精冲材料的未来发展与相关辅助装备

2015-06-22陈璐纪海岩常熟宝升精冲材料有限公司

锻造与冲压 2015年8期

文/陈璐，纪海岩·常熟宝升精冲材料有限公司

精冲材料的未来发展与相关辅助装备

文/陈璐，纪海岩·常熟宝升精冲材料有限公司

陈璐，精冲材料研发工程师，主要从事钢铁类精密冲压材料的工艺研发与现场品质管控工作，有十年的精冲材料生产研发经验。

改革开放至今，中国经济始终保持7%左右的增长率，大有取代美国成为世界第一经济体的趋势，自加入世贸以来，全球制造业的中心不断向中国转移，加之近十年中国汽车产业的迅猛发展，我国已经进入了精冲行业的高速发展期，精冲材料作为汽车零部件成形的输入端口，重要性已经不言而喻。越来越多的国内外企业已经意识到精冲材料本土化采购对于企业未来发展的重要性，宝钢鉴于精冲材料的发展趋势与前景，逐渐意识到材料的本土化供应的紧迫性，正在经历从规模化发展模式延伸到集约型高附加值模式的转变。

未来精冲材料的特点

厚规格材料将异军突起

随着精冲设备的更新换代，模具技术水平的大幅提升，镀层技术与油品技术的发展，之前传统的锻压、机加工、浇铸等实现产品的手段，未来将可能通过厚规格材料的精冲工艺来实现。采用精冲工艺，不仅仅能提升生产效率，而且还有效节约了成本。预计未来1～2年内，8～12mm左右的厚规格材料将呈现一个快速的增长期。

材料强度不断提升

汽车轻量化如今已经成为汽车领域不断发展的风向标，在追求低碳环保经济的今天，如何通过减重来降低车辆的油耗是每个车企不断探索的方向。以一辆乘用车为例，重量平均要在1.2t左右，而1.2t车重的约85%来源于钢板的重量，这些钢板则主要来自于车身结构件（如底盘、发动机、变速箱、座椅等），通过研发高强度的材料，不仅可以提高车辆主动安全性，而且可以降低精冲材料的厚度，有效地降低车重。可以预见，未来5～8年内，一些特殊处理的中高碳钢、合金钢、冷成形汽车高强钢，还是会占主导地位。

技术发展对未来精冲材料的要求

中国的冲压辅助行业随着冲压行业的长足进步，不断的发展，涌现出了越来越多做电气设备一体化的公司与工作室，未来传统的人工送料将全面被自动送料系统、机械手等取代，这也对精冲材料提出了越来越高的要求。宝钢相关部门对冲压行业进行调研后得知，目前做精密零件的设备主要有三种：⑴精冲机及精冲模具，这是目前所了解的效率最高最先进的产品实现手段；⑵大吨位高速冲床配合精密模具，普遍应用于仅对产品功能面有要求而对产品冲裁面光亮带要求不高的场合；⑶多台冲床组合成连续生产线，通过机械手导轨等手段配以PLC自动控制系统，也可以有效提升冲压的效率。以上三种冲压生产模式对材料的要求非常苛刻，材料的厚度精度将影响成形的一致性、精密模具的冲次，良好的表面质量可以降低后续处理的成本，优良的加工性能又是材料成形、模具寿命的基础。因此，高精度的尺寸，良好的表面质量，优良的加工性能成为评判精冲材料优劣的标准。未来必须要有良好的材料与冲压设备、模具做匹配，打破传统用模具去迁就材料不足的颓势。

图1 计算机图像数据处理流程图

图2 轧机前后窥AGC系统监测结果

精冲材料制造业的发展

2006年以前，国内精冲设备凤毛麟角，大家对于精冲材料生产领域也一知半解，同行大都趋之若鹜的集中于薄板材料的开发与研究，部分民营企业由于自身发展需要，开始了小批量特殊钢的生产，这就是精冲材料的雏形。作为中国精冲材料生产领域的探路者，他们生产的精冲材料离真正的精冲用钢的要求还相差甚远，原料稳定性、热轧材带状组织、夹杂物、有害元素控制，及自身设备精度控制、中高碳钢合金钢球化率、表面外观质量等问题，一直为外资企业诟病，让中国精冲材料的口碑蒙上了一层阴影，未来如何解决这些不足还是需要业内同心努力。

未来在线表面检测技术应用于精冲材料的检验

如今随着硬件摄像头技术及相关软件技术的不断发展成熟，在带钢的生产过程中利用高速摄像头截取缺陷图片，再通过计算机与缺陷数据库比对，可以有效地检测出每卷带钢的缺陷比例范围，比人工比对更加有优势与可信度，对汽车产业的今天显得尤为重要。图1所示是计算机图像数据处理流程图。

未来轧机前后窥AGC系统将成标配

未来轧机将均配备有前后窥AGC自动厚度控制系统，配合弯辊技术保证轧制过程中材料厚度的横向精度与纵向精度，通过激光测厚技术的辅助，未来无须担心材料射线测厚的辐射和测量量程的问题。图2所示是轧机前后窥AGC系统监测结果显示。

全氢罩式退火炉应用

中高碳钢合金钢由于材料中锰、合金元素含量高，导致在氢氮混合的炉子内退火后容易形成板材的色差，而全氢气作为还原性气体，分子量较小，活性和还原性可以有效地防止材料退火后的色差，让炉内气氛更加均匀，从而保证良好的球化效果，让材料的力学性能更加稳定，减小客户在冲压过程中因为色差造成的外观不良，提升产品的档次感。