠試模認證,用于新車型后底板后橫梁,成形過程良好,獲得用戶高度認可。MS1500系作為目前河鋼邯鋼最高強度等級冷軋汽車板產品,其研發生產技術達到國內外一流水平。近日,中國汽車材料網邀請河鋼邯鋼技術中心,用戶技術研究中心主任,張龍柱,與我們一起談談:1500MPa級冷軋馬氏體鋼產品研發與應用。
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  一、1500MPa級冷軋馬氏體鋼的開發與應用
  
  近年來,河鋼邯鋼堅持走產品高端路線,以精品+服務的模式撬開市場,汽車板產品最高強度級別由原1200MPa提高至1500MPa,1500MPa級別馬氏體鋼的成功應用,在河鋼邯鋼汽車板發展歷程上是一座重要的里程碑。
  
  為保證1500MPa級馬氏體鋼的成功開發及應用推廣,河鋼邯鋼技術中心組建高強鋼攻關小組,深入研究馬氏體鋼工藝機理,結合產線設備能力與特點,采用水淬工藝進一步降低合金含量,有效控制板形和表面質量,使其在高強度下仍具有一定的成形性能。該產品主要用于汽車加強件、防撞件等碰撞安全部件。張龍柱表示,1500MPa級馬氏體鋼與傳統意義上的高強鋼相比,具有明顯的優勢。
  
  首先從材料性能方面來說,1500MPa級冷軋馬氏體鋼以其超高的強度很好的滿足了當下汽車節能減排對輕量化及安全性的需求。
  
  其次,從材料生產可行性方面來說,河鋼邯鋼的超高強連退線具有高速水冷優勢,極為適合該產品的生產,降低了1500MPa級冷軋馬氏體鋼的生產難度,為批量穩定供貨提供了保障。
  
  最后,從材料制造成本來說,該產品依靠產線裝備的高速冷卻優勢,可減少合金加入量,從而降低材料成本。同時合金含量的減少,也利于焊接性能的改善,增強產品的使用性。
  
  二、汽車板高強化的兩條路線(冷/熱成形)互為補充
  
  汽車用鋼的高強化一直有兩條技術路線,冷成形和熱成形。張龍柱主任表示,冷成形高強鋼未來發展方向主要是要提高材料生產的穩定性,更加突出成本優勢;其次是1000MPa和1200MPa級別高強鋼冷沖壓成形工藝和裝備應用需進一步實現突破;此外終端用戶需求個性化越來越明顯,材料種類繁多,沖壓、輥壓、液壓等成形方式必然是各有其位、互為補充。熱成形高強鋼在汽車領域的應用發展非常迅速,但是未來熱成形技術在優化熱處理工藝、提高生產效率、降低工序成本,以及生產裝備國產化等方面仍有待進一步提高。
  
  隨著節能減排壓力的增大和汽車消費者個性化需求增多,汽車的輕量化、多功能和設計復雜性要求也越來越高,對高強鋼材料的應用方面提出了更加嚴峻的挑戰。熱成形和冷成形技術在工藝上有根本上的不同,熱成形技術在解決高強鋼零件開裂和回彈方面優勢明顯,冷成形技術在能耗、成本和生產效率方面更有優勢,所以兩種技術路線一定是在不同企業、不同車型級別、不同車型市場定位、不同車身區域各自發揮作用。隨著兩種技術在一些交叉領域的技術突破,各自優勢得到進一步發揮,從而會促使兩種技術的交叉領域會細分的越來越清晰,從而共同滿足終端消費者對汽車的復雜需求。
  
  三、產銷研一體運作 積極推進EVI服務模式
  
  為適應汽車板品種多、規格雜,交期嚴、質量高的特點,更好的滿足客戶使用要求,河鋼邯鋼從鐵水、煉鋼、熱軋到冷軋成品,全流程制定系統的質量標準和組織模式;撈渣機器人、無人天車等智能裝備大量應用,大幅提升產品質量和生產效率;針對重點客戶和重點品種、緊急交付和風險評估形成自己一整套的生產組織和工藝控制訣竅,從產品工藝設計、生產計劃安排、現場過程控制、產品質量檢驗到專用運輸和包裝標準,環環相扣,層層把關,保證按時、保質、保量交付;成立集產、銷、研于一體的小微團隊,開發汽車板用戶可視化系統,為客戶提供商務咨詢、、產品試用、現場跟蹤、剪切加工、定制化開發、EVI先期介入、輕量化等一攬子解決方案,完成了由產品制造商到綜合服務商的轉變。
  
  在超高強汽車板產品開發過程中,張龍柱主任表示河鋼邯鋼研發團隊同樣遇到了一系列難題,例如生產穩定性、板型、開裂和回彈等問題,以及新型材料開發面臨的在理論和思維上的創新問題等。針對這些問題,河鋼邯鋼依托國家級技術中心,充分發揮東大、北科、重大、中國汽研等河鋼集團平臺優勢,在技術與資源方面優勢互補,與汽車板客戶形成產業鏈的協同發展,在信息共享、理論突破和應用研究方面進行深度融合。以終端客戶需求的深度挖掘來觸發新材料的定制化開發,以理論研究和現場應用的無縫對接加速新材料的技術貫通,以跨部門多單位的高效合作模式提升河鋼邯鋼新產品開發EVI和技術服務能力。
  
  近年來,河鋼邯鋼依托自身國家級技術中心和先進的汽車板生產裝備,完成了包括冷軋、鍍鋅、酸洗3大類別,10余個系列,一百多個牌號的研究與開發,具備了整車用鋼供貨能力,產品直供國內上汽、東風、神龍、吉利、北汽、國能、比亞迪等主機廠,并實現向捷克斯柯達、意大利菲亞特和法國佛吉亞等國際知名品牌批量供貨。
  
  除了過硬的產品性能,河鋼邯鋼具有很強的EVI市場服務能力,推行大客戶經理制,以營銷為龍頭,產銷研一體運作,小微團隊高效推進的模式進行市場開拓。近年來,河鋼邯鋼緊緊圍繞市場和產品兩大主題,加快由材料供應商到綜合服務商的轉變,成立用戶技術研究中心,負責汽車鋼的成形、焊接、涂裝、碰撞安全等使用技術研究,牽頭為主機廠新車型開發提供車身選材、輕量化方案設計、可制造性分析,模具驗收、沖壓調試等全流程EVI技術服務。目前,河鋼邯鋼已為上汽、長城、東風、國能、北汽、智駿等10余家主機廠20余款新車型提供數據庫、模擬仿真、輕量化選材、模具驗收和現場沖壓調試等技術服務100余項,極大提升了河鋼邯鋼品牌形象。
  
  四、以技術進步提高鋼鐵材料在汽車材料領域的持續競爭力
  
  當前汽車材料正向多元化方向發展,鋼材料被一些輕質材料取代,如鋁、碳纖維等。張龍柱主任認為,在相當一段時間內鋼鐵材料仍然是汽車用材的主要選擇,相較于鋁、碳纖維等材料,汽車用鋼在比彈性模量、成本、技術積累以及產業鏈的成熟度方面仍有其不可替代的優勢。未來汽車用鋼將以低成本控制為前提,理論突破為基礎,充分揮發產業鏈優勢,以材料開發技術與應用技術深度融合的形式,不斷發揮汽車鋼的優勢,持續開發新的鋼種和成型技術,以技術進步提高鋼鐵產品在汽車材料領域的持續競爭力。未來,鋼鐵材料在QP鋼、熱成形技術、超高強冷沖壓成形技術、低密度鋼、溫成形鋼、D&P鋼等方面需要繼續探索與實踐。
  
  專家信息:
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  張龍柱,男,1981年,高級工程師,河鋼邯鋼技術中心,用戶技術研究中心主任、河北省第十三屆人大代表;主要負責汽車板應用技術研究和EVI技術服務工作,獲河鋼邯鋼“突出貢獻獎”, “河北省質量標兵”、“河北省五一勞動獎章”、“全國五一勞動獎章”。
 
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