邯钢实现700兆帕级高强钢在新能源汽车底盘领域应用

一块钢板能否做到既更强又更薄、便于冲压加工呢?它直接决定着新能源汽车的轻量化水平。

河钢集团邯钢公司同国内某车企展开专项技术攻关活动,在新能源汽车底盘领域实现国内首例屈服强度达700兆帕级高强酸洗结构钢的应用。

邯钢实现700兆帕级高强钢在新能源汽车底盘领域应用-有驾

这就意味着,新能源汽车底盘用钢在强度和加工性能之间找到了新的平衡点。

对于消费者来说,这项技术看起来是材料方面的科技突破,但是最终它会体现在车辆的重量、能耗以及制造工艺上等多个方面。

底盘为什么要使用高强度钢材?

汽车底盘负责着承载、支撑以及防护等功能,对材料的强度和稳定性有较高的要求。以往国内使用的汽车用钢屈服强度一般都没有达到700兆帕级别。

在材料强度有限的情况下,为了满足底盘承载和安全防护的要求,通常会增加板材厚度。板材变厚之后虽然可以满足结构上的要求但是也会导致整车重量加大。

对于新能源汽车来说,车身重就会造成行驶能耗大。

整车越重就越需要更多的能量来驱动它运动起来,并且会给轻量化、绿色低碳目标带来一定的影响。因此,在保证安全标准的基础上尽可能降低用材重量成为汽车材料升级的重要方向。

邯钢这次与合作车企联手打造的新能源汽车底盘核心零部件,采用的是屈服强度达700兆帕级别的高强酸洗结构钢。

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按照项目的要求,高强钢要具备良好的翻边、扩孔等成形能力。冲压完成后回弹量还要严格控制在±0.75mm之内,材料性能波动要在80MPa以内。

回弹可以简单理解为金属板材冲压成形之后由于内部应力释放所引起的形状变化。

如果回弹过大,零件尺寸就会偏离设计要求,造成装配上的困难。对于汽车底盘这样的关键部件来说,“尺寸精度”、“装配稳定性”都不能忽视。

这几项要求叠加在一起就给700兆帕级高强钢的量产应用增加了很高的技术难度。材料强度提升之后,在冲压过程中会出现开裂、回弹增大等现象,不能仅靠传统的经验来进行调整。用仿真技术提前解决生产难题

邯钢技术团队全程使用高精度CAE仿真模型对钢材拉伸、弯曲、冲压等各个生产环节进行模拟,分析出材料加工过程中的应力和应变分布情况。

在模具正式投产前技术人员完成多轮的仿真迭代,主要优化模具型面、压边力以及拉延筋布局,尽量从源头上避免冲压开裂等成形缺陷。

同时团队又根据仿真数据来评价材料的成形极限选择与零部件需求相匹配的材料牌号和供货状态,并进一步调整工艺参数。经过这些环节后,材料性能波动被控制在标准范围内,降低量产阶段出现开裂问题的风险。

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为了克服高强钢容易产生回弹的问题,技术人员对回弹进行了模拟预判并结合结构补偿设计来调整零件形状。最终零件的回弹被控制在规定的±0.75mm范围内。

该方法的价值不但是提高钢材强度,更是使材料可以完成冲压、成形和装配的过程。高强度、高韧性以及高精度只有同时满足才能满足新能源汽车底盘复杂构件的实际生产要求。

轻量化价值最终要落实到整车上

700兆帕级高强酸洗结构钢成功应用于新能源汽车底盘,打破了传统底盘用材在性能方面的限制。

保持同样的安全标准下,高强度材料可以减薄板材的厚度,进而减轻相关部件和整车的重量。车辆重量减少之后,在节能降碳方面就会有帮助了。就目前而言,在车辆轻量化过程中能耗还会是主要影响因素之一。

需要看到的是,材料升级并不是简单的把钢材做的更硬,而是要解决成形、尺寸、性能稳定以及规模化生产等几个问题。此次项目能够落地说明高强钢从实验和研发阶段走向汽车底盘实际应用还需要材料企业与整车企业在工艺、模具和质量控制等方面协同推进。

就行业而言,新能源汽车持续发展对轻量化材料提出了更高的要求。700兆帕级高强钢在底盘领域的应用给汽车制造企业提供了新的选材方案,也给以后的底盘结构优化、降低能耗以及提高制造效率留下了空间。

一项材料技术是否能够产生长期的价值,在于它所具有的实际应用规模、产品稳定性以及整车企业的持续验证。此次国内首例应用的完成,至少为新能源汽车底盘用钢升级迈出了重要一步。自产拍

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