锌铝镁镀层汽车板应用分析

2020-10-10

世界有色金属 2020年13期

关键词：产线耐蚀性高强

(马鞍山钢铁股份有限公司，安徽马鞍山 243003)

汽车产业已经迈入品牌向上、高质量发展阶段，对汽车用钢材耐蚀性能研究必须加以重视。本文通过对汽车用高强钢材料组织、性能等分析，可以看出锌铝镁镀层可以有效提高加工性和耐蚀性。

1 高强钢市场分析

1.1 热成形钢

热成形钢用于汽车A、B、C柱及内部防撞杆等安全件。基于汽车轻量化、高强化要求，预计2021年汽车用热成形钢零件用量将达到10亿件，前景可观。

目前热成形钢的市场需求量约120万吨/年，其中涂层板约80万吨/年，裸板和镀锌板约为40万吨/年。国内铝硅镀层热成形钢产线有6条，年供货能力超100万吨，总产能超市场需求。热成形钢规格如下：

厚度为0.8mm～2.65mm（部分车型使用酸洗热成形钢，最大厚度3.5mm），其中1.0mm～2.0mm需求占90%；宽度为700mm～1800mm，其中小于1400mm、1400mm～1600mm和大于1600mm三种宽度规格各占1/3。

安赛乐米塔尔、宝武产线可生产1800mm宽度规格，基本覆盖市场需求；唐钢产线宽度较窄，仅能覆盖40%的宽度规格。

1.2 冷成形先进高强钢

冷成型先进高强钢通过相变强化，种类有双相钢（DP）、马氏体钢（MS）、复相钢（CP）、淬火配分钢（Q&P）。其中DP钢用量最大，QP钢用量低于10万吨/年，以冷轧QP钢为主。

抗拉强度780MPa以上的双相钢、复相钢、QP钢、马氏体钢以及热成形后抗拉强度超过1300MPa的热成形钢已批量应用，各类产品组织性能特点及典型应用如表1所示。

表1 各类超高强钢产品的性能特点与典型应用

用于形状比较复杂的结构件和安全件。

根据世界钢铁协会未来钢制车身（future steel vehicle）的设计方案，119个车身零件中，使用抗拉强度≥980MPa的超高强钢的零件共计41个，单车超高强钢用量为81.2Kg，占车身用钢量4成以上。预计2022年连退、镀锌超高强钢需求量156万吨。

表2 汽车用冷轧超高强钢需求计划

在产线配置方面，宝钢、鞍钢、河钢、本钢等具备QP980等先进高强钢的生产能力。其中仅宝钢就有2条产线，分布在湛江基地和宝山基地，生产能力超过国内QP钢总用量需求。镀锌QP钢因焊接LME问题用量有限，产能更加富余。

2 锌铝镁镀层下游市场分析

2.1 行业发展情况

2008年宝马提出用70g/m2的锌铝镁镀层替代100g/m2的纯锌镀层的方案，这是锌铝镁镀层产品首次进入汽车用钢领域，Al含量为1.0～3.0%，Mg含量为1.0～2.0%，其余为Zn。

目前国内锌铝镁镀层成分大致为：Zn为主，Al含量为1.5%～11%，Mg含量为1.5%～3%，以及少量的Si。厚度为0.4mm～4.0mm，宽度为580mm～1500mm。由于Zn、Al、Mg等元素的复合效果，腐蚀抑制效果明显得到提升。并具有良好的耐损伤性能，最大优点是切割端面的耐腐蚀性及自我愈合能力。锌铝镁镀层产品表面质量已经达到汽车内板要求，但距离面板要求尚远。宝钢、首钢产线具备锌铝镁镀层汽车板生产能力，正在开展汽车主机厂试用验证。

2.2 汽车领域使用情况

根据欧洲锌铝镁镀层工作组的评估结果，与纯锌镀层产品Z100相比，ZAM70镀层产品具有更良好的成形性以及更优异的耐蚀性。通过宝马评估报告可以看出锌铝镁镀层具有优异的平面耐蚀性、切口耐蚀性、冲杯耐蚀性、折弯耐蚀性、耐大气腐蚀、涂装性能，尤其具有优良的抗脱锌粉性能，可降低由于冲压设备锌粉污染引起的冲压中断和损耗降低，提高汽车厂冲压效率。对于轿车用锌铝镁镀层替代纯锌镀层可以减重1～3公斤，被认为是下一代汽车用防护镀层材料。

2013年7月，宝马车身内部部分零部件由Z100镀层板切换为ZAM70镀层板，后期计划将ZAM70镀层板推广至外板使用。除宝马外，大众也有个别零件采用锌铝镁镀层钢板。