2024 第四届车身大会：铝硅镀层热成形钢需求持续增长，安赛乐米塔尔积极布局生产产线

铝硅镀层热成型钢自上世纪 90 年代末发明以来，这些年来发展迅速，2006 年首先被欧洲某车企采用，随后在欧美市场广泛应用，到 2011 年用量达到 50 万吨。随着中国汽车市场的崛起，其用量快速增长，2018 年突破 300 万吨。随后汽车行业向轻量化、电动化转型，铝硅镀层热成型钢需求持续增长。

2024年4月26日，在2024第四届汽车车身会议上，安赛乐米塔尔汽车用钢有限公司高级客户技术支持工程师李久茂谈到了如何满足汽车行业对铝硅涂层热成型钢日益增长的需求。为了满足日益增长的需求，安赛乐米塔尔在不同地区的工厂布局了铝硅涂层热成型钢生产线，并在不同地区提供铝硅涂层热成型钢材料加工服务，包括下料、激光拼接和焊接服务。

近半年来，在不少新车型发布会上，我们都听到过全球最高强度高强钢、核潜艇级高强钢的消息，基本都是指第二代铝硅镀层热成型钢Usibor®2000，这款产品能在新车型的产品竞争力方面给客户带来实实在在的利益。Usibor®从第一代Usibor®1500进化到第二代Usibor®2000，强度提升了500MPa，而材料韧性下降非常小，是未来应用的一个很好的替代方案，还能减轻10%的重量。对应的软区材料Ductibor®系列从第一代Ductibor®500进化到第二代Ductibor®1000，强度提升了一倍，但碰撞韧性和折弯角度还是很好的。 使用Ductibor®1000替代Ductibor®500可以减轻零件重量25%以上。

李久茂 | 安赛乐米塔尔汽车板有限公司高级客户技术支持工程师

华安钢宝利投资有限公司产品经理刘帅介绍了铝硅涂层热成型钢激光焊接多部件一体化解决方案，刘帅表示，之所以引入铝硅涂层热成型激光焊接技术，是基于主机厂的普遍诉求，第一，提高抗碰撞性能；第二，减少车身结构用料厚度，减轻重量；第三，减少材料浪费，从而降低成本。

刘帅| 华安港宝利产品经理

以下为演讲摘要：

铝硅镀层热成型钢的发展历史

李久茂：铝硅镀层热成型钢自上世纪九十年代末发明以来，这些年得到了快速的发展，2006年首先被欧洲某车企采用，随后在欧美市场广泛应用，到2011年使用量达到50%，随着中国汽车市场的崛起，其使用量快速增长，2018年突破300万吨，随后汽车行业向轻量化、电动化转型，铝硅镀层热成型钢需求持续增长，尤其值得注意的是，我国自主品牌汽车销量与热成型钢使用量都在快速增长。

安赛乐米塔尔作为全球领先钢厂，已在多地部署产线、扩大产能，以满足汽车行业对铝硅涂层热成型钢的强劲需求，同时还提供配套的材料加工服务，新增一条铝硅涂层热成型钢生产线，进一步提升产能。

在产品研发方面，我们不断创新，第一代铝硅镀层热成型钢Usibor®1500获得成功，第二代产品的研发早在十多年前就开始，并在多地工厂试生产，将技术方案固化并引入VAMA，并迅速实现国产化。

新一代热成型钢的开发目标是在保留上一代铝硅镀层热成型钢优点的基础上，进一步提高汽车零部件的强度、减轻重量，同时保证材料的碰撞韧性和抗氢脆性能，并适应现有的热冲压工艺和生产线。

安赛乐米塔尔已推出两代铝硅涂层热成型钢产品，第三代产品也即将上市，两代产品分为Ductibor®和Usibor®两个系列，分别应用于汽车车身的不同区域。新一代材料强度和韧性均有显著提升，为汽车轻量化提供有力支撑。

Ductibor®、Usibor®系列产品介绍

Usibor®2000的强度达到核潜艇的水平，研发过程中我们精心调整成分，在提高强度的同时，保持材料韧性与抗氢脆性能的平衡，最终选择了高碳、低锰、微合金含量较高的材料，经过热冲压和涂层处理后，其屈服强度可超过1400MPa，抗拉强度可达1800MPa以上，弯曲角度可达40度以上。

图片来源：演讲者资料

Usibor®2000目前已在全球实现工业化，国内VAMA工厂于2019年完成工业化生产，2020年初开始批量供货。在追求高强度的同时，我们也注意到高碳含量可能带来的焊接问题。如焊接性能下降、延迟开裂风险增大、韧性降低等问题。但Usibor®2000综合性能优异，成功解决了这些问题。

对于材料的韧性评价，我们进行了烘烤前后的弯曲角度测试，得出Usibor®2000在烘烤后韧性进一步提高，满足车身对材料的高要求。同时，我们对其抗氢脆性能进行了深入研究。通过四点弯曲评价法，试验结果显示，Usibor®2000AS热压后材料基体中的自由氢含量小于0.5PPM，能够通过四点弯曲氢脆试验，满足车身部件的使用要求。

我们始终走在热成型钢行业的前列，自2017年第二代产品上市以来，国内同行迅速跟进，但我们的Usibor® 2000凭借抗氢脆性能的明显优势，得到了市场的广泛认可。

另一款值得介绍的产品是Ductibor®1000，这是新一代软区材料，强度超过1000MPa，韧性极佳，可与Usibor®系列组合使用，也可单件冲压使用。烘烤后其屈服强度可达800MPa以上，抗拉强度可达1000MPa以上，弯曲角度可达80度以上。VAMA于2018年完成工业化生产，2019年实现稳定批量供货。

Ductibor®1000在高强度和高韧性方面具有突出的优势，从拉伸曲线对比图可以看出，其断后伸长率与Usibor®1500相近。但在三点弯曲试验中，Usibor®1500在压下90mm时出现断裂，而Ductibor®1000在压下120mm时没有断裂。这充分证明了Ductibor®1000的材料韧性要比Usibor®1500好很多。这也提醒我们在评价热成型钢材料时，不能只注重拉伸性能，同时也要关注能体现零件性能的弯曲角度参数。

图片来源：演讲者资料

自2017年起，我们与国内客户紧密合作，对这两种材料进行了深入的研究和应用，提供材料供客户测试，并分享了丰富的性能数据、冲压模拟曲线卡和碰撞安全失效卡，支持客户从原材料到整车层面进行全方位的验证认证。同时，我们积极参与客户新车开发的材料选型、结构设计优化及多部件集成方案设计，提供多维度的技术支持。

经过不懈努力，第二代产品于2019年在国内率先量产，并逐步被更多新车型采用，如今，使用第二代铝硅涂层热成型钢的车型正在陆续上市。

在材料应用解决方案领域，安赛乐米塔尔也走在了前列。自2010年起，安赛乐米塔尔每年都会针对不同的车型推出S-in motion®钢铁概念解决方案，涵盖轿车（A级、B级）、SUV、轻卡、皮卡等车型。这些解决方案将先进的高强钢材料及应用解决方案融入车身设计中，实现轻量化与安全性的极致平衡。随着汽车行业的电动化趋势，我们还推出了针对插电式混合动力、纯电动等车型的解决方案。

三年前，我们推出了纯电动SUV的钢铁材料概念解决方案，整车大量采用先进高强钢，铝硅涂层热成型钢占比高达33%。这些先进材料和激光焊接技术的应用，让车身在轻量化、安全性方面达到了极高的水平，同时也提高了经济性。

激光焊接白车身结构件综合解决方案

刘帅：接下来我给大家介绍一下基于铝硅涂层热成型材料的激光焊接白车身结构件一体化解决方案。目前铝硅涂层热成型材料市场面临着技术和价格的双重竞争，焊接一体化解决方案也在市场上不断演进。不过这种竞争也带来了机遇。在国内，我们看到主机厂在早期一体化解决方案，比如门环应用方面，创新步伐已经超越了国外同行。同时，我们也在积极研发、试制双门环或者下车身一体化等更先进的一体化解决方案，力争缩小与国际领先车厂的差距，实现其共同应用。

热成型激光焊接解决方案诞生于1984年，经过近四十年的发展，我司于2016年推出的铝硅涂层热成型激光焊接技术，得到了主机厂的广泛认可，其优势在于可以满足主机厂的各类需求：通过连续对接焊实现更平稳的力传递，提高碰撞性能；通过使用先进的热成型材料提高材料强度、减少结构厚度，减轻整车重量；利用激光焊接优化材料利用率，减少浪费，节省成本。该方案目前已在国内外主机厂车身结构件上部，如车辆上部AB柱、车辆下部前后纵梁等得到广泛应用，尤其是激光焊接门环方案得到广泛认可。

MPI车身一体化解决方案基于铝硅涂层热成型材料、热成型激光焊接工艺和热冲压成型工艺三个核心点。热成型材料可以避免复杂形状成型的难度，激光焊接可以实现预成型连接。我们在2016年首次引入热成型激光焊接门环概念，并成功实施了多个国产化项目。门环解决方案可实现多部件一体化冲压，减轻重量，提高碰撞性能，节省模具投资。

图片来源：演讲者资料

我们以RDX项目为例，展示激光焊接热成型门环的量产应用，该项目全寿命周期无质量问题，碰撞效果优异。该车型采用激光焊接双门环设计，形成双环结构，强化了门槛区域，该设计与国际电动车厂商的先进理念一致，彰显了我们在热成型激光焊接领域的领先地位。

蓝图梦想家的门环技术目前在国内处于领先地位，特别是在B柱上采用了Ductibor®1000和Usibor®2000材料，我们与主机厂和供应商合作，成功将2000MPa材料引入门环本体，解决了连接问题，并通过了多级验证，预计2025-2026年该材质的门环将实现量产。

去年北美某电动车厂商宣布量产内外双门环，我们也供应了相关的激光板材双门环，它的优点是将零部件一体化，减轻重量约10公斤，而且焊接环节明显减少，节省了近250个焊接点。

另外，我们还探索了下部车身的一体化解决方案，利用冲压焊接结构实现一体化集成，形成H型或类似结构。整体工艺简单高效，无需调整热冲压供应链，降低成本和运费。

（以上内容来源于2024年4月26日安赛乐米塔尔汽车板有限公司高级客户技术支持工程师李久茂与华安钢宝利投资有限公司产品经理刘帅在2024第四届车身大会《第二代铝硅镀层热成型钢产品介绍及应用》的主题演讲）。