探析零部件用鋼在汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)中的應(yīng)用

傅達(dá)旺

摘 要：零部件用鋼將成為汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，故而需擴(kuò)大其應(yīng)用空間。在此之上，本文簡(jiǎn)要分析了零部件用鋼的標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)推廣高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)、開(kāi)拓汽車(chē)零部件用鋼市場(chǎng)、打造先進(jìn)裝備鋼制造平臺(tái)、精準(zhǔn)分析汽車(chē)鋼產(chǎn)業(yè)前景等要點(diǎn)，以此促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：零部件用鋼 汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè) 節(jié)能汽車(chē)

Analysis on the Application of Steel for Parts in Automobile Advanced Equipment Manufacturing

Fu Dawang

Abstract：Steel for parts and components will become the mainstream trend in the development of advanced automotive equipment manufacturing， so its application space needs to be expanded. On top of this， this article briefly analyzes the standards of steel for parts， and promotes high-quality gear steel technology， opens up the steel market for auto parts， builds advanced equipment steel manufacturing platforms， and accurately analyzes the prospects of the automotive steel industry. This promotes the sustainable development of my country's advanced automotive equipment manufacturing industry.

Key words：steel for parts， advanced automobile equipment manufacturing， energy-saving automobiles

1 前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)：我國(guó)截止到2019年上半年，汽車(chē)保有量已超過(guò)2.5億，這表明燃油量的需求量正在逐年遞增。為了避免我國(guó)出現(xiàn)燃油緊張現(xiàn)象，需加大節(jié)能汽車(chē)的研發(fā)力度，由此為汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)開(kāi)拓新的發(fā)展路徑。而在其創(chuàng)新發(fā)展階段，零部件用鋼技術(shù)也將成為主要?jiǎng)恿?，由此貼合新時(shí)代環(huán)保節(jié)能理念。

2 零部件用鋼的標(biāo)準(zhǔn)

2.1 彈簧鋼

我國(guó)汽車(chē)零部件用鋼具有一定的標(biāo)準(zhǔn)。其中彈簧鋼作為汽車(chē)零部件的重要用鋼類(lèi)型，它在汽車(chē)板簧、氣缸閥簧等部分有著突出價(jià)值。通常情況下，彈簧鋼包括冷軋成型與外加熱加工兩種制造方式。在最新的標(biāo)準(zhǔn)中要求彈簧鋼平面扁鋼的厚度最大值為40mm，且寬度誤差值在原有1%寬度值的基礎(chǔ)上增加了1.00mm。其中針對(duì)彈簧鋼的化學(xué)成分規(guī)定錳含量應(yīng)為0.7%到1.0%之間，而磷硫含量應(yīng)低于0.025%。基于此，在汽車(chē)制造環(huán)節(jié)應(yīng)用零部件用鋼技術(shù)時(shí)需參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 易切削鋼

易切削鋼在生產(chǎn)時(shí)是以節(jié)約成本、提高切削工藝技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一種鋼種。隨著易切削鋼用量的增加，為了增強(qiáng)其環(huán)保性，針對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修正：要求含錫元素易切削鋼的錫含量應(yīng)保持在0.09%到0.25%之間，并且鉍元素也應(yīng)低于0.1%，但不小于0.04%。只有合理控制好零部件用鋼材料中的元素含量，才能突顯出較強(qiáng)的鋼特性[1]。

2.3 軸承鋼

軸承鋼也是汽車(chē)零部件用鋼中的重要鋼種。其中高碳鉻軸承鋼占比可達(dá)到90%。在最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，要求氧含量應(yīng)≤15ppm。至于鉬元素的含量經(jīng)過(guò)調(diào)整后設(shè)置在低于0.08%范圍內(nèi)。鈦元素的具體含量應(yīng)在0.3%到0.4%之間。當(dāng)汽車(chē)零部件用鋼能夠滿足最新鋼部件規(guī)范時(shí)，可擁有良好的發(fā)展前景。

3 零部件用鋼在汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 推廣高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)

高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)將成為汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要鋼種。由于高品質(zhì)齒輪鋼具有顯著的環(huán)保特性，且投入成本較低，在正式使用后會(huì)產(chǎn)生較為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，由此在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用空間。同時(shí)，高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)在外部熱加工環(huán)節(jié)形變幾率較小，進(jìn)而為汽車(chē)行駛提供較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力。一般情況下，高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用階段應(yīng)從以下兩個(gè)重要指標(biāo)展開(kāi)研究，以便汽車(chē)產(chǎn)業(yè)能夠擁有良好的發(fā)展前景：

其一，淬透性，在制造汽車(chē)零部件時(shí)，應(yīng)對(duì)齒輪鋼的質(zhì)量加以檢測(cè)，若淬透性較高，則代表其質(zhì)量達(dá)標(biāo)，屬于高品質(zhì)齒輪鋼范疇。

其二，純凈度，純凈度能夠直接反映出齒輪鋼的疲勞極限值，進(jìn)而總結(jié)出實(shí)際使用年限。而在齒輪鋼中會(huì)受到內(nèi)部氮?dú)?、磷硫等元素的干擾而對(duì)齒輪鋼受力情況帶來(lái)重大影響。因此，在發(fā)展高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)其富含的元素含量進(jìn)行確定，確保齒輪鋼在汽車(chē)制造業(yè)中發(fā)揮出真正的承載負(fù)荷的作用。其中高品質(zhì)齒輪鋼需將具體的氧含量設(shè)置在低于10ppm范圍內(nèi)，且不宜在其中添加鈦、鈣等元素物質(zhì)。若無(wú)法避免應(yīng)將鈦元素含量保持在0.01%左右，而鈣元素含量應(yīng)不超過(guò)0.0005%，這樣才不會(huì)削弱汽車(chē)零部件性能。

比如在新能源汽車(chē)研發(fā)階段，興澄特鋼在2018年研制出了新能源高品質(zhì)齒輪鋼，由此推動(dòng)了新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的興旺發(fā)展。

3.2 開(kāi)拓汽車(chē)零部件用鋼市場(chǎng)

汽車(chē)零部件用鋼量可占據(jù)汽車(chē)總耗材量的70%，這表示在發(fā)展汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)拓汽車(chē)零部件用鋼市場(chǎng)，促使汽車(chē)無(wú)論從性能還是質(zhì)量上都能獲得較大進(jìn)步。汽車(chē)生產(chǎn)零部件用鋼多半應(yīng)用于汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、油泵、轉(zhuǎn)向懸架、軸承等部分，為了促使汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)能夠獲得更廣闊的發(fā)展前景，還應(yīng)結(jié)合汽車(chē)零部件用鋼情況積極增加用鋼數(shù)量，并根據(jù)汽車(chē)研發(fā)方向確定零部件用鋼品質(zhì)。

以襄陽(yáng)汽車(chē)用鋼市場(chǎng)為例，該地區(qū)汽車(chē)零部件用鋼實(shí)際所需43.5萬(wàn)t。隨著新能源汽車(chē)的推廣，該地區(qū)的用鋼量逐年遞增。目前，襄陽(yáng)地區(qū)所生產(chǎn)的新能源汽車(chē)主要包括東風(fēng)集團(tuán)研發(fā)的高端輕型客車(chē)，現(xiàn)已突破30萬(wàn)輛。而在汽車(chē)種類(lèi)不斷趨于多元化方向發(fā)展的過(guò)程中，汽車(chē)零部件用鋼量除了有所上升外，對(duì)于鋼材品質(zhì)也提出了新的要求。因此，汽車(chē)零部件用鋼在汽車(chē)制造業(yè)發(fā)展中有著至關(guān)重要的作用，需借助用鋼市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)零部件的高質(zhì)量制造。

3.3 打造先進(jìn)裝備鋼制造平臺(tái)

在汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)中應(yīng)用汽車(chē)零部件用鋼還需打造專(zhuān)業(yè)的平臺(tái)，由此幫助汽車(chē)企業(yè)明確當(dāng)前汽車(chē)研發(fā)制造的重要方向。以往在選擇汽車(chē)零部件用鋼的鋼種時(shí)更加側(cè)重于它的穩(wěn)定性、強(qiáng)度等，而今需將側(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到無(wú)毒性、節(jié)能性等方面，這也是新能源汽車(chē)生產(chǎn)的核心目標(biāo)。在該平臺(tái)上可對(duì)各個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)所應(yīng)用的用鋼技術(shù)與制造工藝進(jìn)行細(xì)致分析，確保所生產(chǎn)的汽車(chē)類(lèi)型滿足新時(shí)期環(huán)保節(jié)能需求。一方面，在制造汽車(chē)零部件時(shí)若選擇合理的鋼種將增加50%的汽車(chē)品質(zhì)。尤其在當(dāng)前汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展期間，打造一體化智能平臺(tái)，可幫助汽車(chē)零部件生產(chǎn)商節(jié)約一定的投入成本，并且能提高工作效率，從而滿足當(dāng)前市場(chǎng)上較大的汽車(chē)需求量。只有在具備先進(jìn)的鋼制造平臺(tái)情況下，才能促使汽車(chē)在零部件制造中獲得高品質(zhì)鋼料，以此為汽車(chē)制造業(yè)取得卓越成就創(chuàng)造有利條件。

比如馬鞍山鋼材企業(yè)為了推動(dòng)汽車(chē)制造業(yè)的高效發(fā)展，專(zhuān)門(mén)研發(fā)了高強(qiáng)鋼，促使汽車(chē)制造業(yè)能呈現(xiàn)出輕量化特征。同時(shí)，高強(qiáng)鋼的應(yīng)用還可對(duì)汽車(chē)的抗壓強(qiáng)度起到強(qiáng)化作用。其中應(yīng)用高強(qiáng)鋼生產(chǎn)的零部件可將面板厚度降低1.1mm，從而為汽車(chē)制造業(yè)的升級(jí)改造帶來(lái)了新的動(dòng)力[2]。

3.4 精準(zhǔn)分析汽車(chē)鋼產(chǎn)業(yè)前景

現(xiàn)下汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)主要以生產(chǎn)節(jié)能型汽車(chē)為主要發(fā)展目標(biāo)。不但要求汽車(chē)全面應(yīng)用輕量化、柔性化技術(shù)，而且還鼓勵(lì)各個(gè)汽車(chē)企業(yè)打造自主品牌，由此有效降低汽車(chē)能源損耗，并預(yù)計(jì)將油耗下調(diào)到5.9L/100km。而在這期間還需對(duì)鋼產(chǎn)業(yè)的前景進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，這樣才能促使汽車(chē)零部件用鋼能在節(jié)約成本、提升質(zhì)量的基礎(chǔ)上為新能源汽車(chē)的量化生產(chǎn)提供重要助力。同時(shí)，汽車(chē)零部件用鋼作為影響汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的重要因素，需要不斷進(jìn)行優(yōu)化，以此滿足汽車(chē)生產(chǎn)需求。比如特殊鋼分公司曾為高端汽車(chē)變速箱用鋼研發(fā)了新型齒輪鋼產(chǎn)品，并達(dá)到高達(dá)3萬(wàn)t的出口量，由此為汽車(chē)制造業(yè)的未來(lái)走向提供了重要指引，最終增加了市場(chǎng)活躍度。

從現(xiàn)下汽車(chē)銷(xiāo)量來(lái)分析：在2014-2017年期間，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)屬于上升發(fā)展趨勢(shì)，而自從進(jìn)入到2018年，汽車(chē)銷(xiāo)量明顯下降。到了2019年，汽車(chē)生產(chǎn)量以及銷(xiāo)售量同比下降7.5%、8.2%。在汽車(chē)產(chǎn)量不穩(wěn)定變化環(huán)境里，我國(guó)于2020年上本年，汽車(chē)銷(xiāo)量終于得到了回升，并于6月份增加11.6%，這表明零部件用鋼在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的需求量依舊有著較大的開(kāi)闊空間。為了滿足汽車(chē)銷(xiāo)售的實(shí)際需求，應(yīng)秉承著經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性原則加大零部件用鋼研發(fā)力度，促使汽車(chē)產(chǎn)業(yè)逐漸達(dá)成良性發(fā)展目標(biāo)。至于未來(lái)零部件用鋼在制造業(yè)中的應(yīng)用，具體可從共性技術(shù)方向予以研究。比如對(duì)于合金材料的強(qiáng)度與柔韌度、零部件用鋼的腐蝕影響、疲勞極限等，這些均應(yīng)成為零部件用鋼的重要研究?jī)?nèi)容，以免受零部件用鋼材料的質(zhì)量問(wèn)題干擾，而限制制造業(yè)的興旺發(fā)展。只有零部件用鋼自身材質(zhì)良好，才能對(duì)制造業(yè)的發(fā)展帶來(lái)促進(jìn)作用，否則不但會(huì)影響汽車(chē)的銷(xiāo)售量，而且還會(huì)延緩汽車(chē)裝備制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展速度。對(duì)此，相關(guān)人員應(yīng)充分依據(jù)零部件用鋼特性找到適合的優(yōu)化途徑。我國(guó)汽車(chē)現(xiàn)今已成為大眾普遍的代步工具，甚至在運(yùn)輸業(yè)等方面也有著重大效用，故而要想在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步提升，應(yīng)立足于零部件用鋼質(zhì)量，促使它在汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)中展現(xiàn)出真正價(jià)值，最終滿足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鋼料所需。

4 結(jié)論

綜上所述，在我國(guó)汽車(chē)先進(jìn)裝備制造業(yè)發(fā)展階段，零部件用鋼將作為核心動(dòng)力推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展。同時(shí)，在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中還應(yīng)從高品質(zhì)齒輪鋼技術(shù)、零部件用鋼市場(chǎng)、先進(jìn)裝備鋼制造平臺(tái)、汽車(chē)鋼產(chǎn)業(yè)前景等方面著手，促使我國(guó)零部件用鋼技術(shù)能在未來(lái)汽車(chē)先進(jìn)裝備研發(fā)領(lǐng)域體現(xiàn)出真正的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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