隨著科學技術的飛速發展,現代汽車制造材料的構成,發生了較大的變化,高密度材料的比例下降,低密度材料有較大幅度的增加,可以說,從90年代開始,汽車材料向輕量化、節省資源、高性能和高功能方向發展。
長期以來,鋼鐵一直是構成汽車的主要材料,在汽車用鋼中,合金鋼比例較高。國外不少汽車采用含Cr、Ni、Mo等元素的結構鋼和含Co量很高的永磁材料,而這些元素的資源都較稀缺,節約合金資源成為汽車材料開發和應用的要點之一。
構成汽車的零件約有2萬多個,在這些零件中,使用了各種各樣的材料。其中約86%是金屬材料,而在金屬材料中,鋼鐵材料占了80%。在90年代日本的消費量中冷軋薄板占37%,熱軋薄板33%,特殊鋼24%:另夕卜鋁鑄材料的83%都是用于汽車制造上,這對日本經濟界的發展產生了很大的影響。
汽車的車體鋼板,以前使用的是容易成型的軟質鋼材。為適應輕量化的需求,以后開發了高張力鋼板。這種鋼板具有成型性好、強度高并可使板厚減薄的優點。
車身外板用的鋼板使用最多的是加磷的抗拉強度為350~400MPa的鋼板,特別是轎車上使用的鋼板,20%~50%都是高張力鋼板。目前,正在進行研究將以前鑄造的一體成型的發動機氣缸體改用鋼板沖壓成型,可大幅度減輕重量而制成輕量化(約33%)的鋼板制氣缸體。另外,驅動系統齒輪由于高功率輸出、輕量化、降低噪聲等的需要,對驅動系統齒輪提出了嚴格的質量要求:強度好、熱處理變形小。為達到這一要求,在鋼鐵材料的制造過程中,采用了連續鑄造法。這種方法跟以前的鑄錠法相比,具有冷卻速度快、成分偏析少的優點,它與制鋼時的真空脫氣技術組合,可以滿
足齒輪所要求的強度。連續鑄造法具有提高制鋼時的材料利用率和降低制造所耗能源的優點,且由于制造工藝合理化也使成本有了降低。
降低成本是和提高質量同等重要的課題,降低成本主要有兩個手段:一是減少合金元素的添加量和降低替代材料的成本。可將價高而且價格不穩定的含Mo的Cr~Mo鋼改用鉬添加量只有其一半的半Mo鋼和硼鋼。二是降低零件制造成本。在這里為降低零件制造所消耗的能源而采用非調質鋼,為提高加工能力,也有采用易切削鋼。因為非調質鋼添加了釩,控制了熱鍛后的冷卻速度,省去了淬火、回火的熱處理,故確保了強度。它可在汽車的曲軸、連接件、FF車的車輪等部分使用,其用途可望得到進一步擴大。另外,對于易切削且強度降低少而用于齒輪的低鉛、易切削鋼是一種新的易切削鋼材,它可用于小型車的變速器,并具有降低制造成本的效果。
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