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【微合金专访】首钢技术研究院薄板研究所副所长陈斌:“多面”的首钢汽车板

时间:2019-02-28编辑: 点击率:

《微合金化技术》杂志开展了汽车行业资深专家专访专题活动,本专题活动与中国汽车材料网联合实施,探讨中国汽车行业发展、轻量化、新材料开发及应用等主题,力争促进我国汽车行业技术进步和促进中国制造2025。本期我们有幸请到了首钢技术研究院薄板研究所副所长陈斌,与行业同仁交流分享首钢汽车板的发展现状与技术突破。    首钢技术研究院薄板研究所副所长陈斌      从无到有的首钢汽车板      首钢始建于1919年,迄今已有近百年历史。为适应北京市发展需要,首钢在京钢铁产业整体搬迁转移,在曹妃甸和迁安新建了两个生产基地。从搬迁之初到现在初具规模,首钢汽车用钢的发展是一步一个脚印。      短短几年,首钢汽车板实现了从无到有、从低端到高端、从“跟随”向“领跑”转变。“2009年首钢第一卷冷轧汽车板投放市场,当年产销量只有10万余吨,客户结构单一;2013年首钢汽车板的产销量突破百万吨,客户逐渐向自主合资品牌扩展,并实现800MPA及以下强度级别产品全覆盖;2015年成为宝马、奔驰、大众、通用、福特、神龙、北京现代等合资品牌及吉利、长城、长安等自主品牌的主要供应商;2016年增强成形性双相钢DH590-GI产品实现国内首发,1000MPa级产品实现大批量商业化供货;2017年,首钢冷轧汽车板实现了重大的突破,累计达到1500万吨以上,增强成形性双相钢DH780-GI产品实现国内首发;2018年,首钢汽车板的产品和结构进一步优化,冷轧汽车板实现1200MPa及以下全覆盖,镀锌汽车板实现1000MPa及以下全覆盖,热成形钢进行了1800MPa和2000MPa产品的试制;启动锌铝镁镀层、铝硅镀层产品的开发,目前首钢已经与国内外70多家OEM厂商和零部件供应商建立了长期的合作关系,实现了多家国外OEM厂商的批量出口供货。”陈斌在介绍中说道。      稳中求进的首钢汽车板      首钢坚持自主创新、厚积薄发,聚焦“制造+服务”,扎实提升高端制造能力,稳步提高技术服务实力。陈斌特别提到,为贯彻国家“绿水青山就是金山银山”的指示,“十三五”期间环保风暴席卷各行各业,汽车行业污染物排放和节能降耗的要求也在提高。首钢汽车板“镀锌、高强、外板、轻量化”的发展战略契合了国家的指示要求。在优化第一代先进高强钢产品的同时,首钢积极推进第三代先进高强钢的开发,重点研发了DH、QP等先进高强钢并推广应用,为实现2020年整车排放百公里5L的目标,做好轻量化材料的储备;在镀层产品方面,稳步提升GI和GA镀层产品的市场占有率,做好ZM镀层产品在OEM厂商的推广应用工作,同时积极推广Al-Si镀层热成形钢产品。      目前首钢在国内不同区域已经建成12个加工中心,同时还有多个在建项目,可以为不同区域客户提供剪切加工配送服务,解决客户的后顾之忧。此外,首钢为加强与北汽集团的战略合作,拓展产业链和服务用户,在北京顺义建立了一个零部件生产基地,服务于北汽、北京奔驰等, 2017年首钢被北京奔驰汽车评为最佳供应商。      合作共赢的首钢汽车板      随着汽车轻量化技术的发展,新材料新工艺不断被应用,含铌汽车用钢的应用量越来越高,达到了整体汽车用钢的1/3以上。中信金属的铌产品业务、钢材产品业务与汽车行业密切相关,其中每年应用在汽车领域的铌产品销售额超过10亿元人民币。首钢与中信金属的合作比较早,在首钢汽车用钢开发之初,就与中信金属股份有限公司进行合作,随着首钢汽车用钢的发展,与中信的合作也越来越深入。      目前,首钢的高强汽车用钢产品部分是采用Nb微合金化,通过Nb元素的添加,产品性能得到明显提升,目前首钢含Nb先进高强冷轧汽车板产品,已经用于奔驰、大众、神龙、吉利、长城等国内外合资和自主品牌的白车身上;含Nb热轧汽车用钢产品成功应用于福田戴姆勒、一汽解放、宇通客车等企业的底盘和车身上。2013-2014年,首钢含铌热镀锌双相钢开发项目获得了中信铌钢技术进步奖,该项目解决了原始材料合金成本过高,材料的局部成形性能不佳,多次出现冲压边部开裂状况等问题,实现了双赢的局面。“首钢非常重视与中信金属的合作,2017年签订了多项汽车用钢合作项目。随着汽车市场需求的变化,对钢铁材料的性能提出了越来越高的要求,随着我们对Nb元素在钢中的作用机理研究的深入,我们相信在未来汽车用钢的开发中,Nb微合金化汽车用钢必将在汽车工业中扮演更加重要的角色。”陈斌补充道。      敢于创新的首钢汽车板      除了传统的纯锌镀层、锌铁合金镀层、铝硅镀层之外,首钢还在新型镀层汽车板产品方面进行了开发。陈斌解释道:“由于欧美地区对于整车的耐蚀性要求比较高,因此在VDA标准中包含有ZM镀层产品,也就是我们常说的锌铝镁镀层(ZM)产品,目前这种镀层产品在国内应用还比较少,只有少数高端合资品牌使用。而首钢由于产品结构的调整以及技术水平的提升也逐渐涉及这一镀层产品的开发。与纯锌镀层相比较,ZM镀层产品是在锌液中添加一定量的Al和Mg元素,因此镀层中除了具有纯锌相以外,还具有Zn-Mg-Al共晶相组织。与纯锌镀层相比较,ZM镀层产品具有很多优点,比如具有更好的耐蚀性能,70g/m2的ZM镀层产品与100g/m2的纯锌镀层产品相比较,其耐盐雾腐蚀的能力大幅提高;ZM镀层产品的冲压性能也要优于纯锌镀层产品,其表面摩擦系数要比纯锌镀层低,冲压过程中不易发生镀层的剥离;此外与纯锌镀层相比,在焊接、涂装、胶接等领域,ZM镀层产品具有很好的兼容性,在上述使用工况下,工艺无需做过多的调整。”首钢从2015年开始进行ZM镀层产品的开发,目前已经实现了ZM产品的批量供货。      优化升级的首钢汽车板      根据国家政策导向及出台的一系列控制和规范改装车车重的管理办法(新国标1589),商用车轻量化已是大势所趋,在此背景下,首钢加强商用车轻量化用热轧汽车结构用高强钢的研发及推广力度,成功开发了高强车架、车轮、车厢、车桥、轴管、方管用钢等。首钢大梁钢实现了日标、欧标、德标、国标全系列产品的覆盖,产品成功应用于北汽福田、一汽解放、中国重汽、江淮汽车等国内大型重卡生产制造企业。首钢车轮钢连续多年市场占有率国内第一,完成了低碳微合金化钢、超细晶粒钢、双相钢的研发,实现了对Maxion(全球最大)、正兴、兴民、日上等客户的供货。      针对乘用车底盘用钢,首钢开发了优异性能、高表面质量的热轧酸洗板。经过多年的发展,首钢在产品开发、技术服务、客户认证等方面实现了较大跨越。目前,首钢已经实现了市场需求的800MPa及以下级别低合金高强酸洗板的全覆盖。首钢又大力开发具有良好综合性能的先进高强度钢(AHSS),如780MPa级高扩孔钢成为某合资品牌极轻副车架唯一指定用钢;800MPa级复相钢成为某高端汽车底盘核心零部件控制臂用钢的唯一供应商。      “首钢希望通过钢铁材料的高性能化大力促进乘用车底盘零件的功能化、整车轻量化和高安全化。同时,首钢酸洗板大力提升“制造+服务”能力,具备为用户提供产品成形技术支持、模具改进等服务能力,具备结构与工艺优化仿真和性能分析评价能力,能够向汽车主机厂提供乘用车底盘零部件结构失效分析、结构优化、制造技术优化、材料优化等的整体解决方案。”2018年,首钢汽车用酸洗板再创新高,已实现奔驰、一汽马自达、启辰、神龙、长城等主机厂及本特勒、海斯坦普、奥托立夫、慕贝尔等世界知名配套厂供货。      客户至上的首钢汽车板      材料供应商先期介入(EVI, Early Vendor Involvement)的服务模式就是材料供应商为汽车厂提供从设计到量产全过程的技术支持。首钢汽车用钢EVI的发展是在不断识别汽车厂需求的过程中,建设和提升自身的技术能力,从单一的专项技术或单一零部件向整车EVI发展的过程,目前首钢建立了完善的汽车用钢EVI组织管理和实践模式,采用汽车厂及零部件配套企业同步的工作模式,和用户共建一个团队,派驻用户,共同办公。另外,首钢可以在车身材料解决方案、成形性能分析、零件成形特征及参数敏感性分析、模具设计成本控制及质量控制、应变分析、焊接方案设计、失效分析(焊接、涂镀、成形)、通过技术手段降低成本等多个方面为客户提供解决方案。      未来,首钢继续坚持EVI的工作理念,坚持以用户为导向,发挥产销研协同效应,加快重点产品和关键技术的研发与突破,加强汽车用钢装备技术和制造技术的研发投入,加快研发成果的产业化转移,不断满足用户的特殊需求。首钢将以绿色制造与制造绿色为目标,提升首钢汽车用钢的品牌价值与首钢文化的软实力。      专家介绍:      陈斌,首钢技术研究院薄板研究所副所长。2008年博士毕业于北京科技大学,同年进入首钢技术研究院,一直从事首钢板材产品研发。
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