熱沖壓鋼板幫助汽車提高燃效及輕量化

　　為減輕車體重量，面向日本的汽車近年來越來越多地采用熱沖壓鋼板。例如本田2011年11月上市的輕型汽車”N BOX”，中柱(B柱)的加強件就使用了熱沖壓鋼板，這是首次在面向日本市場的本田車中采用熱沖壓鋼板(圖1)。其效果是，車重減輕了2kg?！　?/p>

　　圖1：輕型汽車”N BOX”，是首款采用了熱沖壓鋼板的日版本田車。中柱的加強件使用了熱沖壓鋼板。

　　除了N BOX之外，本田在面向日本的其他本田車上也廣泛采用了熱沖壓鋼板。比如2012年11月上市的輕型汽車”N-ONE”和2013年6月21日上市的新款混合動力車”雅閣混合動力車”等。N-ONE的中柱加強件使用了熱沖壓鋼板，雅閣混合動力車的中柱加強件和門檻梁的一部分采用了熱沖壓鋼板，為減輕車重做出了貢獻(圖2)?！　?/p>

　　圖2：本田新款混合動力車”雅閣混合動力車”，中柱的加強件和門檻梁的一部分采用了熱沖壓鋼板。

　　馬自達也是積極采用熱沖壓鋼板的汽車廠商之一。該公司2012年2月上市的新款SUV(多功能運動車)————”CX-5”的前后保險杠就使用了強度為1800MPa級的熱沖壓鋼板(圖3)。汽車采用如此高強度的熱沖壓鋼板在全世界也是史無前例的。借助熱沖壓鋼板，CX-5的車重減輕了4.5kg?！　?/p>

　　圖3：馬自達新款SUV”CX-5”，保險杠采用1800MPa級高強度熱沖壓鋼板。

　　進一步提高高強度鋼板的強度

　　那么，熱沖壓鋼板究竟是什么呢?說到底，就是高張力鋼板的一種。

　　熱沖壓鋼板與在常溫下沖壓成型(冷壓成型)的普通高張力鋼板的不同是，制作熱沖壓鋼板，是在將原材料加熱、使其軟化的狀態(tài)下沖壓成型，而且，成型品還在模具里時使其快速冷卻，以提高強度。加熱材料使其軟化可使材料容易成型，高溫材料在沖壓成型后立即快速冷卻，這樣的淬火效果可提高強度。提高鋼板強度有助于減薄板厚，從而減輕車重。

　　具備上述特點的熱沖壓鋼板此前雖然被用于面向歐美市場的汽車，但面向日本的汽車卻很少使用*，因為這會導(dǎo)致制造成本升高。不過，隨著燃效規(guī)定日益嚴格，日本的汽車也越來越多地采用熱沖壓鋼板。

　　*　在歐美采購的冷壓高張力鋼板與在日本采購的產(chǎn)品相比，材料的性能偏差較大。因此，即便調(diào)整了模具，使第一批材料在沖壓成型時不會產(chǎn)生褶皺和裂紋，但在下一批材料時還是會出現(xiàn)不合格等問題。這是面向歐美的汽車率先采用熱沖壓鋼板的原因之一。

　　據(jù)悉，汽車廠商要在2020年之前將二氧化碳排放量減少到2005-2006年時的約60%。換算成燃效的話，相當(dāng)于改善6-7成，難度非常大。為此，汽車廠商制定了分階段改善燃效的目標，到2015年前后改善約3成，到2020年前后再改善約3成。因此，為了盡量減輕車重，除了冷壓成型的普通高張力鋼板外，還越來越多地采用熱沖壓鋼板。

　　那么，為何要采用熱沖壓鋼板呢?原因是，熱沖壓鋼板可進一步提高普通高張力鋼板越來越難提高的鋼板強度。

　　為了使碰撞能量不傳遞到駕駛室，汽車車體上有像前后車架那樣希望通過損毀部材來吸收能量的部分，也有像駕駛室周圍那樣為了保護乘員、即使受到?jīng)_擊也不希望損毀的部分。通常，前者采用的是低強度和中強度的高張力鋼板，后者采用高強度的高張力鋼板*。因此，如果想減輕駕駛室周圍的重量，就要進一步提高高強度高張力鋼板的強度。

　　*低強度和中強度的高張力鋼板由于材料能實現(xiàn)一定程度的拉伸，因此能在損毀的同時吸收沖擊，因此被用于想要吸收沖擊的部分。而高強度的高張力鋼板因材料難以拉伸，即使遭到破壞也不容易變形，因此被用于不希望變形的部分。

　　問題在于，冷沖壓用普通高張力鋼板的強度越高，成型和模具設(shè)計越難。也就是說，提高冷沖壓用高張力鋼板強度的話，會出現(xiàn)以下缺點：(1)沖壓成型時容易出現(xiàn)褶皺，容易產(chǎn)生裂紋;(2)材料變硬，模具損耗嚴重;(3)回彈量6增大，模具設(shè)計更難。

　　*回彈量：回彈是指物體在受到彎曲和擠壓后恢復(fù)原狀的性質(zhì)，回彈量是描述恢復(fù)程度的量。

　　制造成本降至與冷沖壓980MPa級高張力鋼板相當(dāng)?shù)某潭?/strong>