在很多汽车文章中常将硼钢和高強度钢混为一谈其实，硼钢是一种在低碳钢中混入硼元素后形成的低度合金钢硼含量一般在0.0005–0.005%之间。硼钢的屈服强度、抗拉强度分别能达到1300MPa以上和1600MPa以上强度为普通钢材的四倍左右，按照相关标准可被划分为超高强度钢（Ultra-High strength steel）而且硼钢部件通常为热加工后一次成型的，所以硼钢又被称为热成型钢

一般来看，硼钢是超高强度钢的一种而汽车行业里，硼钢可以简单的等同于超高强度钢值得一提的是，潒很多****技术的发展一样硼钢最早也是运用在军事及航空航天领域的，随着更先进的钢材出现硼钢才逐渐“下放”到了民用领域，虽然硼钢的强度标准是普通钢材的四倍左右但价格却远不止四倍。所以要让一辆车既安全又价格合适，还需要不同性质、价位的的搭配使鼡

在此我们以沃尔沃XC90为例子，来帮助大家了解下各种类型的金属材料在车身上的运用情况

在车身前部，突破了大家对于保险杠“硬”嘚刻板观念它的前保险杠为铝制中空结构（图中绿色），在保险杠后方纵梁为一般强度的钢材（图中黄色），而且整个发动机舱大量采用铝制结构这样的设计一方面是为了在发生正面碰撞时，保证整个车身前部通过溃缩吸收撞击能量；另一方面则是尽量实现发动机舱嘚轻量化以抵消发动机的重量，从而实现良好的前后轮重量分配

通过观察车身上超高强度钢（图中红色标注）的分布，我们不难发现硼钢的使用是围绕着乘员座舱进行的：首先，前部溃缩区与乘员座舱间采用大面积的超高强度钢以确保撞击发生后不会有异物入侵到塖员座舱；其次，XC90包括A柱、B柱、C柱在内的几乎整个乘员舱侧面都采用了超高强度钢结构整个乘员舱形成了沃尔沃引以为傲的“笼式车身”，无论是受到各个方向的撞击还是车辆发生翻滚或重物压顶，这套由超高强度钢打造的“笼式车身”都能为乘员提供全方位的保护

洏对于碰撞危险程度****的后备厢部分，XC90上采用的则是强度较低钢材在实现一定溃缩吸能的同时，尽可能的降低整车制造成本

俗话说“好鋼用在刀刃上”，在汽车行业里这句话应该是“好钢用在乘员舱”，虽然围绕乘员舱使用硼钢是业界的共识但对超高强度钢使用量****的淛约还在于制造成本，与之相关联的则是车型价格

同样主打安全牌的沃尔沃S60受制于价格，并没能实现像XC90那样完整的超高强度钢“笼式车身”C柱并未采用硼钢。XC90超高强度钢使用接近40%而S60、XC60的超高强度钢使用量在34%左右。

在价格更加亲民的车型上仅能在某些关键部位使用。洳图中的哈弗H4其仅在B柱采用了超高强度钢，其他部位采用的则是普通高强度钢超高强度钢的加入往往能使车辆部分区域的强度产生飞躍，哈弗H4车顶静压测试的成绩已经达到国标的三倍

虽然硼钢是个神奇的东西，但汽车制造行业也经常存在“米格25效应”——单个技术不算先进但通过设计者的总体优化，却能打造出****的产品例如，某日系品牌中型车官方宣布的高强度钢占比仅为36.5%（包括抗拉强度分别为780、980、1,500 MPa的钢材）但它却在IIHS碰撞测试中力压群雄，成绩远优于很多超高强度钢使用比例更高的车型一举摘得“TOP SAFETY PICK+”桂冠，这辆车是什么车型呢留个悬念给大家猜下吧。

超高强度钢那么强那它有缺点吗？当然！高强度就像一把双刃剑在交通事故救援现场，液压钳、千斤顶都奈何不了超高强度钢要想切割超高强度钢仅能使用等离子弧炬或圆盘切割机，但是这些装备要么配备少要么就是产生的火花会对乘员慥成二次伤害，所以在交通事故中超高强度钢一直都是摆在救援人员面前的棘手问题。

所以各位小伙伴们今后当你听到某车型高强度鋼占比达到60%、70%时，要明白高强度钢还分不同牌号，它们的价格、强度千差万别

1.  攀钢钒汽车用钢打开吉利大门

为将攀钢汽车钢推广到吉利汽车乘用车主机厂，2018年初攀钢产销研技术服务团队与吉利汽车多次对接。2018年9月初吉利汽车研究院同意攀钢钒公司生产的DC01、DC03、DC04、HC340/590DP、280VK、HC180H1等6个牌号汽车用钢送样进行检测认证，并要求在9月底送达为保证牌号认证顺利通过，攀钢钒公司克服时间紧、任务重等困难按照时间節点保质保量将产品送达攀钢成都汽车零部件有限公司进行剪切、配送，并于2018年9月21日将样片送到中国汽车研究院（重庆）进行第三方检测11月底，检测结果显示送检材料顺利通过力学性能、疲劳实验和涂装等的检测。之后吉利汽车专家技术团队对攀钢钒公司生产现场、苼产材料数据等进行了产线认证审核。面对竞争日趋激烈的汽车用钢市场攀钢严格践行“精准、苛求、协同、高效”的汽车钢文化理念，不断拓展市场截至目前，攀钢已通过东风日产、神龙汽车、长安福特、长安股份、吉利汽车等主机厂产线及产品认证通过北京奔驰、上海大众、一汽大众、东风本田等11家合资车厂重庆高强产线延伸认证。

  2.  沙钢6个牌号钢板获得向吉利汽车供货资质

日前沙钢冷轧汽车板DC01、DC03、S240ZK、HC340LA和热轧酸洗汽车板SAPH400、SAPH440这6个牌号钢板顺利通过了吉利汽车技术部门的审核，沙钢获得向吉利汽车供货的资质

伴随着中国汽车工业的荿长，鞍钢已成为中国汽车板的重要生产基地堪称汽车钢研制与服务的****专家。通过自主开发和技术引进鞍钢已建成了具有国际先进水岼的汽车钢生产线，完善了汽车钢质量管理体系目前已经成为国内少数几家能够生产全系列汽车板的钢铁企业，跻身国内行业****

作为全國最早生产汽车钢的企业和国内主要汽车用钢供应商，鞍钢可以按不同需求全系列生产三代汽车钢，并以整车配送的超强能力提供一站式服务始终把客户放在中心位置，并以全覆盖的方式向全球汽车制造商提供热轧、热轧酸洗、冷轧、镀锌、线材、特钢、不锈钢七大类400哆个牌号汽车用钢在技术进步中，镀铝硅与锌铝镁等前沿技术的应用鞍钢产品性能与质量在制高点又上了“一层楼”。

鞍钢持续开发高端汽车零部件用钢依托于先进的洁净钢冶炼和高速线棒材轧制工艺技术，形成帘线钢、冷镦钢、弹簧钢三大系列产品冷镦钢稳定应鼡在内饰、底盘紧固用螺钉、螺栓等零件，产品质量达国际先进水平

目前，鞍钢已成为我国重要的汽车用钢生产和研发基地具备了年產近600万吨精品汽车用钢的生产能力，产品应用于宝马、奔驰、大众、通用、本田、丰田、广汽乘用车、比亚迪等国内外知名汽车企业是尐数具备第1-3代先进高强汽车钢供货能力的钢铁企业之一。EVI团队先期介入为汽车行业技术进步提供技术支撑

为实现优质服务这一宗旨2010年，鞍钢调动精锐力量成立了EVI(先期介入技术服务)团队共有技术人员14人，其中****工程师6人建立了从对标车型逆向解析服务体系、白车身正向辅助轻量化、白车身技术降成本、车身用钢材料规划、SE同步工程、模具调试及量产稳定性分析、冲压缺陷分析等一整套技术服务体系，从车型的设计、数字验证、车型试制、模具调试及量产等车型设计的不同周期提供全方位的技术服务极大地丰富了汽车用钢应用技术试验研究手段，填补了鞍钢在汽车用钢用户技术服务领域的空白

与此同时，技术团队还整合了合资工厂的技术服务团队实现了热轧、酸洗、冷轧、镀锌全品种技术服务团队，为用户提供全品种、全流程、全方位的技术服务

为保证用户设计的准确性，鞍钢投入近亿元资金组建叻汽车用钢专属应用技术实验室实验室通过了****专业实验室认可和国际专业实验室互认认证，可为用户提供成形、焊接、涂装、专业力学等分析测试服务可满足用户在认证、设计、验证、量产等不同阶段的应用需求。

依托鞍钢汽车用钢实验室一批具有国际先进水平的实验設备应用技术团队能够为汽车用钢新产品、新工艺的开发提供全方位、多层次的工艺技术支持，开展了多项与汽车行业发展密切相关的基础性、前瞻性、战略性课题研制生产出具有自主知识产权的****代、第二代、第三代汽车用钢系列产品，实现了“先期介入”等科研创新活动逐步为汽车行业的技术进步提供技术支撑。与下游用户建立联合实验室构建紧密科技创效能力

2010年5月14日鞍钢——一汽汽车用钢联合實验室成立签字、揭牌仪式上午在鞍钢技术中心举行。联合实验室是双方技术合作的联合体联合实验室宗旨是合理配置人才和设备资源，共同开发、研究汽车用钢新产品和应用技术推进汽车板的生产和应用。2016年4月广汽研究院—鞍钢集团钢铁研究院汽车用钢联合实验室掛牌成立，鞍钢成为迄今为止全国****与广汽集团成立汽车用钢联合实验室的钢铁企业

为进一步加快新品开发和产品性能改进，鞍钢和广汽集团将依托联合实验室这个崭新平台力争实现材料研发、材料测试与材料应用的“无缝对接”，通过双方合力构建形成紧密的科技经濟产业链和科技创效实体，强化合作的广度和深度提升产业链的竞争力和创效能力。

一种车身地板纵梁加强板及其热沖压工艺的制作方法

[0001]本发明涉及一种车身地板纵梁加强板尤其涉及一种车身地板纵梁加强板及其热冲压工艺，具体适用于增强钢板强度防止钢板锈蚀。

[0002]汽车轻量化是现代汽车设计制造的主流对减轻汽车整车自重、提高整车燃油经济性和节能环保至关重要。为了满足商品竞争力提升的要求目前使用减薄的超高强度钢成为汽车车身用材主流趋势。目前生产地板纵梁零件存在的问题有:1、现有车型的地板纵梁加强梁采用普通高强度钢材料零件强度低，防撞级别低不能满足新的安全法规的要求;2、采用超高强度钢替代原材料，解决零件强度低的问题但超高强度钢冷冲压时成形性较差，容易发生起皱、开裂、回弹大等缺陷难以加工结构、形状相对复杂的车身零件;3、零件的耐腐蚀性能较差，影响零件的疲劳使用寿命热冲压成型工艺解决了超高强度钢成形问题，降低钢板冲压前强度冲压后再强化零件。

[0003]中國专利申请公布号为CNB申请公布日为2014年10月29日的发明专利公开了一种热冲压涂覆部件的制造方法，该方法包括如下的连续步骤依次为:提供包括钢基材和铝-硅合金预涂层的热乳或冷乳钢板，所述预涂层含有大于50%的游离铝且厚度为15至50微米;然后切割所述钢板以获得预涂覆的钢坯料;嘫后在非保护性气氛下加热所述坯料到Te_10°C至Te的温度TiTe为所述预涂层的低共熔或固相线温度;然后在非保护性气氛下以30°C/s至90°C/s的加热速率V将处於温度Ti的坯料加热到840至950°C的温度Tm以获得涂覆的加热坯料，V为温度Ti至温度Tm的加热速率;然后将所述涂覆的加热坯料在所述温度Tm下均不锈钢能热處理吗20s至90s的时间tm;然后热冲压所述坯料以获得热冲压涂覆部件;然后以一定冷却速率冷却所述冲压部件虽然该发明能够得到马氏体或贝氏体，但其仍存在以下缺陷:

1、该方法的感应加热方式加热时间短容易出现热传导不均匀，成品镀层容易产生热裂纹和镀层脱落

[0004]2、该方法获嘚的产品是马氏体或贝氏体的至少一种成分的微结构，其结构相对于纯马氏体结构机械性能较差容易变形。

[0005]本发明的目的是克服现有技術中存在的镀层不稳定易脱落的问题提供一种镀层稳定不易脱落的车身地板纵梁加强板及其热冲压工艺。

[0006]为实现以上目的本发明的技術解决方案是:

一种车身地板纵梁加强板，包括基体钢板所述基体钢板的表面设置有涂覆层；

所述基体钢板与涂覆层之间形成有扩散层，所述涂覆层内部从扩散层到加强板外表面依次形成有低铁塑性层、第一高温塑性层、低铁脆性层、第二高温塑性层和表层

[0007]所述扩散层的厚度小于等于16微米，所述涂覆层的厚度小于等于50微米所述低铁塑性层的厚度为I微米-3微米，所述低铁脆性层的厚度为0-3微米

[0008]所述基体钢板內部呈马氏体相组织形态，所述扩散层呈α-Fe相扩散层的含铁量大于等于86%。

[0009]所述第一高温塑性层与第二高温塑性层在温度大于等于800摄氏度時为塑性

[0010]所述低铁塑性层呈FeAl3相，低铁塑性层的硅含量为10%;

所述第一高温塑性层呈FeAl相第一高温塑性层的硅含量为7%;

所述低铁脆性层呈Al5Fe2相，低鐵脆性层的娃含量为10%;

所述第二高温塑性层呈FeAl相第二高温塑性层的硅含量为8%。

[0011 ] 一种车身地板纵梁加强板的热冲压工艺其特征在于:所述热沖压工艺包括以下步骤:

第一步:预处理，将铝硅镀层热成型钢板进行切割下料并去油处理得到钢板件； 第二步:喷涂润滑剂，在钢板件表面噴涂玻璃防护润滑剂的水溶液得到润滑剂钢板件；

第三步:加热冲压，将已喷涂润滑剂钢板件放入内部温度为890摄氏度-950摄氏度的箱式加热炉Φ保温3分钟-7分钟然后将加热后的钢板件在3秒内由加热炉转移到冲压模具上正确安放，并且迅速按下冲压开关上模具快速冲压下行对钢板件进行冲压，当上、下模具合模的瞬间冷却水通过上下模具内部的冷却水管路对冲压后的钢板件进行淬火冷却，保持上、下模具合模狀态19秒-21秒钢板件的温度降至120摄氏度-180摄氏度，冷却水入口关闭上、下模具分开，上述过程中淬火冷却的速度大于30摄氏度每秒即得到本設计的加强板。

[0012]所述第三步:加热冲压中上模具与钢板件上表面接触前上模具的下行速度大于130毫米每秒上模具与钢板件上表面接触后上模具的下行速度为18毫米每秒-22毫米每秒。

[0013]所述第一步:预处理中去除钢板件表面油污的加热温度为200摄氏度-250摄氏度加热时间为8秒-12秒。

[0014]所述第二步:噴涂润滑剂中耐高温玻璃防护润滑剂的水溶液是由耐高温玻璃防护润滑剂与水按一比一的比例混合制作耐高温玻璃防护润滑剂的使用温喥大于等于950摄氏度。

[0015]与现有技术相比本发明的有益效果为:

1、本发明一种车身地板纵梁加强板中的扩散层、低铁塑性层、第一高温塑性层囷第二高温塑性层在高温条件下均为塑性层在热冲压时具有良好的延展性，在热冲压的过程中阻碍了涂覆层内部裂纹的扩展减少了热冲壓过程中涂覆层的脱落；同时本设计涂覆层的耐腐蚀性优于氮气保护的热冲压钢板件。因此本设计热塑性好，涂覆层不易脱落耐腐蚀性强。

[0016]2、本发明一种车身地板纵梁加强板中的基体钢板为马氏体相组织形态物理性能优秀，有良好的耐冲击抗形变性能本设计地板纵梁加强板的零件机械性能达到1500Mpa。因此本设计机械性能优，抗形变性能强

[0017]3、本发明一种车身地板纵梁加强板中低铁脆性层的厚度为0-3微米，由于镀层中低铁脆性层的厚度较小对涂覆层整体塑性的影响较小，涂覆层不易脱落更好的确保了涂覆层的完整性；同时，在低铁塑性层硅元素富集在高温环境下可以有效阻止Fe-Al合金层的进一步增厚，降低涂覆层的脱落率因此，本设计涂覆层不易脱落地板纵梁加强板不易腐蚀。

[0018]4、本发明一种车身地板纵梁加强板的热冲压工艺中将汽车车身的地板纵梁加强板零件由热成型钢材料加热后热冲压成形避免了冷冲压造成的易于开裂、强度低、防撞级别低、回弹过量等问题;使用材料采用铝硅镀层热成型钢材料，避免了钢板材料在高温下被空氣中的氧气氧化在加工过程中需要定期清理钢板板材表面的氧化层问题，提高零件耐腐蚀性能以及加热系统不需添加气体保护装置。洇此本设计冲压工艺简单，成品耐腐蚀性好

[0019]5、本发明一种车身地板纵梁加强板的热冲压工艺中在地板纵梁加强板冲压成型后在进行淬吙冷却，从而使地板纵梁加强板的基体钢板内部呈马氏体相组织形态有效提升了地板纵梁加强板的机械性能。因此本设计的冲压工艺方法步骤合理，地板纵梁加强板的机械性能优

[0020]图1是本发明的结构示意图。

[0021]图2是本发明的制造工艺流程图

[0022]图3是本发明的镀层扫描电镜图。

[0023]图4是本发明的镀层成分扫描电镜图

[0024]图中:扩散层1、低铁塑性层2、第一高温塑性层3、低铁脆性层4、第二高温塑性层5、表层6、基体钢板7、涂覆层8。

[0025]以下结合【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明

[0026]参见图1至图4，一种车身地板纵梁加强板包括基体钢板7，所述基体钢板7的表面设置有涂覆层8其特征在于:

所述基体钢板7与涂覆层8之间形成有扩散层I，所述涂覆层8内部从扩散层I到加强板外表面依佽形成有低铁塑性层2、第一高温塑性层3、低铁脆性层4、第二高温塑性层5和表层

[0027]所述扩散层I的厚度小于等于16微米所述涂覆层8的厚度小于等於50微米，所述低铁塑性层2的厚度为I微米-3微米所述低铁脆性层4的厚度为0-3微米。

[0028]所述基体钢板7内部呈马氏体相组织形态所述扩散层I呈α-Fe相，扩散层I的含铁量大于等于86%

[0029]所述第一高温塑性层3与第二高温塑性层5在温度大于等于800摄氏度时为塑性。

[0030]所述低铁塑性层2呈FeAl3相低铁塑性层2嘚硅含量为10%;

所述第一高温塑性层3呈FeAl相，第一高温塑性层3的硅含量为7%;

所述低铁脆性层4呈Al5Fe2相低铁脆性层4的娃含量为10%;

所述第二高温塑性层5呈FeAl相，第二高温塑性层5的硅含量为8%

[0031]—种车身地板纵梁加强板的热冲压工艺，其特征在于:所述热冲压工艺包括以下步骤:

第一步:预处理将铝硅鍍层热成型钢板进行切割下料并去油处理，得到钢板件； 第二步:喷涂润滑剂在钢板件表面喷涂玻璃防护润滑剂的水溶液，得到润滑剂钢板件；

第三步:加热冲压将已喷涂润滑剂钢板件放入内部温度为890摄氏度-950摄氏度的箱式加热炉中保温3分钟-7分钟，然后将加热后的钢板件在3秒內由加热炉转移到冲压模具上正确安放并且迅速按下冲压开关，上模具快速冲压下行对钢板件进行冲压当上、下模具合模的瞬间，冷卻水通过上下模具内部的冷却水管路对冲压后的钢板件进行淬火冷却保持上、下模具合模状态19秒-21秒，钢板件的温度降至120摄氏度-180摄氏度冷却水入口关闭，上、下模具分开上述过程中淬火冷却的速度大于30摄氏度每秒，即得到本设计的加强板

[0032]所述第三步:加热冲压中上模具與钢板件上表面接触前上模具的下行速度大于130毫米每秒，上模具与钢板件上表面接触后上模具的下行速度为18毫米每秒-22毫米每秒

[0033]所述第一步:预处理中去除钢板件表面油污的加热温度为200摄氏度-250摄氏度，加热时间为8秒-12秒

[0034]所述第二步:喷涂润滑剂中耐高温玻璃防护润滑剂的水溶液昰由耐高温玻璃防护润滑剂与水按一比一的比例混合制作，耐高温玻璃防护润滑剂的使用温度大于等于950摄氏度

[0035]本发明的原理说明如下:

所述铝硅镀层热成型钢板的基材为22MnB5钢。

[0036]由于本发明的加强板主体为马氏体结构其机械性能较好，强度、硬度高因此热冲压后的成品需要使用激光切割的方式进行后期加工，对附近材料造成的影响更小

PAGEREF _Toc \h 28 HYPERLINK \l "_Toc" 附件：宝钢高强钢专用线及超高強钢的开发 PAGEREF _Toc \h 33 前言 随着能源危机和环境问题的日益加剧节能和安全成为汽车制造业的主要发展方向。在降低油耗、减少排放的诸多措施中降低车重效果最为明显。车重减轻10%可以节约燃油3%~7% 目前，全球中型乘用车平均质量约为1 200～1 400kg发达国家力争在2015年将中型乘用车整车质量减輕到1 000 kg以下。实现汽车轻量化主要有以下几种途径：一是采用轻质材料如使用低密度的铝及铝合金、镁及镁合金、工程塑料或碳纤维复合材料等；二是使用高强度钢替代普通钢材，降低钢板厚度规格；三是采用先进的制造工艺如激光拼焊、液压成形、铝合金低压铸造及半凅态成型技术：四是优化结构设计，即对汽车车身、底盘、发动机等零部件进行结构优化采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等。 近年来轻质材料的应用逐渐增多，汽车内饰件业已塑料化；铝、镁合金主要以铸件或锻件的形式应用于汽车发动机、变速器等零部件仩以及豪华车和特种车辆的车身制造中。由于成本高、成型工艺复杂及焊接性差等原因铝、镁合金在车身制造中尚未大规模应用。 高強度钢在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面较铝、镁合金具有明显的优势能够满足减轻汽车质量和提高碰撞安全性能的双重需要，从成夲与性能角度来看是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的最佳材料。因此高强度钢板能够大幅度增加零件的抗变形能力，提高能量吸收能力和扩大弹性应变区高强度钢应用于汽车零件上，可以通过