汽車薄板材料參數(shù)與沖壓質(zhì)量相關(guān)性探究

王建國(guó)

（安徽三聯(lián)學(xué)院 安徽 合肥 230601）

1 引言

汽車工業(yè)對(duì)于一個(gè)國(guó)家來說，是其國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。在汽車生產(chǎn)中，薄板沖壓是其中較為重要的一項(xiàng)工藝，沖壓件無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量的需求都是在逐年上升的。由此帶來了薄板材料參數(shù)與沖壓質(zhì)量相關(guān)性的深入研究項(xiàng)目，已經(jīng)得到了冶金企業(yè)及汽車生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員的深入探討問題和研究。

2 汽車薄板材料參數(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí)及其質(zhì)量要求

2.1 薄板材料參數(shù)與成型性的理論基礎(chǔ)知識(shí)

根據(jù)板材進(jìn)行沖壓成形相關(guān)理論可知，薄板材料性能參數(shù)來有三項(xiàng)重要指標(biāo)：一是材料應(yīng)力與應(yīng)變之間關(guān)系；二是楊氏模量E；三是三個(gè)方向上的塑性應(yīng)變之比。

第一項(xiàng)指標(biāo)，主要表征的是薄板材料在受到外力作用時(shí)發(fā)生的彈性變形，其應(yīng)力與應(yīng)變之間成簡(jiǎn)單的線性變化直到作用力增至使材料出現(xiàn)塑性變形至是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，繼續(xù)增加作用力至一定程度而破斷，變形過程結(jié)束。第二項(xiàng)指標(biāo)楊氏模量E，該指標(biāo)是用于彈性變形的難易程度進(jìn)行衡量。該數(shù)值大小與材料彈性剛度之間成反比。第三項(xiàng)指標(biāo)三個(gè)方向上的塑性應(yīng)變之比主要取決于r值大小。在R如大1時(shí)，則板材在厚度方向形變難于平面內(nèi)形變，該值越大，則板材具較強(qiáng)的抗變薄能力。因此，r值大的材料其厚度方向變形困難，難以變薄，對(duì)于保證沖壓質(zhì)量作用明顯。

2.2 汽車薄板材料的質(zhì)量要求

由于汽車工業(yè)的高速發(fā)展，發(fā)展趨勢(shì)正向減重、節(jié)能、防腐蝕、防污染及防噪聲方向前進(jìn)，同時(shí)更追求安全舒適。因此，對(duì)汽車薄板材料制作上，除考慮其結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性能外，在質(zhì)量和品種的要求上也是越來越嚴(yán)苛。主要包括：

第一是：成形性能要優(yōu)良，以滿足復(fù)雜的沖壓要求。

第二是：優(yōu)良的抗凹陷能力及較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)剛度，以實(shí)現(xiàn)在出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化吸收沖擊能量 ， 保證乘車人員及駕駛?cè)藛T安全 。

3 沖壓工藝的特點(diǎn)及汽車薄板材料選擇

3.1 沖壓，是指在壓力機(jī)上安裝各類模具后給需要加工的板材施壓，達(dá)到將其加工成所需成品的加工方法，為塑性加工法，又稱為板料沖壓。其主要有以下特點(diǎn)。

第一，質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度較高。具良好的制作互換性，還可以實(shí)現(xiàn)工藝難度大，形狀復(fù)雜的零件的加工。第二，具有較高的生產(chǎn)效率。第三，具有較高的材料利用率。

3.2 汽車薄板材料的選擇要點(diǎn)

選擇適當(dāng)?shù)谋“宀牧?，?duì)于保證沖壓質(zhì)量是前提和基礎(chǔ)。因此，要保證從薄板材料參數(shù)上實(shí)現(xiàn)保證沖壓質(zhì)量，根據(jù)不同的需要選擇合適的薄板材料，是至關(guān)重要的。

從汽車薄板材料來說，汽車薄板已經(jīng)形成了滿足各類需要的系列產(chǎn)品，其各具特色和優(yōu)勢(shì)。主要包括以下系列產(chǎn)品。

第一種：高強(qiáng)度鋼板。該系列鋼板主要欲達(dá)到的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)減重和節(jié)能。這類鋼板，分類三大類，分別是：

（1）普通沖壓級(jí)；（2）深沖級(jí)；（3）強(qiáng)化深沖級(jí)。按其強(qiáng)化機(jī)理則為四種，在此不再贅述。

第二種：深沖系列鋼板。該型鋼板主要突出的是其成形性能。

第三種：表面處理系列鋼板。該類鋼板主要用于提高汽車防腐能力。

第四種：復(fù)合鋼板。主要作用是減振消音作為目標(biāo)，用于發(fā)展高性能汽車。

第五種：鏡面鋼板。其目標(biāo)是提高反光性能。

4 提升汽車薄板材料沖壓質(zhì)量的有效途徑

在今后一段時(shí)期，我國(guó)的汽車工業(yè)將迎來更多的發(fā)展契機(jī)，而提升汽車薄板沖壓質(zhì)量來說，也是十分關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。為提升汽車薄板材料沖壓質(zhì)量進(jìn)而提升汽車整體制造水平上，需要從以下方面來展開。

首先，加大薄板材料的研發(fā)力度。作為冶金企業(yè)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要，加大新型板材的研發(fā)力度，開發(fā)出更多的與汽車生產(chǎn)廠家需要的各種新型薄板材料，以滿足日益提高的新型汽車板材方面的需求。

第二，著力發(fā)展大型快速的智能沖壓生產(chǎn)線。現(xiàn)代汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)把沖壓工藝作為一項(xiàng)重要課題。作為汽車生產(chǎn)當(dāng)中的四大工藝之首，沖壓生產(chǎn)工藝對(duì)于實(shí)現(xiàn)汽車的規(guī)?；a(chǎn)至關(guān)重要。先進(jìn)可靠的生產(chǎn)線，不但可大幅度提高生產(chǎn)效率，更能確保安全和生產(chǎn)質(zhì)量。在生產(chǎn)線研發(fā)上，天津市天鍛壓力機(jī)有限公司積極投入，已經(jīng)研發(fā)出國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的大型汽車薄板沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線，滿足了國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)的需求。

第三，提升模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平

提高沖壓質(zhì)量，需要重視和擴(kuò)大模具標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用的范圍，以提升生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，確保生產(chǎn)質(zhì)量。對(duì)于這方面，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)需要，不斷制健全和完善各類模具標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中嚴(yán)格以其為準(zhǔn)，抓好落實(shí)。同時(shí)，還應(yīng)該抓好一提高一增加工作。即：一方面提高標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格；另一方面，增加標(biāo)準(zhǔn)件的品種，使其在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，同時(shí)，在拓寬其銷售渠道上下功夫。

第四，提高模具材料的質(zhì)量

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在一副模具當(dāng)中，材料約占其價(jià)格的35%左右的比例。而模具材料質(zhì)量是和模具產(chǎn)品質(zhì)量和壽命是成正比的。即，材料質(zhì)量越好，制作越精良，它檔次就越高，壽命也就越長(zhǎng)。所以，在制作模時(shí)，應(yīng)把牢所用材料的入口關(guān)，不允許低劣的材料用于模具制造，同時(shí)，還要采用先進(jìn)的處理技術(shù)，以最大限度提升模具的檔次，延長(zhǎng)其使用的壽命。

第五，提升模具的兩化建設(shè)水平

模具的兩化，指的是其自動(dòng)化和智能化。對(duì)于模具來說，其外觀和使用壽命的主要影響因素是表面研磨拋光技術(shù)。應(yīng)該看到，在我國(guó)，相當(dāng)部分的模具研磨拋光技術(shù)，手工工藝占據(jù)了相當(dāng)比例，這種方式主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，同時(shí)，質(zhì)量上受各種因素影響不夠穩(wěn)定，這對(duì)于提升模具工藝來說，是個(gè)欠缺。因此，應(yīng)努力提高其生產(chǎn)技術(shù)，以加快實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)化和智能化。

第六，強(qiáng)化應(yīng)用高速銑削工藝

從該工藝來說，在這方面，我國(guó)的工藝相對(duì)落后，這對(duì)于制造過程中要求較小的溫度變模具制作來說，是個(gè)缺陷，因此，要努力強(qiáng)化該類工藝在我國(guó)的應(yīng)用程度，以提升模具制作的工作效率，提升產(chǎn)品性能。