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基本信息

項(xiàng)目名稱：
高強(qiáng)度沖焊橋殼鋼板應(yīng)用技術(shù)開發(fā)
小類：
能源化工
簡介：
橋殼是汽車重要的安全件和功能件，它的形狀及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了橋殼件對其作用材料要求強(qiáng)度高，冷彎及拉延成形性好并具有優(yōu)良的焊接性能。 國內(nèi)橋殼專用鋼種尚屬空白。在國內(nèi)卡車制造領(lǐng)域，橋殼的生產(chǎn)工藝正由沖焊橋殼逐步代替鑄造橋殼，而目前國內(nèi)沒有生產(chǎn)橋殼的專用鋼板。 此項(xiàng)目首次提出并開發(fā)了使用σs≥390Mpa級鋼板生產(chǎn)重型卡車沖焊橋殼的應(yīng)用技術(shù)，組裝總成后的橋殼本體疲勞強(qiáng)度達(dá)到日產(chǎn)柴標(biāo)準(zhǔn)要求，并實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度橋殼鋼板在重型卡車沖焊橋上的批量應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了相關(guān)吉林省科技發(fā)展計(jì)劃重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目合同書所規(guī)定的各項(xiàng)要求，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
詳細(xì)介紹：
橋殼是汽車重要的安全件和功能件，它支撐車架及車架以后的各總成重量，同時它保護(hù)傳動系統(tǒng)的各部件。在使用方面，橋殼的形狀及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了橋殼件對其作用材料要求強(qiáng)度高，冷彎及拉延成形性好并具有優(yōu)良的焊接性能。 目前，橋殼專用鋼有日本SAPH440，SHP45，GW3300等，德國TL-VW1114Ti，TL-vw1128等牌號。在日本，бs≥390MPa級別的16mm厚鋼板正處于試制階段。 而國內(nèi)橋殼專用鋼種尚屬空白。在國內(nèi)卡車制造領(lǐng)域，橋殼的生產(chǎn)工藝正由沖焊橋殼逐步代替鑄造橋殼，而目前國內(nèi)沒有生產(chǎn)橋殼的專用鋼板。 此項(xiàng)目主要通過對鋼種的成分、靜態(tài)、機(jī)加、熱沖壓、疲勞和焊接等性能的研究并制定其加工工藝，確保其熱成形后的屈服強(qiáng)度達(dá)到390MPa以上，組裝總成后的橋殼本體疲勞強(qiáng)度達(dá)到日產(chǎn)柴標(biāo)準(zhǔn)要求，并實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度橋殼鋼板在重型卡車沖焊橋上的批量應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了相關(guān)吉林省科技發(fā)展計(jì)劃重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目合同書所規(guī)定的各項(xiàng)要求。此技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

作品設(shè)計(jì)目的與思路：主要通過對鋼種的成分、靜態(tài)、機(jī)加、熱沖壓、疲勞和焊接等性能的研究并制定其加工工藝，確保其熱成形后的屈服強(qiáng)度達(dá)到390MPa以上。創(chuàng)新點(diǎn)：1、在國內(nèi)現(xiàn)有冶金條件下，首次提出并開發(fā)了使用σs≥390Mpa級鋼板生產(chǎn)重型卡車沖焊橋殼的應(yīng)用技術(shù)；2、對390Q鋼板熱沖壓成型性能和焊接性能進(jìn)行了深入的分析研究，確定了熱沖壓成型和焊接的最佳工藝參數(shù)，為沖焊橋殼的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；3、在國內(nèi)率先采用390Mpa級高強(qiáng)度鋼板試制"換代卡車"等新車型后橋，組裝總成后的橋殼本體疲勞壽命達(dá)到日產(chǎn)柴標(biāo)準(zhǔn)要求。 技術(shù)關(guān)鍵:1、對高強(qiáng)度鋼板390Q的成分與工藝、加熱溫度與加熱時間及冷卻速度等參數(shù)對其組織和性能的影響進(jìn)行了深入的分析研究，確定了將390Q鋼板應(yīng)用于重卡沖焊橋殼的最佳熱沖壓工藝參數(shù)。2、對高強(qiáng)度鋼板390Q主要焊接參數(shù)對其焊接性能及焊后鋼板組織和性能的影響規(guī)律進(jìn)行了深入的理論分析和試驗(yàn)研究，確定了最佳焊接工藝參數(shù)。3、通過對一汽解放公司車橋分公司試制的φ440，φ475沖焊橋殼作疲勞試驗(yàn)進(jìn)行斷口宏觀檢驗(yàn)、金相、掃描斷口、能譜分析和X射線衍射等失效分析，得出了失效原因和機(jī)理，并給出了合理建議。主要技術(shù)指標(biāo)：成形橋殼鋼板的屈服強(qiáng)度指標(biāo)бs≥390Mpa，熱沖壓成形橋殼鋼板延伸率≥22%，抗拉強(qiáng)度бb≥540Mpa，475、440型橋臺架疲勞壽命綜合指標(biāo)B5=22.7萬次，并將其批量應(yīng)用于一汽開發(fā)的中、重型卡車。

科學(xué)性、先進(jìn)性

科學(xué)性：1、通過對國內(nèi)外熱沖壓成形橋殼用鋼的化學(xué)成分和性能指標(biāo)進(jìn)行對比分析，并對鋼板390Q和原用大梁鋼16MnL進(jìn)行了疲勞，沖擊，彎曲和拉伸等各項(xiàng)性能測試和對比分析，確定可行性；2、對成形后390Q的化學(xué)成分、加熱溫度和加熱時間等指標(biāo)對其組織和性能的影響進(jìn)行了深入的研究，確定了最佳熱沖壓工藝參數(shù)；3、對其焊接性能及焊后鋼板組織和性能的影響規(guī)律進(jìn)行了深入的理論分析和試驗(yàn)研究，確定了最佳焊接工藝參數(shù)；4、通過橋殼本體總成檢測和道路試驗(yàn)確定了成品橋殼的總成各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。先進(jìn)性：此項(xiàng)技術(shù)于2008年2月通過了省科技廳鑒定，屬于國內(nèi)領(lǐng)先水平。在日本бs≥390MPa級別的16mm厚鋼板正處于試制階段。而國內(nèi)重型卡車橋殼專用鋼種尚屬空白。在國內(nèi)卡車制造領(lǐng)域，橋殼制造多采用鑄造方式或用大梁鋼替代但是采用大梁鋼替代受鋼板成形性所限，成形性能差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率較高。一汽生產(chǎn)的457橋殼級次的臺架壽命幾乎都不能通過。此技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

2008年2月通過吉林省科技廳鑒定，屬于國內(nèi)領(lǐng)先水平 2009年吉林省“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎 2008年吉林省科技進(jìn)步三等獎 2008年長春市科技進(jìn)步二等獎 發(fā)表相關(guān)論文3篇

作品所處階段

生產(chǎn)階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

委托開發(fā)

作品可展示的形式

圖紙、圖片、產(chǎn)品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

390Mpa級高強(qiáng)度沖焊橋殼鋼板，目前已在一汽車橋公司5個車型的車橋上得到批量應(yīng)用。與鑄造橋殼相比，按每車裝配雙橋計(jì)算，采用高強(qiáng)度沖焊橋可實(shí)現(xiàn)單車減重20公斤，并使單車生產(chǎn)成本降低約300元。至2008年底，累計(jì)裝車達(dá)11.5萬輛，共使用390Mpa鋼板近24530噸，降低生產(chǎn)成本3450萬元。按年產(chǎn)汽車10萬輛計(jì)算，一汽年節(jié)約成本3000萬元。同時，冶金企業(yè)每噸可獲利1000元，應(yīng)用鋼板20000噸，鋼廠年獲利2000萬元。而且，每年可為國家節(jié)省油耗420～700噸，節(jié)省資金229.3～382.2萬元（汽車重量降低1％，可節(jié)省燃料消耗0.6～1.0%。重卡車自重8000kg左右，100公里耗油28kg。按年行駛1萬公里計(jì)算，每年可節(jié)省油耗420～700噸，節(jié)省資金229.3～382.2萬，而且隨每年投入市場的汽車量而倍增）同時也減少了環(huán)境污染。而且，此技術(shù)推廣應(yīng)用到其它橋型，可提高國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，為一汽、其它汽車生產(chǎn)廠家、鋼廠和車橋制造企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

同類課題研究水平概述

此項(xiàng)技術(shù)于2008年2月2日通過了省科技廳鑒定，屬于國內(nèi)領(lǐng)先水平。目前，橋殼專用鋼有日本SAPH440，SHP45，GW3300等，德國TL-VW1114Ti，TL-vw1128等牌號。在日本，бs≥390MPa級別的16mm厚鋼板正處于試制階段。而國內(nèi)橋殼專用鋼種尚屬空白。在國內(nèi)卡車制造領(lǐng)域，橋殼的生產(chǎn)工藝正由沖焊橋殼逐步代替鑄造橋殼，而目前國內(nèi)沒有生產(chǎn)橋殼的專用鋼板。橋殼制造多采用鑄造方式或用大梁鋼臨時替代。鑄造橋殼重量大，較為笨重；國內(nèi)自主開發(fā)的沖焊橋殼，到目前為止，輕中型汽車橋殼主要采用厚度小于6mm的16MnL鋼板冷沖壓成型，重型汽車橋殼由厚度10mm以上的汽車大梁用鋼板（16MnL，бs≥355Mpa）或20A鋼板熱沖壓成形。但是鑄造橋殼和采用大梁鋼替代都存在著成形性能差，廢品率高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等相應(yīng)問題。高強(qiáng)度鋼板的開發(fā)應(yīng)用已成必然趨勢，一汽引進(jìn)的日產(chǎn)柴橋的系列產(chǎn)品（400橋）要求бs≥390MPa級別的高強(qiáng)度鋼板；一汽與英國合作的咨詢項(xiàng)目中橋殼用鋼板要求бs≥460MPa，強(qiáng)度級別更高。同時，近期國內(nèi)限載的強(qiáng)制措施也將大大推進(jìn)高強(qiáng)度橋殼鋼板的應(yīng)用。北京科技大學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院和東北大學(xué)分別研制開發(fā)了440Mpa和570Mpa熱軋沖壓橋殼專用鋼板，但未提及鋼板的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的系統(tǒng)研究；山東大學(xué)采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法，對驅(qū)動橋殼的成型工藝及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。以板料成形過程中的真實(shí)流動規(guī)律和變形力學(xué)特征，作為工藝參數(shù)分析和模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的參考，減低設(shè)計(jì)費(fèi)用和時間，提高設(shè)計(jì)的精度和可靠性，最終形成一套可靠的數(shù)值仿真分析方案。該篇文獻(xiàn)為驅(qū)動橋殼的成型工藝提供了理論依據(jù)。區(qū)別是本項(xiàng)目通過試驗(yàn)對390Q鋼板的熱沖壓成型性能和焊接性能進(jìn)行了分析和研究，并確定了最佳熱沖壓工藝參數(shù)和最佳焊接工藝參數(shù)。交通部重慶公路科學(xué)研究所、大連客車廠的研究成果“JT1118H型后置柴油機(jī)大客車”采用單片離合器、單機(jī)減速后橋及沖焊橋殼。柳州五菱汽車聯(lián)合發(fā)展有限公司沖焊件廠在微型汽車后橋采用的是沖壓焊接結(jié)構(gòu)。首先鋼板經(jīng)沖壓成半橋殼，由兩個半橋殼對焊形成后橋殼，然后再由后橋殼與半軸套管焊接成橋殼體。中國第一汽車集團(tuán)公司的實(shí)用新型“新型沖焊橋殼”。以上研究僅報導(dǎo)了加工成型工藝，未提及鋼板的型號以及所使用的材質(zhì)。經(jīng)過對國內(nèi)科技資料庫的檢索，此項(xiàng)目研究達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。
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