2018 中国汽车轻量化产业高峰论坛在沪举行,探讨轻量化政策趋势等问题
7月12日至13日,“2018中国汽车轻量化产业高峰论坛”在上海举行,论坛以“新技术、新材料、新工艺”为主题,围绕减轻汽车自重的同时提高输出功率、降低噪音、提高操纵性和安全性等问题展开研讨,并就汽车轻量化政策发展趋势、整车轻量化平台设计、关键部件轻量化技术开发、汽车轻量化多材料应用及成本控制分析等问题进行了探讨。

VAMA首席营销官Jurgen Cobbaut先生
VAMA首席营销官Jurgen Cobbaut先生介绍了新型钢铁材料在汽车轻量化、安全化结构中的应用,以下为演讲实录(部分内容删除):
大家早上好,非常荣幸听到大家说的这些,其实我们能听到钢铁的使用,还有一些替代材料,包括铝合金等等,对于钢铁,我们也受到一些相关科学材料的挑战,我们主要是钢铁。非常荣幸跟大家分享,VAMA是安赛乐米塔尔在中国的合资企业,我们看到市场上很多主机厂对安全性、可靠性的要求越来越高,包括轻量化,这是我们今天的主题。
我先介绍一下VAMA,VAMA是一个合资企业,其实我们是安赛乐米塔尔在中国的合资企业。首先我介绍一下安赛乐米塔尔,它是全球最大的钢铁制造商,我们在北美和南美都有生产设施和生产基地,我们生产钢铁相关的材料,我们也在本地化,我们也在中国生产和销售。VAMA是我们的合资企业,我们生产汽车用钢,它是华菱集团和安赛乐米塔尔在湖南的合资企业,所以我们贡献了生产设施,这是华菱集团和安赛乐米塔尔的合资企业。后来我们通过VAMA成立了一个新的合资企业,离湖南娄底很近,这是我们的生产基地,我们在沈阳、常熟和重庆都有几个销售点,当然还有一些点我们还没有覆盖到,所以我们要填补空白,包括一些焊接解决方案,我们可以很好地向市场推出服务和产品,从而提供高性能、高安全的产品。我们把研发基地搬到了中国,我们注重应用,我们跟汽车厂商合作做不同材料的研究,我们在南美和欧洲有6个实验室,都是做汽车行业的材料研究,这些工程团队开发不同的产品,我们看到他们有很多的研究,包括整车的研究,我们可以看到上面是我们做的一整套解决方案,包括新材料,新钢材等等,它可以用在底盘、座椅的轻量化研究上,我们再看看新钢材是怎么处理轻量化和安全的。这些是一些更新,左边我们叫它超高强度钢,我们看到左边和右边有相关的对比,比如现在的高强度钢,右边是超高强度钢,第一个是Usibor2000,也就是大家比较熟悉的Usibor1500,它采用900多的加热温度来进行热冲压,这个是所有汽车上都有用到的。现在我们可以看到市场上大多数的汽车都采用了这种技术。
特斯拉ES3也是用这个技术,它上市已经有10年了,现在我们在做一个新牌号,Usibor2000,我们把Usibor1500升级到Usibor2000,它的拉伸性能更强,Usibor2000比之前的强20%多,更结实,更轻,里面有很多柔性点,所以更容易降解,也就是说它更软,更温和。右边我们可以看到它的韧性,所以用在车上会更好,我们可以看到不同牌号的不同车型,现在在中国有卖,我们做了一些相应的改进,我们在跟中国OEM、全球OEM不断改进,看白车身上的使用,后面会更详细,看门框、门梁都可以用这个,我们现在用的是Usibor2000,而不是Usibor1500。包括冲压前用的VAMA工艺。我们除了热冲压材料,还有冷冲压材料技术。双相钢是高强度的,1180、980、780等,是减重了,但是我们要提升它的性能。减重的时候不能牺牲质量和性能,所以这个很复杂。我们不断生产新的产品牌号,让它们有同样的成形率和性能,有更强的强度。我们叫它HF980,有980的性能,同时又减重了。这个新牌号在南美有使用,我们现在要进口到中国,用在车身上,这些关节可以用到。比如我们的大梁如果用这样的材料做的话,就很好了。
我们看到奥迪用的是铝合金,我们做了一些FF280DP/490DP等级,表面光洁度很好,这对于外饰板来说很重要。我们可以看到上面的曲线,这是OEM对凹痕性能的要求。我们的厚度变形是0.1,压力大概是50牛顿。这可以解释你应该如何选择相关的材料,刚度是多少。大概是0.75或者0.8,强度是250MPa,可以达到FF280。同样的要求,可以把厚度降低到0.4mm,但仍然有同样的性能,也可能会带来其他问题,比如强度不够,可能会有断裂,所以可以增加一些新的材料来加强它的强度。这个可以用于奥迪所有的外饰板,包括仪表板。现在我们正在和OEM进行项目研究,包括马氏体,做这样的材料。我们还正在进行一个项目,将其用于梁上,包括防撞梁,以提高强度并减轻重量。
这个是针对中高端轿车的。中高端车有两种,一种是SUV,一种是中型轿车。这是我们在欧洲和美国的研发中心,他们会针对美国市场做样车。我们看到NHV的要求有刚度要求、强度要求、耐腐蚀要求,所以我们可以灵活地改变设计。在强度不变、车架轻的情况下,我们用新的钢材牌号做新的车性能,确保不会有新材料带来的风险。这个是新款SUV,白车身522kg,总重2.046吨,这样可以减轻重量。如果520kg减到420kg,如果在白车身和开合部位都用高强度钢的话,重量还可以再减轻10kg。这里面还用到了冲压材料,可以大大减轻重量。这个是针对SUV的。
这是中型SUV,这个可能写错了,这是中高端轿车,我们还做了42%的减重,可以减重近100公斤。对于新型钢材来说,可以很好的减重,又不损失安全性和防撞性能。而且它跟一些材料也是兼容的,比如铝合金等等。我们在这个上面做了非常详细的碰撞测试,可以很好的满足碰撞测试,性能会更好。前纵梁的设计是DP780,之后我们可以用热冲压做相关的优化,进行激光焊接,我们有Usibor1500或者Ductibor500,橙色部分比较软,红色部分是1500,是非常硬的部分,可以满足性能,又不损失性能。我们在供应这种钢材的时候,供应这样的板材,整车厂可以拿去进一步加工、加工。门环就是这种情况。这就是一体化激光焊接门环的情况。在未来五年内,这样的材料会得到越来越多的应用。我们公司目前正在致力于这方面的工作。一些汽车制造商正处于工程的早期阶段。今年年底,我们将在中国交付第一批钢种。我们正在与10-12家汽车制造商合作。在未来两年内,我们希望推出这样的新钢种和新材料,以便他们能够使用它们。我们需要更仔细地研究这些更好的性能。这些具有高延展性的钢材可以在门环上得到更广泛的应用。我们可以看到,在组装过程中可能会有一些损耗,同时会带来更多的成本。因此,我们未来的解决方案是,我们为客户提供可以通过一次性热冲压成型的完整一体化板,这可以使制造更简单,并大大减轻重量。在这里我们可以有不同的设计形状。我们可以看到Usibor非常坚固。同时,Usibor非常坚固。他们现在正在使用这种钢种。未来会引入更多新材料,使用更多高延展性钢材,比如Ductibor1000,常熟工厂以后焊接和供货会更好,这里我们可以为整个车系钢材提供更多的解决方案。
我们现在用的是现有的钢种,未来会推出更多的高延展性钢种,包括Usibor系列。这是基于我们整车厂客户提出的要求。当然在这个过程中,我们首先根据客户整车厂的要求来提出钢种和材料,同时在研发过程中可以让整车厂使用。这些实验是基于Usibor2000的B柱碰撞模拟实验。左边我们可以看到零件,是用两种不同的钢做成的,一种是Usibor500,一种是Usibor1000。现在有更新的钢种,未来会是Usibor1500。我们对这样的车做一个热冲压模拟。热冲压比冷冲压复杂得多。设计验证通过后,就可以开模了。我们和德国实验室对用这样的材料制成的零件做了一些碰撞实验。所以我们发现根据我们在德国做的实验,新的材料或者钢种未来会是一个非常好的解决方案。我也相信在未来三年内,像Usibor2000这样的材料或者钢种会很快被引入到中国。我讲得很快,就是说我讲钢铁的时候,钢铁还没有完全被淘汰。当然,作为一个非常大的钢铁公司,我们一直会拿出新的钢材或者新的钢种,为整车厂实现减重。我们不只是提供一些材料或者简单的产品,我们提供的是完整的解决方案。我们希望未来能和大家有更多的合作。
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