《轿车车身材料》PPT课件.ppt
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1、1 钢板及钢材钢板及钢材 轿车所用钢板的重量占轿车重量的轿车所用钢板的重量占轿车重量的50%50%,而,而且几乎全用于车身。车身钢板的减薄会产生很且几乎全用于车身。车身钢板的减薄会产生很大的轻量化效果大的轻量化效果,如减薄如减薄10%10%就可实现就可实现5%5%的车身的车身轻量化轻量化,从而可减少从而可减少4%4%5%5%的燃料消耗。的燃料消耗。但是,钢板厚度减薄会使延展刚性下降,但是,钢板厚度减薄会使延展刚性下降,耐凹性下降。对此开发了成形性优良的高强度耐凹性下降。对此开发了成形性优良的高强度钢板。钢板。另外,随着汽车面向世界市场,对于在腐另外,随着汽车面向世界市场,对于在腐蚀环境严酷地区
2、的防锈对策,应采用表面处理蚀环境严酷地区的防锈对策,应采用表面处理钢板。钢板。1.1.1 高强度钢板高强度钢板 表表1-11-1为典型车身外板件、表为典型车身外板件、表1-21-2为典型车身内板件及其在冲压为典型车身内板件及其在冲压方面要求的特性。方面要求的特性。表表1-1 1-1 典型车身外板件及其性能要求典型车身外板件及其性能要求分类分类典型零件典型零件零件的零件的性能要求性能要求成形领域成形领域对材料的性能要求对材料的性能要求覆盖件覆盖件发动机罩发动机罩1行李箱盖行李箱盖2车门外板车门外板3耐凹性耐凹性延展刚性延展刚性表面质量表面质量低变形鼓低变形鼓凸成形凸成形低变形下的高低变形下的高n
3、值、值、高高值、低屈强比、值、低屈强比、BH值值一般外板一般外板前挡泥板前挡泥板4车顶盖车顶盖5延展性延展性耐凹性耐凹性表面质量表面质量浅的鼓凸成形浅的鼓凸成形和深冲成形和深冲成形低屈服点、高低屈服点、高n值、值、表面质量表面质量难成形外板难成形外板四开板四开板6后车门外板后车门外板7延展刚性延展刚性表面质量表面质量弯曲强度弯曲强度深冲成形深冲成形鼓凸成形鼓凸成形低屈服点、高延展低屈服点、高延展性、高性、高n值、高值、高值、值、表面质量表面质量准外板准外板前平衡板前平衡板8锁夹板锁夹板9表面质量表面质量和浅的深冲成和浅的深冲成形和鼓凸成形形和鼓凸成形低屈服点、高低屈服点、高n值、值、表面质量表
4、面质量表表1-2 1-2 典型的车身内板件及其性能要求典型的车身内板件及其性能要求分类分类典型零件典型零件零件的性能零件的性能要求要求成形领域成形领域对材料的性能要对材料的性能要求求一般板件一般板件前围板前围板10车架纵梁,外车架纵梁,外/内内11后底板纵梁后底板纵梁12车厢纵梁外车厢纵梁外/内内13刚性强度刚性强度单纯弯曲成形单纯弯曲成形帽型深冲成形帽型深冲成形浅的鼓凸成形浅的鼓凸成形低屈强比、高低屈强比、高n值、高值、高值、延值、延展性、展性、BH性性难成形内板难成形内板车身围板弹性支架车身围板弹性支架14汽车地板汽车地板15仪表板外仪表板外/内内16车轮罩内车轮罩内/外罩里侧,外罩里侧,
5、行李箱里侧行李箱里侧刚性刚性深冲成形深冲成形鼓凸成形鼓凸成形低屈服点、高延低屈服点、高延展性、高展性、高n值、值、高高值、值、超难成形内板超难成形内板油盘油盘17金属网金属网18超深冲成形超深冲成形拉深凸缘成形拉深凸缘成形低屈服点、高延低屈服点、高延展性、高展性、高n值、值、高高值、值、行走部件行走部件前悬架部分前悬架部分19后悬架部分后悬架部分强度强度深冲成形深冲成形拉深凸缘成形拉深凸缘成形高延展性高延展性耐缺口敏感性耐缺口敏感性强度零件强度零件保险杠、加强筋保险杠、加强筋20冲击式横梁冲击式横梁21强度强度帽型深冲成形帽型深冲成形低屈强比低屈强比 除上述冲压性能外,高强度钢板还应具有对焊除
6、上述冲压性能外,高强度钢板还应具有对焊接、涂装的适应性及良好的防锈性能。接、涂装的适应性及良好的防锈性能。冲压性和高刚性是难以并存的两种特性,但冲压性和高刚性是难以并存的两种特性,但是,在加工时柔软可有效地进行深冲,加工后通是,在加工时柔软可有效地进行深冲,加工后通过加工硬化等方法又恢复了强度,这就是汽车所过加工硬化等方法又恢复了强度,这就是汽车所要求的高强度钢板。要求的高强度钢板。所谓冲压成形性是指在冲压(冷加工)时塑所谓冲压成形性是指在冲压(冷加工)时塑性变形好,不产生开裂、变形、折皱等;冲压后性变形好,不产生开裂、变形、折皱等;冲压后的弹性回复要小;不危及冲压模的粘着和磨损。的弹性回复要
7、小;不危及冲压模的粘着和磨损。为了兼顾上述两种性能,利用了表为了兼顾上述两种性能,利用了表1-3所示的金属学原理。其中,固容强化钢经所示的金属学原理。其中,固容强化钢经热处理将得到在铁素体基体上适当地分散热处理将得到在铁素体基体上适当地分散一些马氏体的复合组织,即是双相钢组织。一些马氏体的复合组织,即是双相钢组织。这种组织的钢与其它高强度钢相比,屈服这种组织的钢与其它高强度钢相比,屈服强度低、延伸率增大、加工硬化效果好。强度低、延伸率增大、加工硬化效果好。此外,烘烤涂装时的时效效果也大。因而此外,烘烤涂装时的时效效果也大。因而成形后的刚性升高。成形后的刚性升高。表表1-3 汽车用钢板的高强度技
8、术概要汽车用钢板的高强度技术概要金属学原理金属学原理手段手段适用钢板适用钢板抗拉强度抗拉强度/9.8(MPa)固溶强化固溶强化添加添加Si、Mn添加添加P热轧钢板热轧钢板冷轧冷轧40554045析出硬化析出硬化成形后时效硬化成形后时效硬化添加添加Nb、Ti、V添加添加N热轧钢板热轧钢板热轧钢板热轧钢板50704050冷轧组织冷轧组织恢复组织恢复组织光整冷轧光整冷轧不完全退火不完全退火冷轧钢板冷轧钢板冷轧钢板冷轧钢板354540100快冷相变组织快冷相变组织碳素钢的淬火碳素钢的淬火固溶强化钢热理固溶强化钢热理冷轧钢板冷轧钢板热轧钢板热轧钢板8010040801 车身外板车身外板 车身外板的基本性
9、能要求较好的延展刚车身外板的基本性能要求较好的延展刚性和耐凹性。性和耐凹性。延展性取决于零件的形状和钢板的抗拉延展性取决于零件的形状和钢板的抗拉强度及板厚。通过提高钢板的抗拉强度、强度及板厚。通过提高钢板的抗拉强度、降低板厚,可达到减轻重量的目的。降低板厚,可达到减轻重量的目的。耐凹性对于车门外板、发动机罩、行李耐凹性对于车门外板、发动机罩、行李箱罩等以及接近乘客且易受撞击的部位是箱罩等以及接近乘客且易受撞击的部位是非常重要的。非常重要的。2 车身内板车身内板 车身内板即要重量轻又要注意在受车身内板即要重量轻又要注意在受冲撞时能够确保车室内的空间,采用冲撞时能够确保车室内的空间,采用高强度钢板
10、可满足这一要求。一般用高强度钢板可满足这一要求。一般用于抵抗冲撞的构件及加强筋等。如抵于抵抗冲撞的构件及加强筋等。如抵抗前后方向冲撞的车架纵梁;抵抗侧抗前后方向冲撞的车架纵梁;抵抗侧向冲撞的支柱、车架横梁、内摇杆、向冲撞的支柱、车架横梁、内摇杆、车门冲击梁等。车门冲击梁等。3 行走部件行走部件 承受循环载荷的悬架臂、车轮等行走部承受循环载荷的悬架臂、车轮等行走部件也适宜采用高强度钢板。由于这些零件件也适宜采用高强度钢板。由于这些零件都需焊接装配都需焊接装配,故要求焊接性。故要求焊接性。表表1-4为汽车用高强度钢板的规格实例。为汽车用高强度钢板的规格实例。表表1-4 汽车用高强度钢板的规格例汽车
11、用高强度钢板的规格例类型类型符号符号TS等级等级/9.8(MPa)3538404550556080100120热热轧轧钢钢板板一般加工用一般加工用深冲加工用深冲加工用低屈强比型低屈强比型SANHCSANHSAFH-D冷冷轧轧钢钢板板一般加工用一般加工用拉深加工用拉深加工用烘烤硬化型烘烤硬化型深冲加工用深冲加工用低屈强化型低屈强化型SANCSAFC-RSAFC-RBSAFC-ESAFC-D热侵镀热侵镀锌钢板锌钢板拉深加工用拉深加工用烘烤硬化型烘烤硬化型AS-RAS-RB1.1.2 防锈钢板防锈钢板 在寒冷地带为防止冰雪冻结,道路要撒盐;在寒冷地带为防止冰雪冻结,道路要撒盐;在海风吹拂的沿海地带及
12、酸雨严重的工厂地区,在海风吹拂的沿海地带及酸雨严重的工厂地区,为防止汽车的腐蚀,通常采用防锈钢板,即表面为防止汽车的腐蚀,通常采用防锈钢板,即表面镀锌、镀锡、镀铝等表面处理钢板。防锈钢板分镀锌、镀锡、镀铝等表面处理钢板。防锈钢板分热浸镀式、电镀式、涂漆式、电镀热浸镀式、电镀式、涂漆式、电镀+涂漆式等,分涂漆式等,分别用于不同类型的板材及不同部位。表面镀层有别用于不同类型的板材及不同部位。表面镀层有Fe-Zn、Ni-Zn合金。合金化镀锌钢板根据制造方合金。合金化镀锌钢板根据制造方法的不同可分为合金化电镀锌钢板和合金化热浸法的不同可分为合金化电镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板,见表镀锌钢板,见表1-5
13、。主要用于加强肋和托架类、。主要用于加强肋和托架类、摇臂外壳等。摇臂外壳等。表表1-5 汽车用表面处理钢板及其特点(一)汽车用表面处理钢板及其特点(一)类别类别热浸镀钢板热浸镀钢板(银亮合金)(银亮合金)电镀钢板电镀钢板特点特点铬酸锌表面铬酸锌表面膜处理法膜处理法(1)(2)改进型改进型(3)(4)镀层材料及厚度镀层材料及厚度Zn-Fe合金合金6Zn2.8Zn-Ni合金层合金层2.8+Fe系层系层0.2Zn-Fe合金合金2.7可可加加工工范范围围双面、单面镀双面、单面镀双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面双面、单面电镀量电镀量/(g/m2)
14、309010501030(40)下层下层(2)法法同上层同上层2g/m2(2030)板厚板厚/(mm)0.72.30.42.30.42.3板宽板宽/(mm)610182961018296901550特特 点点漆料耐蚀性、漆料耐蚀性、耐多孔性优耐多孔性优良良热浸镀材料热浸镀材料的加工性稍的加工性稍有下降有下降电镀材料的电镀材料的加工性与冷加工性与冷轧薄板的等轧薄板的等同同在不涂漆的情况下,在不涂漆的情况下,比铬酸锌表面膜处比铬酸锌表面膜处理法的耐蚀性提高理法的耐蚀性提高五倍。在同等耐蚀五倍。在同等耐蚀性条件下降低镀量,性条件下降低镀量,这对焊接有利这对焊接有利为提高为提高(2)的耐)的耐水密实性
15、水密实性,在上层施以在上层施以铁系电镀铁系电镀再现再现(1)的优的优良特性良特性;加工加工性也比冷轧薄性也比冷轧薄板的水平高板的水平高表表1-5 汽车用表面处理钢板及其特点(二)汽车用表面处理钢板及其特点(二)类别类别涂装钢板涂装钢板电镀电镀+涂装钢板涂装钢板备备注注特点特点(5)(6)(7)涂层厚度涂层厚度凹坑涂层凹坑涂层12.5暗涂层暗涂层2.5凹坑涂层凹坑涂层10Zn层层2.8改进型凹坑涂层改进型凹坑涂层5 Zn-Ni系合金系合金1.4因因板板厚厚不不同同使使板板宽宽受受到到限限制制可可加加工工范范围围双面、单面镀双面、单面镀仅单面仅单面仅单面仅单面仅单面仅单面电镀量电镀量/(g/m2)
16、1510+20g/m210g/m2+5板厚板厚/(mm)0.61.60.61.0板宽板宽/(mm)60014006101000特特 点点比不涂漆的耐蚀比不涂漆的耐蚀性优良。加工时性优良。加工时因表层剥离引起因表层剥离引起耐蚀性下降耐蚀性下降比不涂漆的耐比不涂漆的耐蚀性优良。连蚀性优良。连续焊接性在点续焊接性在点焊至焊至2000点后点后稍有下降稍有下降以以Zn-Ni系合金作为系合金作为涂漆的基底,可使表涂漆的基底,可使表层得到改善。耐蚀性层得到改善。耐蚀性最好,焊接性也大大最好,焊接性也大大提高。提高。双层镀可大大提高防锈能力和涂装性双层镀可大大提高防锈能力和涂装性,部分托架、构架已有采用。部分
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