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【轻量化高峰论坛】VAMA CMO Jurgen Cobbaut:新型钢材助力汽车结构轻量化与安全化

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7月12日-13日,“2018中国汽车轻量化产业高峰论坛”在上海隆重举行,论坛以“新技术、新材料、新工艺“为主题,旨在降低汽车自身重量同时提高输出功率、降低噪声、提升操控性和安全性,并对汽车轻量化政策趋势发展、整车轻量化平台化设计方案、关键零部件轻量化技术开发及汽车轻量化多材料应用及成本控制分析等问题展开探讨。


VAMA CMO Jurgen Cobbaut先生

VAMA CMO Jurgen Cobbaut先生介绍了新型钢材在汽车结构轻量化与安全化中应用,以下是演讲实录(有部分删减):

大家早上好,我非常有幸能够听到大家说的,事实上我们可以听到钢材的使用包括还有一些替代材料包括铝合金等等,对于钢材来讲的话,我们也是受到一些相关的科学材料的挑战,我们是以钢材为主,我非常有幸和大家分享一下,VAMA是Arcelormittal在中国的合资企业,我们在市场当中看到很多OEM都是有更高的对于安全可靠性的要求,包括对轻量化。这就是我们今天的主题。

我首先介绍一下VAMA,VAMA是个合资企业,事实上我们是Arcelormittal在中国的合资企业,首先我来介绍一下Arcelormittal,它是世界上最大的钢材制造商,我们在北美、南美都有生产设施和生产基地,我们生产钢材相关的材料,我们也在进行本地化,我们也在中国进行生产和销售。VAMA是我们的合资企业,我们生产汽车用钢,是华菱集团和Arcelormittal在湖南的合资企业,所以我们是贡献了生产设施,这个是华菱集团和Arcelormittal的合资企业,之后通过VAMA又做了一个新的合资企业,非常靠近湖南娄底,这是我们的生产基地,我们有几个销售点,在沈阳、常熟和重庆,当然我们还有些点没有覆盖到,所以我们要填补空白,包括一些焊接方面的解决方案,我们能够很好的向市场推出服务和产品,从而提供一个高性能、高安全的产品。我们把研发基地调至中国,我们是关注于应用,我们和汽车制作商共同合作,做不同材料的相关研究。我们在南美还有欧洲有全球6家实验室,都是汽车行业的材料研究,这些工程团队开发一些不同的产品,我们看到他们有很多研究,包括整车的研究,我们可以看到上面是我们做的一整套的解决方案,包括新的材料,新的钢铁的材料等等。可以用在底盘和座椅进行轻量化的研究,我们看看新型钢材如何处理轻量化和安全化,这是一些更新。在左侧我们叫超高强钢,我们看到左侧和右侧的相关的比较,比如说现在高强钢和右侧的超高强钢。首先是Usibor2000,大家比较熟悉是Usibor1500,用900多的加热温度,进行热冲压。这个在所有的汽车当中都有所应用,现在可以看到市场当中的汽车大多数都是用这样的技术。

包括特斯拉ES3也是使用的这个技术,现在已经上市10年了,现在我们做一个新的牌号,Usibor2000,我们从Usibor1500升级到Usibor2000,拉伸性能更强,Usibor2000要比之前的要强20%以上,它要更强,并且更轻。这个当中有很多的柔性点,所以它是更容易降解,等于说它更软,更柔和。在右侧我们可以看到它的韧性,所以这个在汽车上面使用会更好。我们可以看到在不同牌号当中不同的型号,现在在中国已经有了,我们做了一些相应的改进,我们和中国的OEM和全球的OEM进行不断的提高。看到白车身上面的使用,等一下在这之后还有更加细节的,看到本身门框架、门梁可以使用这个,我们现在用Usibor2000替代Usibor1500。包括VAMA工艺在冲压之前使用,除了热冲压材料我们有冷冲压材料的技术,大家涉及到双相钢是高强度,1180、980、780等等,是减重了,但是我们要加强它的性能,我们在减重的时候不能够妥协质量和性能,所以这个是非常复杂的。我们是不断的产生新的产品的排行榜,使他们同样的成形率和性能,并且有更强的强度,我们叫HF980,它有980的性能同时减重,新的牌号在南美使用,我们现在想导入中国,可以在车身上面进行使用,这些接点都是可以使用的。比如像我们的横梁如果说用这样的材料是很好的。

我们看到奥迪上面有铝合金使用,我们做了一些FF280DP/ 490DP的牌号有很好的表面的光滑度,对于外覆盖件来讲非常重要,我们看到这个上面曲线的说明,这个是OEM对于凹陷性能的要求。我们是0.1的厚度的变形,大概是50牛的压力,这个上面可以说明你应该怎么选取相关的材料,刚度是多少。大概是0.75或者是0.8,这个强度是250兆帕,可以达到FF280,同样的要求可以降低厚度,可以降低到0.4毫米,但是仍旧有同样的性能,也可能产生其他的问题,比如说不够强,又可能会有断裂,所以这样你可以加入新的一些材料来加强它的强度。这个是可以用作奥迪所有的外面板,包括蒙面板上面。现在我们在和OEM进行项目的研究,包括马氏体方面,做这样一个材料,我们现在也是做一个课题,在横梁上面的使用,包括防撞梁上的使用,能够提高强度,并且可以减重。

这个是中高级轿车的使用,这是两种中高级的车,一个是SUV一个是中级轿车,这是我们欧美的研发中心,他们会做样车,用作美国市场,我们看到NHV的要求包括刚度的要求,强度要求还有包括抗腐蚀的要求等等,从而我们可以灵活的改变我们的设计。在同样强度和光框的情况下进行操作,我们通过新的钢的牌号做新的车性,要保证不会有新材料带来风险,这是一个新的SUV,白车身是522千克,总重2.046吨,从而进行降重。如果说520公斤降到420公斤,在白车身和开闭件用高强钢的话,重量可以进一步降低10公斤,这个当中像冲压材料也使用到,可以极大的降低重量,这个是针对SUV的。

这个是中型的SUV,这个上面可能写错了,这个是中高级的轿车,同样的我们也是进行了大量的减重42%,可以减重将近100公斤,对于新的钢材来讲,能够很好的降重,并且不会损失到安全性和防撞性能,同样也是兼容到一些材料,像铝合金等等,这个上面我们是做了一个非常详尽的碰撞的测试,可以非常好的满足碰撞的测试,并且性能会更加好一些。前纵梁的设计,它的DP780,之后我们可以用热冲压的方式来做,从而可以进行相关的优化,进行激光拼焊。包括我们有Usibor1500或者Ductibor500,橘黄色的部分是一个比较柔软的,红色部分是1500是非常硬的部分,能够满足性能,不会损失性能。我们在供应这种钢材的时候我们供应的是这样一个板材,整车厂可以把它拿过去进行进一步的处理和加工,这是门环的情况,这是一体化激光拼焊门环的案例,在今后5年当中这样的材料会用的越来越多。我们现在公司在做这个方面,一些整车厂正处在前期工程的阶段,在今年年底我们会在中国交付第一批钢种,我们和10-12家整车厂进行合作,在今后两年当中我们希望把这样的新的钢材新的材质引入,能够让他们使用,这里要仔细看一下这些更好的性能,这些钢材高延展性的钢材可以更广泛的用到门环上面,我们可以看到在装配的时候可能会带来一些损失,同时会带来更多的成本,所以我们未来的解决方案,我们供应给客户的是整个一个完整一体化的板材,一次性的热冲压就可以成形,能够让制造变得更加的简单,同时能够大大减重,这里我们可以有不同的设计的形状,我们可以看到Usibor这样一个强度非常大,同时Usibor的强度很大,他们现在在用这个钢种,未来引入更多新的材质,将会用到更多的高延展性的钢材,比如说Ductibor1000,在常熟这边的工厂未来会进行很好的焊接进行供应,这里我们可以提供更多的关于整车系列钢铁的解决方案。现在我们在使用现有的钢种未来会推出更多的高延展性的钢种,包括Usibor系列,这是基于我们整车厂客户给我们提出的要求,当然这个过程首先我们根据客户整车厂的要求拿出钢种和材质,同时我们能够在研发过程当中能够让整车厂使用,这些实验是基于Usibor2000的B柱碰撞模拟的实验,左边我们可以看到是零件,是两种不同的钢材制成的,一种是Usibor500还有一个是Usibor1000,现在有更新的钢材,未来将是Usibor1500我们对这样的车子做这样一个热冲压的模拟,热冲压相对于冷冲压来说复杂的多,一旦设计通过验证之后,我们可以来开模,我们和德国的实验室做一些碰撞的实验,对这样材质制成的零件做碰撞的实验。所以我们发现根据我们在德国做的实验的证明,未来新的材质或者钢种将会是一个非常好的解决方案,我也相信未来三年当中Usibor2000这样一个材质或者钢种会被很快的引入到中国来,我讲的非常快,也就是说我想讲到钢材,钢材并没有完全被淘汰,当然的话,我们作为非常大的钢铁企业来说,我们永远要拿出新的钢材或者新的钢种的牌号,能够达到整车厂的减重,我们不仅仅提供一些材质或者简单的产品,我们提供的是完整的解决方案,我们希望和大家未来能够有更多的合作。

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