日本鋼企強(qiáng)化汽車(chē)用鋼與成形技術(shù)研發(fā)

為強(qiáng)化汽車(chē)用鋼材料與技術(shù)研發(fā)能力,JFE鋼鐵公司鋼鐵研究所在東日本制鐵所千葉地區(qū)設(shè)立了客戶解決方案實(shí)驗(yàn)室(Customers Solution Lab:CSL)將其作為與汽車(chē)領(lǐng)域用戶共同研究的機(jī)構(gòu),到2015年,CSL已成立10年。JFE鋼鐵公司在與用戶共同實(shí)現(xiàn)安全、舒適的汽車(chē)制造理念下,在業(yè)界率先設(shè)立了汽車(chē)用鋼與技術(shù)專(zhuān)門(mén)研究機(jī)構(gòu)。CSL通過(guò)工藝開(kāi)發(fā)、組織控制、成形、接合技術(shù)、性能評(píng)價(jià)等方面的解決方案,迄今為止已涉及了數(shù)百項(xiàng)共同開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,為深化EVI(從新型汽車(chē)開(kāi)發(fā)初期開(kāi)始介入規(guī)劃、提案)活動(dòng)作出了貢獻(xiàn)。

CSL研發(fā)的新材料之一,就是同時(shí)具有高延展性和高擴(kuò)孔性的980MPa級(jí)冷軋高強(qiáng)鋼板。采用獨(dú)有的熱處理技術(shù)控制金屬組織,將具有中間硬度的相分散在富有延展性的軟質(zhì)相和承擔(dān)強(qiáng)度的硬質(zhì)相中,降低了進(jìn)行延展翻邊成形時(shí)成為缺陷源的硬度差,從而開(kāi)發(fā)出實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀部件高強(qiáng)度化的高強(qiáng)鋼。

近年來(lái),隨著沖擊安全基準(zhǔn)的提高和車(chē)內(nèi)舒適裝備的增加,導(dǎo)致車(chē)身重量增加。提高沖擊安全性能與實(shí)現(xiàn)車(chē)體輕量化的要求越來(lái)越高,急需擴(kuò)大高強(qiáng)鋼產(chǎn)品陣容。一般而言,當(dāng)980MPa級(jí)鋼板替換板厚1.6mm的270MPa級(jí)鋼板實(shí)現(xiàn)減薄時(shí),重量可降低30%,而用1470MPa級(jí)替換則可減重40%。
CSL的研發(fā)領(lǐng)域不僅停留在生產(chǎn)工藝和材料開(kāi)發(fā)上,還涉及材料的成形、焊接等薄板加工領(lǐng)域。這也是CSL的特征,確立能彌補(bǔ)材料欠缺的壓力加工和焊接技術(shù),率先進(jìn)行新材料利用技術(shù)的開(kāi)發(fā),大大促進(jìn)了高強(qiáng)鋼的推廣應(yīng)用。

例如,材料的強(qiáng)度越高發(fā)生回彈的幾率越高,CSL獨(dú)立開(kāi)發(fā)出了最大限度抑制這種現(xiàn)象的模擬技術(shù)。最近,CSL開(kāi)發(fā)出了將難于加工部件用兩階段完成壓力加工的技術(shù),第一階段是根據(jù)理論計(jì)算出的最恰當(dāng)形狀進(jìn)行“預(yù)成形”,第二階段才是加工成形。

在汽車(chē)領(lǐng)域,就鋼鐵企業(yè)承擔(dān)的責(zé)任而言,以往是根據(jù)用戶提出的“需要某種特性的材料”進(jìn)行開(kāi)發(fā),已經(jīng)逐步向著由CSL將材料的應(yīng)用技術(shù)結(jié)合材料、部件一起為用戶提出配套方案方向發(fā)展。目前已涉及根據(jù)車(chē)體性能分析進(jìn)行設(shè)計(jì)支援和結(jié)構(gòu)提案等,今后將更進(jìn)一步對(duì)汽車(chē)制造提出方案。

汽車(chē)的沖擊安全基準(zhǔn)今后將愈加嚴(yán)格。除正面碰撞屈服強(qiáng)度外,對(duì)抵抗斜面和側(cè)面沖擊的強(qiáng)度也開(kāi)始受到重視,因此計(jì)劃引進(jìn)新的試驗(yàn)機(jī),強(qiáng)化車(chē)體性能評(píng)價(jià)功能。

2014年10月,JFE鋼鐵公司又在日本西部福山地區(qū)設(shè)立汽車(chē)領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)基地——客戶中心福山基地(Customers Center Fukuyama:CCF),確立了東西協(xié)同創(chuàng)新體制。為東西部的汽車(chē)企業(yè)和汽車(chē)零部件企業(yè)等用戶開(kāi)展更細(xì)致的EVI活動(dòng)。