轎車(chē)車(chē)身是轎車(chē)的重要組成部分,由它構成了成員的乘座空間和乘乘座環(huán)境,其外表展示了整車(chē)的造型藝術(shù)和整車(chē)的特征。因此,車(chē)身材料既要滿(mǎn)足車(chē)身設計、生產(chǎn)(制造)、裝配、維護方面的要求;還要滿(mǎn)足使用、安全等方面的要求,即滿(mǎn)足強度、剛度、耐腐蝕、拉延性以及可焊接,易加工成型等方面的要求,所以轎車(chē)車(chē)身用材料種類(lèi)較多。
車(chē)身用材料大致可分為二大類(lèi):
金屬材料:鋼板、鑄鐵等重金屬材料;鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合金材料、泡沫金屬等材料
非金屬材料:工程塑料、纖維、樹(shù)脂、玻璃、橡膠、非金屬泡沫材料、非金屬復合材料等
轎車(chē)車(chē)身材料的使用分類(lèi):
1、鋼板:熱/冷軋鋼板、表面處理(鍍覆)鋼板、不銹鋼板、高強度鋼板等
2、輕金屬材料:鋁板、鋁合金、鎂合金、鈦合金等
3、復合材料:玻璃纖維增強材料(GFRP)、碳纖維增強材料(GFRP)等
下載APP,領(lǐng)雙11津貼
4、非金屬材料:玻璃、塑料、橡膠、皮革、人造革、化學(xué)纖維等
5、襯墊材料:皮革、紙板、軟木、石棉、人造革、泡沫塑料等
6、涂裝材料:(構成:油料、樹(shù)脂、顏料、稀釋劑、輔助材料)底漆、面漆、膩子、輔助材料等
7、內飾材料:各類(lèi)織物、皮革,軟質(zhì)材料,塑料等
一、轎車(chē)車(chē)身用鋼板
鋼板的主要性質(zhì)有:可塑性、彈性、加工硬化等
熱軋軟鋼板:含碳量一般在0.15%以下,硬度低、抗拉強度不高。主要用于擋泥板、地板、行李箱鉸鏈、保險杠等。
冷軋軟鋼板:相比熱軋軟鋼板加工性能好,且表面美觀(guān)。如Q215、碳鋼和低合金結構鋼冷扎鋼板、10F、08F、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼冷軋薄鋼板等,用于車(chē)身外板、零件的外殼、車(chē)頂板、行李箱蓋、發(fā)動(dòng)機罩、車(chē)門(mén)內外板、保險杠、擋泥板等。
高強度鋼板:抗拉強度相當高,具有很強的抗破壞能力。用于車(chē)身外板、翼子板等。
表面處理鋼:鍍鋅鋼板、鋅粉漆涂裝鋼板等,防腐蝕性能好。用于車(chē)門(mén)、車(chē)頂內襯板、下護板、車(chē)身底部等。
汽車(chē)車(chē)身用鋼(3類(lèi)):
汽車(chē)車(chē)身外板用鋼:
汽車(chē)車(chē)身外板用鋼主要用于制造前、后、左、右車(chē)門(mén)外板、發(fā)動(dòng)機罩外板、行李箱蓋外板等零件。汽車(chē)車(chē)身外板應具很好的成形性,抗腐蝕性和抗凹性以及良好的點(diǎn)焊性,汽車(chē)車(chē)身外板多用鍍層板,以滿(mǎn)足汽車(chē)外板4 年運行無(wú)銹斑的防腐要求(最近歐洲提出了防腐性更高的要求,即外板的防腐性能與汽車(chē)同壽命) ,為了提高抗凹性,汽車(chē)外板的鋼板多用BH 鋼(烘烤硬化鋼) , IF 增磷鋼以及高成形性的冷軋退火雙相鋼(如DP30260 等) ,以減薄厚度,保證抗凹性;涂層板多用熱鍍鋅板、熱鍍鋅鐵板、電鍍鋅板以及電鍍鋅- Ni 板等,用合金鍍層板的目的是減薄鍍層厚度,提高結合力,改善點(diǎn)焊性,減少焊接車(chē)間鋅污染。
汽車(chē)車(chē)身內板用鋼( 四門(mén)兩蓋的內板用鋼):
汽車(chē)車(chē)身內板零件比外板形狀更為復雜,要求車(chē)身內板用鋼應具有更高的成形性和深沖性能,因此車(chē)身內板多用沖壓成形性和深沖性能優(yōu)良的IF鋼,少量用IF - 增磷鋼;其鍍層要求與外板類(lèi)同,熱鍍Zn2Fe 板或電鍍Zn2Ni 板;由于合金鍍層較薄,為防止運輸或沖壓時(shí)對鍍層的損傷,通常在鍍層板的表面再涂一層有機薄膜,既保護鍍層,又改善沖壓性能,并可減少沖壓摩擦和鍍層損傷,改善板材成形性。
汽車(chē)車(chē)身結構件用鋼—先進(jìn)高強度鋼:
高強度鋼板的種類(lèi)主要有:
加Si、Mn、P等固溶強化型;
加Nb、Ti、V等析出硬化型;
復合組織型、雙相型和回復退火型等。
高強度鋼板的抗拉強度一般在600N/m㎡以上,其破壞強度為低碳鋼板的2~3倍。
車(chē)身結構件或者白車(chē)身(BIW) ,既和汽車(chē)碰撞安全有關(guān),又和汽車(chē)輕量化密切相關(guān);因此選材要求既有高強度,又有良好的塑性。先進(jìn)高強度鋼(ad2vanced high st rength steel ,AHSS) 由于具有較好的應變分布能力和較高的應變硬化特性,力學(xué)性能更加均勻,因而其回彈量的波動(dòng)小;同時(shí)這類(lèi)鋼具有更好的碰撞特性和更高的疲勞壽命;因此采用這類(lèi)鋼具有更多的降低板厚、減薄規格的可能。


具體鋼種舉例(9種):
1、超深沖IF 冷軋鋼板
在碳≤0. 008 %的超低碳鋼中, 加入足夠量的強碳、氮化合物形成元素鈦和鈮, 使鋼中的碳、氮原子完全被固定成碳、氮化合物( Ti (C、N) ,Nb(C、N)) ,鋼中無(wú)間隙原子存在,這種鋼稱(chēng)為“無(wú)間隙原子鋼”,即Interstitial Free Steel ,縮寫(xiě)成IF 鋼。

工業(yè)生產(chǎn)超低碳IF 鋼, 若不經(jīng)過(guò)鈦或鈮微合金化處理,其(111)退火織構不強, r 值不高,因為微合金化處理是為了消除固溶體中的碳、氮間隙原子,得到純凈的鐵素體基體。鋼中加入鈦和鈮的量, 要使鋼中的C、N原子被完全固定, 而純凈的鐵素體中無(wú)間隙原子存在,這就是IF 鋼的冶金學(xué)基礎。
在IF 鋼中, 根據添加微合金元素不同, 可將IF鋼分為Ti - IF 鋼、Nb - IF 鋼和( Ti + Nb) - IF 鋼三類(lèi)。我國開(kāi)發(fā)的IF 鋼主要是Ti - IF 鋼(St16) 和(Ti +Nb) - IF 鋼(BIF3、相當于St17) 。
IF鋼的性能受化學(xué)成分、鋼坯加熱溫度、終軋溫度、卷取溫度、冷軋壓下量和退火溫度等參數的影響。但最終熱軋板卷應獲得細小的鐵素體組織和粗大的析出物,如碳、氮化合物。 因為粗大的析出物有降低再結晶溫度的作用和有利于r 值和塑性的提高。IF 鋼再退火過(guò)程中,要完成鐵素體再結晶和晶粒長(cháng)大以及發(fā)展再結晶結構#高的退火溫度有利于{111}織構的發(fā)展和晶粒粗化。
鋼板的力學(xué)性能:屈服強度在127~190MPa 波動(dòng), 波動(dòng)范圍較大,但其平均值為137~149 MPa ,即在150MPa 以?xún)? 屈服強度不高; 抗拉強度在275~320 MPa 波動(dòng),平均值為286 ~301 MPa ,比較適中;伸長(cháng)率在40 %~52 %波動(dòng), 平均值43. 1 %~46. 6 % , 均值可達St 17 冷軋鋼板的水平。
2、冷軋高強度鋼板
深沖冷軋高強度鋼板主要用磷強化,這是由于磷的強化能力很強,約為硅的7倍,錳的10倍。鋼中加入0.1%的磷和加入0.7%的硅或1.0%錳,其強化效果是等同的,這可節約大量的合金元素,既降低了鋼的生產(chǎn)成本,又不會(huì )因鋼中加入多量的合金元素(Si或Mn)而降低鋼板的塑性。

強化原理:磷屬于置換固溶強化,當磷原子置換鐵原子時(shí)#在磷原子周?chē)a(chǎn)生彈性形變,引起晶格位移,從而使鋼強化。磷在鋼中的冷脆性常被人們關(guān)注。只要鋼中磷含量≤0.12%,其對鋼的冷脆性影響就很小。 還應當指出,隨著(zhù)鋼中含碳量增加,磷的冷脆性?xún)A向加大,一般深沖高強度鋼板均用低碳或超低碳生產(chǎn)。
3、冷軋烘烤硬化鋼板
薄板在沖壓成形前具有較低的屈服強度,經(jīng)沖壓成形或預拉延變形后,隨即進(jìn)行烘烤(約170℃)或高溫處理,薄板的屈服強度得到一定程度的提高,這種薄板稱(chēng)烘烤硬化鋼板(簡(jiǎn)稱(chēng)BH鋼板)。

含有間隙固溶原子C、N的退火狀態(tài)薄板,經(jīng)變形后, 導致基體內位錯密度增加,C、N原子向位錯擴散的距離縮短,隨著(zhù)高溫時(shí)效處理(或烤漆溫度處理),提高了C、N原子擴散的熱激活能,促使其向位錯的擴散加快。C、N原子在位錯處聚集,釘軋位錯,此時(shí)薄板再變形需要更高的屈服應力。 薄板呈現烘烤硬化值,用BH表示。
薄板的烘烤硬化值(BH值)主要依賴(lài)于鋼中固溶原子C,隨著(zhù)固溶C量增加,BH值提高。為防止薄板在較短時(shí)間內(3個(gè)月)出現時(shí)效傾向,應控制鋼中固溶C量,一般為,這時(shí)可獲得
4、相變誘導塑性鋼
將0.10%~0.40%C、1.0%~2.0%Si和1.0%~2.0%Mn,加熱到(α+γ)兩相區,保持一定時(shí)間,以某一速度冷卻到鋼的貝氏體轉變溫度保溫,最后得到鐵素體+貝氏體+(10%~20%)殘余奧氏體的復合組織。當鋼板經(jīng)冷加工成形時(shí),誘發(fā)殘余奧氏體向馬氏體轉變,呈現高強度和高塑性。

5、冷軋雙相鋼板
隨著(zhù)強度的增加,鋼板伸長(cháng)率下降,要獲得強度高,塑性好的鋼板,最理想的組織應為鐵素體(高塑性)+馬氏體(高強度)。要求馬氏體不破壞沖壓時(shí)的基本組織(鐵素體)變形的連續性,馬氏體應為島狀,這種鐵素體+馬氏體鋼稱(chēng)為雙相鋼。
它具有以下優(yōu)點(diǎn):
a、屈服點(diǎn)低,抗拉強度高,屈強比低。
b、無(wú)屈服點(diǎn)伸長(cháng)或是屈服伸長(cháng)"應力應變曲線(xiàn)平滑。
c、伸長(cháng)率高。
d、初始加工硬化率高,加工強化性能高。
e、抗疲勞性能好。

冷軋雙相鋼(相變強化)可獲得高強度和良好的塑性,冷軋雙相鋼具有高抗疲勞性、抗碰撞吸收能、好的抗凹陷性能和安全性,被汽車(chē)界所關(guān)注,有可能成為汽車(chē)特別是轎車(chē)首選的冷軋高強度鋼板。
6、表面處理鋼板(可與高強度鋼板結合)
(1)熱鍍鋅和電鍍鋅鋼板;(2)合金化熱鍍鋅鋼板(簡(jiǎn)記為GA 鋼板);(3)Zn - Ni 合金電鍍鋼板;(4)雙層Zn - Fe 合金電鍍鋼板;(5)薄膜有機復合鋼板;
統計表明,熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)的汽車(chē)的腐蝕率、故障率僅為普通鋼板生產(chǎn)汽車(chē)的1/3。隨著(zhù)汽車(chē)使用期的延長(cháng)更加明顯。目前,中國轎車(chē)車(chē)身全部采用鍍鋅鋼板的有上海通用別克、上海大眾帕薩特、一汽-大眾Audi A6和一汽轎車(chē)M6等。但目前生產(chǎn)量大的上海桑塔納和一汽捷達,其車(chē)身用鍍鋅鋼板每車(chē)只有約20~25Kg。
7、減振復合鋼板
減振復合鋼板是在上下2層鋼板之間夾著(zhù)1層厚度約0.05mm的高分子阻尼材料,把金屬材料和高分子材料的特性有機地結合起來(lái)。因此,減振復合鋼板既具有金屬材料的強度、塑性、可焊性和冷加工成型性,又具有高分子材料的阻尼特性。
減小汽車(chē)振動(dòng)、降低噪聲、增加乘坐的舒適性,在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機和變速器周?chē)臎_壓件常采用減振復合鋼板制造,如發(fā)動(dòng)機油底殼、氣缸罩蓋、變速器正時(shí)齒輪蓋板、齒輪室罩蓋和駕駛室前圍板等。如果將減振復合鋼板中間高分子阻尼材料由0.05mm增加到整板厚度的1/3~1/2,這種鋼板既具有優(yōu)異的減振性能,又可在不降低零件剛度的條件下大幅度減輕汽車(chē)質(zhì)量。
8、熱軋酸洗鋼板
熱軋鋼板生產(chǎn)流程短,成本低,鋼板有較高的強度和較好的伸長(cháng)率,主要用來(lái)制造汽車(chē)車(chē)架、車(chē)輪、車(chē)廂及底盤(pán)和結構件。這種鋼板經(jīng)鹽酸酸洗、在線(xiàn)平整和涂油,鋼板表面光潔平整,尺寸精度高,稱(chēng)熱軋酸洗鋼板??捎盟娌糠掷滠堜摪迳a(chǎn)結構件和深沖件,以降低汽車(chē)成本。




