发布时间:2018-11-05
坊间有这样一句话,任何技术分解到最后都可以归属于材料科学,至少它在汽车上至今适用。在汽车产业走入革新时代的当下,有关材料的话题依然处于舆论中央——无论是某款传统燃油车深陷“断柱门”,还是作为造车新势力代表的小鹏汽车强调自己建立起以高强钢等为核心的“智能守护圈”。
“高强钢是目前实现汽车轻量化最经济可行的材料。未来五年甚至更长的时间内,高强钢作为汽车最主要的原材料,仍是汽车产业链值得发力的重点。”日前,华菱安赛乐米塔尔汽车板有限公司(VAMA)首席市场营销官泽尔根再次向《中国汽车报》记者强调了他的这一观点。VAMA由湖南省最大国企华菱集团与全球钢铁巨头安赛乐米塔尔合资组建,于2014年6月建成投产。
泽尔根此行是出席由其所在公司主办的热成形材料与技术研讨会。此次会议举办地位于长春,而几个月前同类型的研讨会曾在广州召开。这一南一北,一个是汽车业产值和利润年均增幅均超过50%的后起之秀,一个是有着“东方底特律”之城的著名老工业基地——对于高强钢的潜在需求都不言而喻。
◆“减脂增肌”催生市场需求
现阶段,汽车技术日新月异,但无非还是围绕安全、节能、环保的主题展开,只不过对技术升级的要求更为苛刻。10月23日,中国保险汽车安全指数(C-IASI)管理中心拉开了2018年度第二批车型测试大幕。一个月前,该机构刚刚发布C-IASI 2018年第一批12款车型测评结果。按照其官方宣传,C-IASI碰撞标准为国内最严,与美国IIHS(美国高速公路安全保险协会)的接近且将后者特有的25%偏置碰撞及车顶静压测试被原封不动地搬入。遗憾的是,C-IASI的测评结果显示,一些车型的表现并不尽如人意,汽车碰撞安全的仍有很大提升空间也由此可见一斑。
“高强钢以其既能实现车身减重又可提高碰撞安全性而著称,是目前推进汽车产业发展趋势最经济可行的材料,广泛应用于汽车白车身、底盘横梁加强板、悬架支架、发动机支架等部件。” VAMA首席技术官李翔在研讨会上表示。据介绍,VAMA的产品组合中包括最高强度可达1200MPa的冷成形超高强钢,以及强度级别分别为2000MPa和1000MPa的第二代铝硅镀层热成形钢Usibor®2000和Ductibor®1000。VAMA客户技术支持部长杨峥称,上述两款产品相较于第一代热成形钢在强度级别上有大幅提升,可以进一步为汽车白车身带来15%左右的减重空间。
如果仅凭强度一项指标,热成形钢恐怕仍无法在汽车材料王国中稳居C位。李翔还给出了以下汽车行业无法拒绝高强钢的理由:可生产型面结构复杂的零件并在成型后无回弹问题,具备良好的抗腐蚀性能,可实现定制化激光拼焊应用,拥有巨大的车身减重潜能。
事实上,在新能源汽车即将大行其道的未来,高强钢不会丧失主导地位的论断,不仅源于供应商的自信和期望,也来自行业对蓝图的勾画:《节能与新能源汽车技术路线图》提出,2020~2030年,高强钢应用比例应大幅增加,其中2030年2000兆帕级以上钢材要有一定比例的应用。
◆热成形技术带来自我进化
汽车特别是新能源汽车,对于轻量化的需求变得越来越迫切,对于汽车材料而言,这是一种公平意义上的“邀请”。如今,我们不难发现,包括铝合金、镁合金、碳纤维在内的新材料开始攻占汽车供应链。但汽车用钢供应商对此似乎十分淡定。泽尔根对记者说:“随着时间的发展,汽车用钢在性能、成分、镀层等方面的技术和水平已今非昔比。在汽车上使用高强钢,不仅可以很好地减重,而且还有助于提升碰撞安全性。”
对于产业化而言,超高强钢在实现轻量化成本方面目前也占据优势。据介绍,相较于普通强度钢,超高强钢由于具有更高的屈服强度和抗拉强度,在保证同等甚至更高安全性能的前提下,能通过降低材料厚度有效减少零件结构重量,从而节约车身钢材用量,降低原材料采购成本。同时,相较于其他轻量化车身材料,高强钢在这方面同样胜出。
钢材料在汽车上一直以来的广泛应用让其拥有了先发优势。“我们不仅提供汽车用钢,还有成熟的整套解决方案。”泽尔根表示,自2010年起,安赛乐米塔尔推出并不断更新S-in motion®轻量化解决方案,旨在帮助车企大幅降低量产车型结构件重量,比如,本田讴歌、克莱斯勒已成功量产其一体成形门环技术解决方案。据悉,该方案运用激光拼焊和热成形技术,用一个零件替代多个零件,使门环的减重幅度(相对基准比对数据)达到20%。
从这个意义上说,各种材料追求车身轻量化的赛程并不开始于同一条起跑线。这有点类似于“龟兔赛跑”,后发者必须加快步伐,而先行者也不能止步于暂时的领先。
◆整零合作开发才是最优之选
如何保持先发优势?这是对所有汽车用钢供应商面临的共同挑战。泽尔根认为,技术研发是重中之重。安赛乐米塔尔在全球拥有12家研发中心、近1400名研发工程师,每年投入汽车板研发的费用达到3亿美元。或许正是凭借于此,他敢于说,自己的公司拥有大批“独一无二且广泛应用的新产品”。
不过,仅仅作为一家材料供应商并非VAMA的终极目标,之所以能为客户提供优化解决方案,源于其从安赛乐米塔尔继承的供应商先期介入机制(EVI)。说白了,他们是要在车型生命周期内的所有阶段提供技术支持。“依托安赛乐米塔尔的全球研发力量,VAMA与汽车厂商密切合作,通过在车辆生命周期的所有阶段建立合作伙伴关系,参与汽车早期设计环节。即便在新车型在量产后,我们也会针对客户技术需求的反馈,主动优化产品和工艺流程,实现更好的质量管理。”泽尔根说。据安赛乐米塔尔全球研发工程师马接力透露,该公司驻厂工程师80%的工作时间都是在整车企业的研发中心度过的。
在我国,大部分汽车用钢企业也逐渐开始引入 “先期介入”机制,但在李翔看来,在内容和深度方面与欧洲先进汽车用钢企业相比仍有一定差距。“自主品牌车企紧紧跟随外资企业的脚步,他们不断追求升级发展。以一体成型门环为例,目前,至少六七家自主品牌车企对我们的解决方案表现出浓厚的兴趣。”泽尔根告诉记者。
可以想见,在车身轻量化材料领域,一场围绕技术、成本、品质与服务的竞争将进入新的发展阶段。

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