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汽車製造

透視蒂森克虜伯在汽車領域的技術創新成果

星之球科技 來源:中國冶金設備配件網2014-05-22 我要評論(0 )   

德國蒂森克虜伯集團(ThyssenKruppAG)(以下簡稱蒂森克虜伯)高度關(guan) 注汽車工業(ye) 的發展趨勢,憑借其在汽車材料供應、高端零部件製造等方麵的技術優(you) 勢,在汽車的輕量化、...

    德國蒂森克虜伯集團(ThyssenKrupp AG)(以下簡稱蒂森克虜伯)高度關(guan) 注汽車工業(ye) 的發展趨勢,憑借其在汽車材料供應、高端零部件製造等方麵的技術優(you) 勢,在汽車的輕量化、電氣化、節能、安全性、舒適性等方麵發揮了重要作用。在汽車用鋼方麵,蒂森克虜伯從(cong) 生產(chan) 裝備、生產(chan) 工藝、解決(jue) 方案等方麵進行了多項裏程碑式的技術創新,開發了TAKO冷軋機組(特色是在新型高科技串列式軋機後,配置1條酸洗線,生產(chan) 極寬極薄的高品質帶鋼)、熱成型淬火工藝、激光拚焊板、鋅鎂塗層等新型塗層、InCar項目等獨特的先進技術。本文介紹了2008財年~2013財年蒂森克虜伯在汽車工業(ye) 領域的鋼鐵技術創新成果。

  整體(ti) 解決(jue) 方案提升服務

  汽車解決(jue) 方案。InCar項目(2008財年~2012財年)為(wei) 汽車提供了車身、動力係統和底盤的創新解決(jue) 方案,是蒂森克虜伯有史以來規模最大的汽車工程創新研發項目。自2009年啟動以來,蒂森克虜伯在歐洲和亞(ya) 洲的14家工廠中開展項目研發,取得了30多項創新成果,引領了汽車結構的創新。其中InCar項目關(guan) 於(yu) 鋼鐵技術的部分亮點解決(jue) 方案如附表所示。

  卡車解決(jue) 方案。InTruck項目(2013財年)提供卡車車身、底盤、動力係統、駕駛室和掛車的創新解決(jue) 方案。蒂森克虜伯歐洲鋼鐵部設計、模擬了有代表性的卡車駕駛室,通過分析、比較所選材料的指定性能,優(you) 化材料性能和開發材料潛在性能。其中,卡車前端防撞係統可使係統減重40%,且安全性更高。該係統的核心部件是1個(ge) 緩衝(chong) 器和2個(ge) 安裝在緩衝(chong) 器後的撞擊箱。緩衝(chong) 器由屈服強度為(wei) 1600MPa級的硼合金熱處理鋼製成,撞擊箱由雙相鋼製成,雙相鋼的高殘餘(yu) 延伸率使撞擊能量以受控方式吸收。

  純電動汽車。蒂森克虜伯開發和製作了用於(yu) 裝載電池的StreetScooter純電動汽車。對於(yu) 和碰撞相關(guan) 的部件,蒂森克虜伯采用了高強輕質鋼材和其他具有高強度和高延伸率性能的材料。在發生碰撞時,這些材料可以有效地吸收衝(chong) 擊能量。StreetScooter原型車於(yu) 2011年在法蘭(lan) 克福車展上展出。

  成型工藝創新提質增效

  熱成型淬火工藝。蒂森克虜伯開發的熱成型淬火工藝是一項創新型技術,可使汽車生產(chan) 商省去一些加工步驟和零部件。該技術僅(jin) 通過一次操作,就可在一塊激光拚焊板的指定區域內(nei) 生產(chan) 不同強度或韌性的熱成型部件。以B柱為(wei) 例,B柱上2/3部分有足夠的強度以保護碰撞中的乘客,下1/3部分有足夠的韌性以吸收衝(chong) 擊能量。新技術的訣竅在於(yu) 成型模具的不同區域有不同的冷卻速率。采用熱成型淬火工藝生產(chan) 的汽車零部件重量減輕17%,成本降低12%,汽車行駛中的CO2排放減少13%。

  同時,這種熱成型淬火工藝已經取得了工業(ye) 突破。某德國汽車公司每年訂購的用這種工藝生產(chan) 的B柱,在超過10萬(wan) 輛車上得到應用。

  新型熱成型模具。新型熱成型模具使材料在模具的不同區域有不同的冷卻效率,可用於(yu) 生產(chan) 在指定區域有特定強度和韌性的激光拚焊零部件。

  熱成型工藝應用研究。蒂森克虜伯於(yu) 2013年致力於(yu) 開發專(zhuan) 門用於(yu) 熱成型產(chan) 線的高產(chan) 能、節能型衝(chong) 壓機,以及用於(yu) 模擬熱成型生產(chan) 和工藝開發的熱成型模擬工藝。

  近淨成型管材生產(chan) 工藝。增加管狀件的使用被視為(wei) 未來汽車減重的關(guan) 鍵,蒂森克虜伯的近淨成型管材生產(chan) 工藝基於(yu) T3技術,可減少管材的加工工序,從(cong) 而實現汽車減重和降本。該技術也可用於(yu) 傳(chuan) 統的深衝(chong) 模具。

  鋼鐵材料研發增強性能

  高強度汽車用鋼。熱成型鋼MBW-K1900的開發成功,是蒂森克虜伯錳硼鋼係統化開發的又一個(ge) 裏程碑。MBW-K1900鋼的抗拉強度達到2000MPa,而目前常用的熱成型鋼抗拉強度為(wei) 1500MPa,因而可使汽車結構件減重15%。

  抗拉強度達到1000MPa的冷成型鋼材,適用於(yu) 薄壁輕質部件。用此種材料製作與(yu) 安全相關(guan) 的車身結構件,可減薄20%。因此,可減重、節能和降低CO2排放。

  蒂森克虜伯與(yu) 日本JFE公司合作,開發了780MPa~900MPa級新型納米沉澱熱軋鋼,使成型性能得到顯著提升,且更易於(yu) 加工,主要用於(yu) 汽車車身與(yu) 安全相關(guan) 的結構件。該鋼種的性能通過特殊的納米沉澱微觀結構獲得,初期的客戶試驗已取得成功。同時,蒂森克虜伯還開發了980MPa級DP-K 60/98雙相鋼。

  激光拚焊板。蒂森克虜伯將激光拚焊工藝用於(yu) 厚板生產(chan) ,將不同強度級別和厚度的厚板焊接在一起,開發了激光拚焊厚板,應用於(yu) 卡車、起重機和礦山機械。使用激光拚焊厚板可實現減重並降低生產(chan) 成本。#p#分頁標題#e#

  不鏽鋼和雙相鋼激光拚焊板是用激光拚焊工藝將不鏽鋼和雙相鋼焊接在一起,極窄的焊縫能夠承受加工過程中的成型力和使用中的碰撞力等。蒂森克虜伯後續還將開發不同鋼種的激光拚焊帶,生產(chan) 重量、強度和成本最佳的汽車零部件。

  電工鋼。蒂森克虜伯的330-30AP無取向電工鋼適用於(yu) 在有限空間、高速和高溫環境下的汽車發動機,該鋼種也適用於(yu) 混合動力汽車和純電動汽車。同時,該公司還研製了降低變壓器噪聲的取向電工鋼。

  其他材料。除此之外,蒂森克虜伯還研究了包含高強鋼和輕質塑料兩(liang) 塊薄麵板的新型複合材料LITECOR、采用金屬與(yu) 碳纖維強化塑料(CFRP)的纖維複合材料、可在1000℃下使用的Ti-X鈦合金。與(yu) 此同時,蒂森克虜伯還積極參加歐洲高科技材料研發項目———先進材料仿真項目。

  塗層工藝創新降低損耗

  LubriTreat塗層工藝。蒂森克虜伯與(yu) 潤滑油生產(chan) 商合作,開發了LubriTreat新型塗層工藝,適用於(yu) 各種熱鍍鋅和電鍍鋅鋼板,能夠顯著提高鍍鋅鋼板的成型性能。而且,LubriTreat是環保型工藝,新的塗層不含重金屬,不添加鎳元素。此外,該工藝降低了成型過程中的摩擦力,從(cong) 而降低了模具的損耗和廢品率。

  鋼材易成型新型塗層。蒂森克虜伯和德國石油公司(Deutsche BP)合作,開發了一種新型塗層,使鋼材在衝(chong) 壓模具中更易成型。該塗層如果直接應用於(yu) 鋼卷,在衝(chong) 壓過程中可減少鋼材和衝(chong) 壓模具之間的摩擦力,因此可省略部分衝(chong) 壓處理工序。

  多相鋼熱鍍鋅工藝。蒂森克虜伯表麵工程技術中心開發出創新型多相鋼熱鍍鋅工藝,在連續卷塗過程中在高強多相鋼表麵產(chan) 生高質量塗層。這項技術也可應用於(yu) 其他鋼材。

  技術創新體(ti) 係助推發展

  從(cong) 蒂森克虜伯創新成果分析可知,其在汽車工業(ye) 領域的鋼鐵技術創新具有如下特點:

  創新思維和先進分析能力高效融合。蒂森克虜伯的技術創新涉及工藝、材料、塗層、解決(jue) 方案,以及材料性能的計算機仿真、材料生產(chan) 在線監測技術等諸多方麵,是創新思維和先進分析能力的高效融合。這種高效融合是技術創新不可或缺的基礎。

  材料表麵工程領域的領先地位。塗層和表麵處理在鋼材生產(chan) 中日益重要。蒂森克虜伯擁有世界先進的材料表麵工程研究機構———多特蒙德表麵工程技術中心(DOC),其成立目的是促進開發全新的、能夠提供優(you) 異性能的表麵工藝和技術,如LubriTreat塗層工藝、多相鋼熱鍍鋅工藝、鋼材易成型新型塗層等。

  關(guan) 注未來需求,常態化超前研發。蒂森克虜伯十分關(guan) 注客戶的未來需求,進行超前研發,開發創新型材料。如關(guan) 注汽車未來驅動係統的需求開發330-30AP無取向電工鋼,關(guan) 注汽車工業(ye) 輕量化等需求開發熱成型鋼MBW-K1900等。常態化的超前研發是蒂森克虜伯保持市場成功的基礎之一。

  聚集跨學科優(you) 勢促進技術創新。與(yu) 外部優(you) 秀研究機構和大學合作,聚集跨學科優(you) 勢,開展應用研究和基礎研究,提高了蒂森克虜伯的技術創新能力。這些合作促進了InCar、熱成型淬火工藝、激光拚焊板等一大批創新型成果的產(chan) 生。

 

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