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在汽车产业“双碳”转型与极致轻量化升级的双重浪潮下,车身外覆盖件作为整车占比近30%的核心外观与功能部件,成为车企降重增效、提升续航与颜值体验的核心突破口。相较于A柱、B柱等结构安全件已普及超高强钢实现轻量化迭代,汽车外板却长期陷入行业“两难困境”:追求更高结构强度,便难以兼顾优异的成形性能与顶级表面上的质量;推行板材轻量化减薄,又会面临抗凹性、刚度不达标问题,成为制约整车轻量化升级的核心短板。近期,首钢自主研发的DH500+Z与DP500+Z两大500MPa级高强汽车外板专用钢,以全维度技术突破为汽车外板轻量化革新提供优质国产解决方案。
汽车外覆盖件是发动机罩、车顶、车门外板等核心外观部件的统称,其用材工艺与性能标准,是衡量钢铁企业高端汽车板研发实力的“天花板”,更是车企整车品质、外观颜值与安全性能的核心载体。
当前全世界汽车轻量化进程持续提速,多个方面数据显示车身减重10%可助力燃油车提升6%-7%燃油经济性、新能源车提升5%-9%续航里程,极致轻量化已成为车企突围市场的必答题。但在外板用材领域,行业长期面临不可调和的性能矛盾,轻量化升级举步维艰。
目前行业主流汽车外板用材以IF钢、BH钢为主,这类材料成形性优异、表面上的质量出众,可满足高端车型O5级镜面外观标准,但抗拉强度偏低,无法支撑钢板减薄减重需求;而传统高强钢虽强度达标,却存在塑性不足、冲压易开裂、表面缺陷频发等短板,难以适配复杂外板成形工艺与高端车型颜值要求。更关键的是,行业长期存在“钢板减薄则抗凹刚度下降”的固有认知,让车企陷入两难抉择:减重就要牺牲车身刚性与抗凹性能,保性能则没办法实现轻量化升级,并且要面临强度、塑性、表面上的质量、成形精度四大性能无法同步兼顾的技术死结。
与此同时,铝合金、碳纤维等轻量化替代材料虽逐步应用于高端车型外板,但存在成本高昂、加工工艺复杂、后期维修成本高、量产适配性差等问题,没办法实现规模化普及,高性能高强钢制外板仍是兼顾成本、性能与量产性的最优解,也让高端高强汽车外板的技术突破迫在眉睫。
强度与塑性的“跷跷板难题”是行业公认的研发瓶颈,钢材强度提升必然伴随塑性衰减,极易导致冲压开裂,而塑性达标则难以突破500MPa级强度门槛。5月11日,首钢股份首发500MPa级高强高塑性DH500+Z汽车外板专用钢正式落地应用,一举破解传统汽车外板强度与成形性能、表面上的质量相悖,轻量化与抗凹性能、刚度冲突的行业痛点,兼具轻量化减薄优势与优异成形性能,为新能源乘用车及传统乘用车绿色低碳升级、车身用材迭代提供了全新硬核方案。
高强高塑性“DH500+Z”产品,与传统材料相比,可实现零件减薄7%-14.3%,抗凹性提升45%以上,延伸率较同等强度DP钢提升5个百分点,翻孔性能大幅优化,完美破解了“强塑难兼顾、形质难统一”的行业痛点。
目前,DH500+Z钢材已顺利通过多款车型车门外板、车顶、发动机罩等核心外覆盖件的冲压认证,斩获多家主流车企定点资质,实现商业化落地应用,既是首钢核心研发实力的有力印证,也标志着国内汽车外板用材正式迈入高强轻量化全新阶段。
近期,奇瑞汽车发布官方宣传视频,公开自主品牌量产车型首发搭载首钢DP500+Z高强外板,标志着这款高性能钢材获得主流车企高度认可,推动汽车外覆盖件轻量化发展再上新台阶。
新材料在保有优异成形性能的同时,抗拉强度成功突破500MPa。针对高合金配比易产生表面缺陷的问题,团队联合产线技术人员搭建全流程质量管控体系,逐一攻克氧化麻点、色差、渣点等量产技术难关,产品表面上的质量稳定达到O5级最高标准,至此,兼具强韧属性和优异表面上的质量的首钢DP500+Z成功问世。
为彻底验证并突破“钢板减薄刚度下降”的行业桎梏,首钢团队自主研发静态、动态抗凹性测试设备及全套专业评定方法,通过海量数据论证、千余次实地调试验证,实现颠覆性突破:DP500+Z钢材可实现零件厚度减薄7.7%的前提下,冲压零件抗凹刚度不降反升,整体抗凹陷性能大幅度的提高50%,从技术层面彻底推翻行业固有认知,开辟“以高强代厚度、减重不降性能”的全新轻量化路径。
目前,首钢DP500+Z凭借优异的综合性能,在多家车企实现批量应用。此次在奇瑞汽车全新车型车门外板、引擎盖外板等关键部位的成功应用,是其应用版图的再次拓展。
长期以来,国内高端汽车高强外板领域长期依赖进口,核心技术被海外企业垄断,首钢DH500+Z、DP500+Z两大钢种的成功研发与规模化应用,不仅是首钢技术实力的见证,更是中国汽车外板用材国产化、高端化升级的重要里程碑,为国内汽车产业绿色低碳转型、车身轻量化技术升级注入强劲动力,树立起钢铁行业自主创新、赋能汽车产业高质量发展的标杆。信息源自:首钢集团,汽车材料网整理
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