汽车用涂镀层板规格品种
在汽车制造工艺中,钢板冷冲压成型工艺占据十分重要的位置。采用钢板冲压成型工艺材料消耗低、工艺流程简单、适合于大量流水生产;冲压工艺能生产出一定强度、一定刚度、形状复杂、质量轻的零件;冲压成型的零件互换性好、能保证装配的稳定性,有生产效率高和生产成本低等优点。汽车用的冷轧钢板不仅数量大,而且品种多、质量要求高。为了冲压出形状复杂的零件,对冲压后成型性能的要求越来越高,很多零件采用无间隙原子钢板(IF钢板);为了减轻汽车自重、降低燃油消耗,采用各种类型的高强度钢板(如双相钢,TRIP钢等);为了提高抗腐蚀性能,采用镀层钢板(电镀锌板和热镀锌板);为了提高涂装后车身的鲜艳性,增加美观,要提高钢板的表面质量;为了保证安全,汽车冲撞性要求钢材在高速变形时吸收较多的能量。近年来,**有多家钢铁企业参加的“钢制**轻汽车车身(ULSABIUltralightSteelAutoBody)"开发项目,与汽车厂合作,对汽车车身用冷轧钢板进行了广泛的研究,已经取得了很多成果,研发了很多新的钢种,满足了汽车工业的需要。我国近年来与国外合作进行了引进技术或合资建厂来生产许多国外轿车车型,这些轿车所用的钢板多为国外的品种牌号,有的牌号国内钢厂已经能生产供应,实现了国产化,表6-12列出了从国外引进或合资生产的轿车车型所用的钢1板种类和特点。
涂层钢板的表面处理特性和涂装性能既影响涂层板的表面耐蚀性,又影响表面外观;磷化是涂装前的重要工序,磷化处理是重要的表面处理,其效果可用涂层质量、表层所形成的磷化物晶体的形状、大小进行表征。文献[19]中用两种方法进行表面处理:喷淋和浸入;这两种方法在汽车生产线中都存在,对阳极磷化和全部涂层系的涂层板进行环境腐蚀检测,结果表明,不同涂层板的锈蚀抗力无明显区别,石头碎片抗力亦无明显不同,但腐蚀抗力随涂Zn合金和涂Zn层厚度的增加而增加;实验所用的各种涂层板的相关信息列于表6-11中,表明处理首先用碱水洗去油,然后进行阳极磷化(喷淋和浸入),各涂层的厚度为:ECcoat涂层,18um;表面涂层43um;封闭涂层20um;**部涂层37um.对涂装后的石头碎片进行冲击试验和环境腐蚀试验的结果表明,所比较的不同镀锌层的表面处理均无额外的特性,尽管这些涂层的合金成分表面形貌不同。但性能区别不大,HDG,ZnFe比热镀Zn和电镀Zn性能更好,但必须解决该材料在EC-涂层工艺中产生的个别表面缺陷。根据划线腐蚀变宽的量与Zn层或Zn合金层的线性关系的环境腐蚀实验结果,即随层厚变大,腐蚀速度变小,给出了不同板材承受的腐蚀载荷和环境条件,从而使调整材料抗蚀行为成为可能。文献研究得出,磷化物晶体形状、大小以及P/H值(呈单斜系的鳞叶石P和呈斜方晶系的磷锌矿的量H的比值)均会影响涂层的黏结力,EG、GI涂层板比GA板有更高的碎片冲击抗力,EC-coat的液槽温度、溶剂的体积电压均会影响GA板表面处理时的针孔形成;小的磷酸盐晶体,高的P/H,均有利于改进镀层板涂层后的划线腐蚀抗力和碎片冲击抗力;GA板上的不规则表面可能导致局部有高的电流密度,从而导致EC-coat处理后表面针孔的形成。汽车外板应用的表面必须是高质量的,不允许存在任何表面缺陷,如褪色或频色不均、杂质或渣子、裂片、斑状鳞片、合金变异等;这些缺陷不仅影响车身外板制件的腐蚀性能,还会影响涂层的美观和亮丽,作为汽车外板,不仅要求无映陷,同时还要求表面形貌,即德国标准中的“05"板,冷轧辊表面经过毛化处理,其毛化方法有喷丸毛化、电火花毛化、激光毛化、电子束毛化,用可见形貌旨数评价板材涂装质量:A1=0.15×R20"+0.35×Dol+0.25XNSIC.+0.25XNSIC.式中,R20"为镜面反射强度,表征漆面光泽性;Dol为镜面反射宽度,表征李面鲜映性;NSIC为图像畸变,表征漆面鲜映性;NSIC.为图像反差损失。汽车板涂漆A1值要求大于80.统计表明,经不同表面毛化方法处理(喷丸、电火花、电子束)的CR、G、GI,GA板涂漆后的形貌指数A1与钢板毛化方法、表面形貌和结构分析表月,A1与板材表面波纹度wca相关,波纹度小的,油漆表面质量好,经喷丸和息火花毛化处理的钢板A1与表面粗糙度无关,仅与波纹度相关。对于不同的汽车外板,对表面粗糙度R,和波纹度wca以及单位长度峰值数均应提出具体要求,由于表面形貌还会影响到成型性,在确定这此具体要求时还应考虑零件对板成型性的要求
(1)IF钢IF钢在普通低碳钢中加入足够的钛(C含量为其4~5倍),钢中的C和N1等原子被固定成Ti和C、N化合物,使钢中基本无C和N间隙原子。深冲高强度IF钢的典型成分如表6-13所列。IF钢生产工艺流程:铁水预处理-转炉治炼-RH1真空处理连铸-热轧令轧-退火(热镀锌).热轧后的IF钢一般要再经冷轧进一步减薄厚度以利于使用,冷轧后的IF钢可以经过3种方式完成再结晶过程:连续热镀锌、连续退火及罩式退火,其中经过连续热镀锌或连续退火生产的IF钢表面质量更好,性能更均匀。深冲高强度IF钢的性能如表6-14所列。IF钢在成分上的特点是含碳量**低和微合金化,钢质洁净,在冷轧和连续退火后可获得低屈强比和高伸长率,具有优越的深冲性能,用来冲制各种复杂形态的汽车冲压件。
(2)BH钢BH钢具有优良的深冲性能和高烘烤性能。汽车制造完成后,要求各部件具有高的屈服应力和强度,以提高汽车覆盖件的抗凹性能。然而钢板的成型性和抗凹陷性是一对矛盾,高强度钢板冲压成型性能差,加工时容易起皱,加工后容易回弹。BH钢板是固溶强化作用的结果,在汽车板冲压和涂装烘烤过程中,BH钢中固溶的C和N原子对由于形变诱发的位错有针轧作用,导致屈服强度升高。BH钢板与低碳钢抗凹刚度及凹陷深度对比,如表6-15所列。BH钢板在冲压成型前强度较低,在经过冲压成型和烘烤后,其屈服强度增加(一部分是加工硬化造成的,另一部分是烘烤硬化引起的),抗凹陷性加强,这些特性使BH钢板特别适合于汽车外板减薄加工。烘烤硬化值(BH值)是衡量BH钢板烘烤硬化特性的指标, BH值是指BH钢经过预变形和烘烤后屈服强度的提高值。汽车制造用的烘烤硬化钢板的BH值通常要达到40 MPa, BH值过低,会使得抗凹陷性较差。适于生产BH钢的钢种主要有加P的铝镇静钢、**低碳加P的铝镇静钢、**低碳加Nb或Ti的铝镇静钢。BH钢工艺流程:铁水预处理-转炉冶炼-炉后精炼-连铸一均热炉(或加热炉)一粗轧一精轧-层流冷却(低温 550℃)-卷取-酸洗-冷轧一连续退火(或罩式炉退火) -平整。经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理,屈服强度得以提高。这种BH钢板既薄又有足够的强度,是车身外板轻量化设计可以选择材料之一。
(3) DP钢DP钢是由低碳钢和低碳低合金钢经临界区处理或控制轧制而得到的,它的室温组织由软相(铁素体)和硬相(通常是马氏体)组成,其中马氏体的体积分数小于20%.软的铁素体相通常是连续的,赋予该钢优良的塑性,当它变形时,其变形集中在低强度的铁素体相,因而这种钢显示出很高的加工硬化率,是一种1强度高且成型性好的新型冲压用钢。在DP钢中的铁素体基础上,均匀分布的马氏体岛对铁素体具有细化晶粒、晶界强化、*二相弥散化及亚晶结构等强韧性作用,因此具有高强度、高韧性和1高硬化率等力学性能方面的优势,具有良好的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能以及1良好的焊接性能。DP钢在化学成分上的主要特点是低碳低合金。主要合金元素以Si和Mn为主,另外根据生产工艺及使用要求不同,有的还加入适量的Cr、Mo、V元素,组成了以Si-Mn系、Mn-Mo系、Mn-Si-Cr-Mo系及Si-Mn-Cr-V系为主的双相钢1系列,其合理的化学成分范围是:0.040%~0.07%C,0.80%~1.0%Mn,1.2%~1.5%Si,0.4%~0.5%Cr,0.33%~0.38%Mo,0.02%A1及尽可能低1的S和P含量。DP钢的生产方法主要有热轧法和热处理法。热轧法是将热轧钢材的终轧温度控制在两相区的某一范围,然后快速冷却,较终得到符合体积分数比的双相组1织;热处理法是将热轧后的板带重新加热到两相区并保温一段时间,然后以一定的速度冷却,得到规定体积比的铁素体加马氏体双相组织。DP钢适用于加工各种形状复杂、成型困难及强度要求高的产品,主要用来冲制轿车车体的纵横梁、保险杠、车门内外板、车体后盖板、车顶面板、车体各1种框架、轮辋、轮辐、控制臂及各种安全零件等,可使汽车冲压件总质量减轻130%,是汽车制造中使用得较多的一种钢板。
(4)TRIP钢TRIP钢是近年来为满足汽车工业对高强度和高塑性新型钢板的需求而开发的,是由铁素体、贝氏体及残余奥氏体组成的,也称TDP钢板或三相钢、复合钢。在对TRIP钢进行进一步的加工变形之际,当变形累积至临界变形时,钢中的残余奥氏体开始逐渐向马氏体转变,随着变形程度的增加,钢中残余奥氏体逐渐全部转变为马氏体,从而使TRIP钢达到较强的相变强化效果。典型TRIP钢1的性能与双相钢的比较,如表6-16所列。TRIP钢的常温组织大致由50%-60%铁素体、25%-40%的贝氏体(或少量马氏体)及5%~15%残余奥氏体组成。其成分特征是低碳、低合金化及钢质纯净。按生产工艺不同,TRIP钢可分为热处理型冷轧TRIP钢板和热轧型热轧TRIP钢板。热处理型冷轧TRIP钢板是采用临界加热和贝氏体等温淬火的工艺方法来获取TRIP所需的大量残余奥氏体,而热轧型热轧TRIP钢板是通过控制轧制和控制冷却来获得大量的残余奥氏体。由于TRIP钢具有优越的力学性能、良好的成型性能和能量吸收能力使TRIP钢板成为汽车制造中的较佳材料,派以重要用途,如制作汽车的挡板、底盘部件、车轮轮辋及车门冲击梁等。
(5)含磷高强度钢板含磷高强度钢板含少量的磷,增加了碳和锰的含量,磷作为硬化元素而存在,以提高钢板的强度。含磷高强度钢板的主要特点:具有较高强度,比普通冷轧钢板高15%~25%;良好的强度和塑性平衡,即随着强度的增加,伸长率和应变硬化指数下降甚微;具有良好的耐腐蚀性,比普通冷轧钢板提高20%;具有良好的点焊性能。含磷高强度钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板,也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。
彩涂钢板
彩涂钢板是在连续机组上以冷轧带钢,镀锌带钢(电镀锌和热镀锌)为基板,经过表面预处理(脱脂和化学处理),用辊涂的方法,涂上一层或多层液态涂料,化经过烘烤和冷却所得的板材。
简介
在连续机组上以冷轧带钢,镀锌带钢(电镀锌和热镀锌)为基板,经过表面预处理(脱脂和化学处理),用辊涂的方法,涂上一层或多层液态涂料,化经过烘烤和冷却所得的板材即为涂层钢板。由于涂层可以有各种不同的颜色,习惯上把涂层钢板叫做彩色涂层钢板。又由于涂层是在钢板成型加工之前进行的,在国外这叫做预涂层钢板.
彩色涂层钢板是将一种**涂层涂敷于钢材表面,它具有外表美观、色彩艳丽、强度高、耐蚀性好、加工成型方便等优点,而且还可以使用户降低成本、减少污染。
从1935年美国建立**条连续涂层钢板线开始,彩涂钢板得到了广泛应用,目前彩涂板的品种繁多,大约**过600种,彩涂板兼**聚合物与钢板两者的优点,既有**聚合物的良好着色性、成型性、耐蚀性、装饰性、又有钢板的高强度和易加工性,能很容易地进行冲压裁剪、弯曲、深冲等加工。这就使**涂层钢板制成的产品具有优良的实用性、装饰性、加工性、耐久性。
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