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废钢作为汽车部件生产原料的情况调查

2016-04-16 | 浏览量: 30 常州华阳万联汽车附件有限公司
文章标签:汽车部件

  在日本东京召开的“低碳型3R技术·系统实证事业成果报告会”上,东京钢铁公司技术开发部围绕“将废钢在汽车部件上高度利用技术的调查”作了报告。2012-2013财年,实际验证了以100%废钢为原料生产的980-1180MPa级电炉钢板具有与高炉流程生产的材料相同或更好的机械性能;2014财年,进行了电炉钢在汽车部件上的适用性评价以及对环境改善效果的估算,并对电炉钢固有元素对钢材表面质量的影响进行了调查。

 

  电炉钢特有的残余元素对汽车特有品质要求(表面质量)的影响

 

  一般而言,电炉钢原料——废钢中平均含有0.25%-0.30%Cu、0.10%Ni、0.15%Cr、0.03%Mo。当残余元素以固溶状态存在于材料中时,一般不会对机械性能产生影响,该调查中的980-1180MPa级电炉试制材料也验证了这一推断。人们通常担心Cu的脆化特性。这是一种伴随着钢材表面在高温下氧化,表层发生Cu浓缩的现象,析出的Cu以液相状态浸润到结晶晶界,从而导致材料表面脆化。此外,汽车涂装防锈一般通过化学覆膜的方式,而当电化学中高价元素Cu覆盖在钢板表面时,人们还担心是否会阻碍化学处理。还有,由于Fe易于被氧化,而Cu、Ni等不易被氧化,被氧化的Fe与未被氧化的Cu、Ni浓缩处凹凸变大。

 

  表面平滑且无内部氧化产生是理想的钢材表面状态。通过对加速Cu浓化现象的加热炉、粗轧、精轧前的钢材表层进行详细调查发现,并非如想象中因Cu含量大(0.30%)而导致平滑性变差,而通过选择恰当的生产条件,同样可获得等同于高炉流程制造的钢材表面状态。此外还发现,为提高强度而添加Si所导致的表面粗糙情况还可因Cu的添加而减轻。

 

  而在内部氧化层与基体铁的晶界处观察到Cr、Mn变浓的情况,这意味着内部氧化止于这些浓化层,因此可以利用Cr、Mn等作为控制内部氧化层深度的手段。

 

  在进入加热炉时以及粗轧时均未发现Cu对晶界的浸润,因此可以认为只要合理设定生产条件,就不会产生Cu脆化现象。

 

  普通高强等级(370-400MPa)电炉钢实际应用于汽车部件的制造性评价以及残余元素对材料基本特性的影响度评价

 

  分别试制了平均Cu含量(0.26%)材料、上限Cu含量(0.30%)材料、下限Cu含量(0.20%)电炉钢材料以及高炉流程生产的低Cu(0.02%)材料4个钢种,对Cu含量的影响做出评价。结果表明:抗拉强度、屈服强度基本上与Cu含量的高低无关。伴随着Cu含量的增加,总延伸率、延展性、极限深冲比均与高炉流程生产材料相当,而且扩孔率比高炉材料高约50%。利用电炉钢特征——Cu的固溶强化,可生产出比高炉材料C含量更低且低珠光体比例的铁素体组织钢材,且显示出不受卷取温度影响的稳定的特性。

 

  对Cu含量0.30%的TS390MPa钢作为评价材料,同时对用其实际制造的汽车零部件的制造性进行评价,评价过程中选择了对塑性流动要求非常严格且伴随着板厚增减及延展,同时在普通冲压范畴内成型难度最高的部件,不仅成功成型,且在裂纹、缺陷产生、部件形状尺寸、部件断面观察得到的金属流动、内部裂纹的评价中均与目前批量生产的高炉流程材料具有相同的水平,确认批量生产也不会发生问题。

 

  未来电炉钢在汽车用钢方面的发展

 

  综合2014财年业务开展结果发现:通过选择恰当的生产条件,即使Cu含量达到0.30%,也不会造成脆化风险;由于Si的原因引起表面粗糙时,Cu的表面浓化现象还可对其进行控制;在实际部件的评价中,废钢中的Cu非但不是有害元素,而恰恰是有利元素;通过对废钢加以利用,可减少钢材生产过程中的CO2排放,而且目前电炉钢正在逐渐满足作为汽车用钢板的综合性能。

 

  今后需构筑并固化即使Cu含量达到0.30%也能满足化学处理性、疲劳特性、点焊性等要求的技术。目前正在逐步推进汽车以及零部件企业的对材料的认可,同时以这些技术为基础,和汽车企业共同谋求钢种的扩展。

    本公司独立设计开发的产品有:依维柯驾驶座椅滑轨、调角器,并获得国家专利;雪铁龙轿车座椅滑轨,并经过法国雪铁龙的认可;欧曼重型卡车的升降器、减震器;海南马自达滑轨、江淮旅行车滑轨、英格尔滑轨、调角器、三菱汽车座椅骨架;江淮瑞风商务旋转机构、滑轨、调角器。

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