JFE:汽车零部件用水淬型1.5GPa 超高强度冷轧薄钢板及新型冷成形技术
该项目入围2023年“Steelie”奖年度创新奖
为减少碳排放量,汽油发动机车辆通过减轻车身重量来提高效率,而电动汽车则在提高销量。
另外,对乘车人员和电池在碰撞过程中的保护也同等重要。因此,近年来,强度超过1.5GPa的汽车零部件数量不断增加并广泛使用热冲压技术生产。相比常规的冷压技术,热冲压技术具有良好的可成形性,但在加热过程中,会遇到材料属性和碳排放的问题。
为克服这些问题,JFE 钢铁公司开发了1.5GPa 马氏体钢材(1.5G-MS) 和冷压成形技术,用于生产形状复杂的汽车部件。1.5G-MS 钢材的生产采用独特的用水淬技术,经过连续退火工艺,冷却率超过每秒1000° C。1.5G-MS 钢材还具有较高的显微组织均匀性和较低的合金含量设计,因此抗延迟断裂性能优异,相较于热冲压零部件,冷成形技术生产的零部件屈服强度更高,耐撞性更强。
另一方面,在1.5G-MS 钢材冷压过程中,冷压造成的断裂和回弹造成的零部件精度不高是面临的主要难题。针对这些难点,JFE 钢铁公司提出了“预成形”概念,针对难以确保尺寸精度的长弯部件,又开发出“应力逆成形”技术。
该技术利用了包申格效应(即:当反向加载应力时,屈服应力减少的现象),包申格效应在高强钢板上表现得尤为明显。鉴于压机的下止点应力是造成回弹的一个因素,该技术极大减少了应力同时提升了部件的尺寸精度。
目前,使用冷压成形1.5G-MS 钢材代替热冲压钢材的工作正在进行。除了在全球首次使用车顶中心加强件之外,丰田普锐斯的许多结构零部件都采用1.5G-MS 钢材。
JFE 钢铁公司相信,这些技术将会为电动汽车的推广做出巨大贡献。