精沖材料的未來發(fā)展與相關(guān)輔助裝備

文/陳璐，紀(jì)海巖·常熟寶升精沖材料有限公司

精沖材料的未來發(fā)展與相關(guān)輔助裝備

文/陳璐，紀(jì)海巖·常熟寶升精沖材料有限公司

陳璐，精沖材料研發(fā)工程師，主要從事鋼鐵類精密沖壓材料的工藝研發(fā)與現(xiàn)場品質(zhì)管控工作，有十年的精沖材料生產(chǎn)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

改革開放至今，中國經(jīng)濟(jì)始終保持7%左右的增長率，大有取代美國成為世界第一經(jīng)濟(jì)體的趨勢，自加入世貿(mào)以來，全球制造業(yè)的中心不斷向中國轉(zhuǎn)移，加之近十年中國汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)進(jìn)入了精沖行業(yè)的高速發(fā)展期，精沖材料作為汽車零部件成形的輸入端口，重要性已經(jīng)不言而喻。越來越多的國內(nèi)外企業(yè)已經(jīng)意識到精沖材料本土化采購對于企業(yè)未來發(fā)展的重要性，寶鋼鑒于精沖材料的發(fā)展趨勢與前景，逐漸意識到材料的本土化供應(yīng)的緊迫性，正在經(jīng)歷從規(guī)模化發(fā)展模式延伸到集約型高附加值模式的轉(zhuǎn)變。

未來精沖材料的特點(diǎn)

厚規(guī)格材料將異軍突起

隨著精沖設(shè)備的更新?lián)Q代，模具技術(shù)水平的大幅提升，鍍層技術(shù)與油品技術(shù)的發(fā)展，之前傳統(tǒng)的鍛壓、機(jī)加工、澆鑄等實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的手段，未來將可能通過厚規(guī)格材料的精沖工藝來實(shí)現(xiàn)。采用精沖工藝，不僅僅能提升生產(chǎn)效率，而且還有效節(jié)約了成本。預(yù)計(jì)未來1～2年內(nèi)，8～12mm左右的厚規(guī)格材料將呈現(xiàn)一個(gè)快速的增長期。

材料強(qiáng)度不斷提升

汽車輕量化如今已經(jīng)成為汽車領(lǐng)域不斷發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，在追求低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)的今天，如何通過減重來降低車輛的油耗是每個(gè)車企不斷探索的方向。以一輛乘用車為例，重量平均要在1.2t左右，而1.2t車重的約85%來源于鋼板的重量，這些鋼板則主要來自于車身結(jié)構(gòu)件（如底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、座椅等），通過研發(fā)高強(qiáng)度的材料，不僅可以提高車輛主動(dòng)安全性，而且可以降低精沖材料的厚度，有效地降低車重?？梢灶A(yù)見，未來5～8年內(nèi)，一些特殊處理的中高碳鋼、合金鋼、冷成形汽車高強(qiáng)鋼，還是會(huì)占主導(dǎo)地位。

技術(shù)發(fā)展對未來精沖材料的要求

中國的沖壓輔助行業(yè)隨著沖壓行業(yè)的長足進(jìn)步，不斷的發(fā)展，涌現(xiàn)出了越來越多做電氣設(shè)備一體化的公司與工作室，未來傳統(tǒng)的人工送料將全面被自動(dòng)送料系統(tǒng)、機(jī)械手等取代，這也對精沖材料提出了越來越高的要求。寶鋼相關(guān)部門對沖壓行業(yè)進(jìn)行調(diào)研后得知，目前做精密零件的設(shè)備主要有三種：⑴精沖機(jī)及精沖模具，這是目前所了解的效率最高最先進(jìn)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)手段；⑵大噸位高速?zèng)_床配合精密模具，普遍應(yīng)用于僅對產(chǎn)品功能面有要求而對產(chǎn)品沖裁面光亮帶要求不高的場合；⑶多臺沖床組合成連續(xù)生產(chǎn)線，通過機(jī)械手導(dǎo)軌等手段配以PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，也可以有效提升沖壓的效率。以上三種沖壓生產(chǎn)模式對材料的要求非?？量蹋牧系暮穸染葘⒂绊懗尚蔚囊恢滦?、精密模具的沖次，良好的表面質(zhì)量可以降低后續(xù)處理的成本，優(yōu)良的加工性能又是材料成形、模具壽命的基礎(chǔ)。因此，高精度的尺寸，良好的表面質(zhì)量，優(yōu)良的加工性能成為評判精沖材料優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。未來必須要有良好的材料與沖壓設(shè)備、模具做匹配，打破傳統(tǒng)用模具去遷就材料不足的頹勢。

圖1 計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)處理流程圖

圖2 軋機(jī)前后窺AGC系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果

精沖材料制造業(yè)的發(fā)展

2006年以前，國內(nèi)精沖設(shè)備鳳毛麟角，大家對于精沖材料生產(chǎn)領(lǐng)域也一知半解，同行大都趨之若鶩的集中于薄板材料的開發(fā)與研究，部分民營企業(yè)由于自身發(fā)展需要，開始了小批量特殊鋼的生產(chǎn)，這就是精沖材料的雛形。作為中國精沖材料生產(chǎn)領(lǐng)域的探路者，他們生產(chǎn)的精沖材料離真正的精沖用鋼的要求還相差甚遠(yuǎn)，原料穩(wěn)定性、熱軋材帶狀組織、夾雜物、有害元素控制，及自身設(shè)備精度控制、中高碳鋼合金鋼球化率、表面外觀質(zhì)量等問題，一直為外資企業(yè)詬病，讓中國精沖材料的口碑蒙上了一層陰影，未來如何解決這些不足還是需要業(yè)內(nèi)同心努力。

未來在線表面檢測技術(shù)應(yīng)用于精沖材料的檢驗(yàn)

如今隨著硬件攝像頭技術(shù)及相關(guān)軟件技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，在帶鋼的生產(chǎn)過程中利用高速攝像頭截取缺陷圖片，再通過計(jì)算機(jī)與缺陷數(shù)據(jù)庫比對，可以有效地檢測出每卷帶鋼的缺陷比例范圍，比人工比對更加有優(yōu)勢與可信度，對汽車產(chǎn)業(yè)的今天顯得尤為重要。圖1所示是計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)處理流程圖。

未來軋機(jī)前后窺AGC系統(tǒng)將成標(biāo)配

未來軋機(jī)將均配備有前后窺AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)，配合彎輥技術(shù)保證軋制過程中材料厚度的橫向精度與縱向精度，通過激光測厚技術(shù)的輔助，未來無須擔(dān)心材料射線測厚的輻射和測量量程的問題。圖2所示是軋機(jī)前后窺AGC系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果顯示。

全氫罩式退火爐應(yīng)用

中高碳鋼合金鋼由于材料中錳、合金元素含量高，導(dǎo)致在氫氮混合的爐子內(nèi)退火后容易形成板材的色差，而全氫氣作為還原性氣體，分子量較小，活性和還原性可以有效地防止材料退火后的色差，讓爐內(nèi)氣氛更加均勻，從而保證良好的球化效果，讓材料的力學(xué)性能更加穩(wěn)定，減小客戶在沖壓過程中因?yàn)樯钤斐傻耐庥^不良，提升產(chǎn)品的檔次感。

結(jié)束語

經(jīng)過行業(yè)內(nèi)近幾年的不懈努力，如今中國的精沖材料中蘊(yùn)含著很高的科技含量，良好的產(chǎn)品質(zhì)量完全有走出國門的優(yōu)勢。未來，中國的精沖材料完全可以替代進(jìn)口材料，參與更多的國際競爭，讓世界知道“Made In China”不是廉價(jià)的代名詞。