寶鋼汽車零部件加工產業(yè)發(fā)展概述

蔣浩民.首席研究員.教授級高級工程師.主要從事汽車板成形技術等研究.先后負責國家高技術產業(yè)發(fā)展項目計劃等10余項課題.獲國家科技進步一等獎、二等獎各1項.省部級科技進步獎6項.擁有發(fā)明專利25項。

“打造健康完整的產業(yè)鏈.適應鋼鐵行業(yè)發(fā)展需要”是“十二五”期間鋼鐵行業(yè)的發(fā)展思路。鋼材深加工作為鋼鐵產業(yè)鏈的重要組成部分.已經成為鋼鐵企業(yè)服務用戶、調整結構、實施相關多元化戰(zhàn)略、轉變增長方式、尋求新增長空間的重要突破口。其中汽車零部件先進加工技術的開發(fā)與產業(yè)化是鋼鐵深加工的主要發(fā)展方向。世界范圍內.蒂森、阿賽洛、浦項等著名鋼鐵企業(yè)均在20世紀90年代開展了先進成形技術如熱沖壓成形、液壓成形、激光拼焊等的研究.并成功實現(xiàn)產業(yè)化。目前.國內的鋼鐵企業(yè).如寶鋼、武鋼、鞍鋼、首鋼等.都在積極探索鋼材深加工產業(yè).寶鋼作為目前中國最大、最具現(xiàn)代化的鋼鐵企業(yè).在積極擴大產品技術含量、提升產品附加值的基礎上.通過鋼材延伸加工、技術服務和生產服務.力爭為用戶提供全方位的解決方案。

寶鋼汽車零部件加工產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

寶鋼自20世紀90年代開始發(fā)展鋼材深加工產業(yè).已形成了材料型深加工、營銷型深加工和產業(yè)型深加工三種深加工模式.建立了鋼結構、鋼材剪切配送和金屬制品三大鋼材深加工業(yè)務領域。作為鋼材深加工的重要手段.寶鋼自2001年以來.先后開展了多項汽車零部件先進成形技術研究及產業(yè)化推進。經過十多年的發(fā)展.抓住了中國汽車工業(yè)高速發(fā)展契機.迎合了安全、環(huán)保、節(jié)能及輕量化的發(fā)展趨勢.寶鋼零部件業(yè)務初具規(guī)模.成功實現(xiàn)了熱沖壓成形、液壓成形、輥壓成形、激光焊管的產業(yè)化.推動了國內零部件行業(yè)先進成形技術發(fā)展.實現(xiàn)了與用戶共同進步。

液壓成形

寶鋼于2002年啟動液壓成形技術研究.2008年成功建成國內首家最先進的.集液壓成形工藝設計、模具開發(fā)、樣件試制和小批量生產于一體的工程化推廣應用平臺。寶鋼先后與國內上海大眾、上海通用、上海汽車、一汽大眾、長安福特、長安汽車、北京汽車、長城汽車、江鈴汽車、華晨汽車、上海匯眾等30余家主機廠及零部件廠開展技術合作。于2009年首次成功開發(fā)整體式液壓成形副車架零件以來.先后成功為上海大眾、長安福特、上汽、北汽、長安汽車等用戶開發(fā)了多款液壓成形產品.產品涵蓋液壓成形整體式副車架、分體式副車架、液壓成形超高強鋼車身A、B柱、液壓成形扭力梁等典型零件.批量供貨產品質量穩(wěn)定。寶鋼液壓成形技術的產業(yè)化推廣.不僅打破了國外企業(yè)的技術壟斷和市場壟斷.為國內企業(yè)帶來了新的利潤增長點.同時.還帶動了國內相關廠家在設備、技術和認識意識上的提升.在推動國內汽車工業(yè)技術升級、產品升級方面做出了很好的示范作用。寶鋼在管件液壓成形技術上取得的新突破.有望改變國產汽車復雜液壓成形零件長期依賴進口的局面.推動國內液壓成形產業(yè)的快速發(fā)展.并提升寶鋼為汽車廠新車型提供車身用鋼“一攬子”技術解決方案的能力。

圖1所示為寶鋼液壓成形生產線和產品。

熱沖壓成形

熱沖壓技術首先由瑞典HardTech公司于20世紀80年代發(fā)明.其后.歐美的零件供應商.如Bentler公司、Gestamp公司和Magna公司.設備供應商.如德國的Schuler公司和瑞典的APT公司.鋼板供應商.如米塔爾－阿賽洛、蒂森、浦項.以及高校研究所都對這個新型的成形技術進行研究.并進行產業(yè)化應用。汽車廠家對熱沖壓產品的青睞大大刺激了熱沖壓產業(yè)的發(fā)展.在歐美.德國大眾建立了6條熱沖壓產線.意大利菲亞特建立了5條熱沖壓產線.美國福特建立了3條熱沖壓產線。在國內.目前幾乎所有汽車廠在新車型開發(fā)階段即考慮使用熱沖壓產品.某些車型上熱沖壓產品數(shù)量多達20余個。

寶鋼于2003年開展熱沖壓技術研究.并于2008年建成集實驗研究、樣件開發(fā)和小批量生產于一體的全自動產線。寶鋼先后為上海大眾、上海通用、長安福特、華晨汽車、長安汽車、北京汽車等多家廠家提供了近300萬件產品。寶鋼熱沖壓技術的開發(fā)和產業(yè)化推進.并結合寶鋼汽車板發(fā)展.在國內起到了很好的示范作用.加速推進了國內熱沖壓產業(yè)發(fā)展進程.極大降低了國內汽車廠熱沖壓零件的使用成本。

圖2所示為寶鋼熱沖壓成形生產線和產品。

圖1 寶鋼液壓成形生產線與產品

輥壓成形

輥壓成形作為一種先進的成形技術.是超高強度鋼板的重要成形方式之一。主要通過順序配置的多道次成形軋輥模具.把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進行橫向彎曲.以制成特定截面型材的一種板金屬深加工工藝。輥壓成形適用的材料廣泛.適合各種機械性能及不同組織結構的鋼、鋁合金、鎂合金等.特別是高強鋼、超高強鋼。制造汽車結構部件時.相同材料和板厚條件下.輥軋成形在撞擊變形時吸收的能量比冷沖壓高25%.因此能夠減薄板厚.減輕重量約15%。

國際上較為領先的、開發(fā)和推廣超高強鋼板料較早的是瑞典SSAB公司.另外.奧鋼聯(lián)在輥壓成形深度應用方面走在各大鋼廠前列.德國三星（Dreistern）作為輥壓成形設備供應商.是輥壓成形先進技術的重要代表。

寶鋼開展輥壓成形技術研究以來.先后對超高強鋼輥壓成形特點、成形工藝關鍵技術以及超高強鋼輥壓樣件試制過程進行系統(tǒng)研究.成功開發(fā)了超高強鋼輥壓門檻總成.積累了大量的實驗數(shù)據和量產經驗。結合寶鋼超高強鋼產品的開發(fā).寶鋼將為更多的用戶提供超高強鋼輥壓產品。

圖3所示為寶鋼輥壓成形生產線與產品。

圖2 寶鋼熱沖壓成形生產線與產品

激光焊管

激光焊管的最大優(yōu)勢在于可以有大的直徑厚度比(d/t）.這是一般的高頻電阻焊管所無法比擬的。在轎車白車身結構件中.隨著大量高強鋼的使用.這就需要鋼板的壁厚更薄.從而對管狀結構而言.需要有更大的d/t和較好的成形性能。同時.近年來隨著液壓成形用材強度的提高.使用激光拼焊管和高強鋼材料將是一種趨勢。采用激光焊接技術可以改善ERW焊接過程中出現(xiàn)的多種質量缺陷.有效提升焊縫性能。

寶鋼現(xiàn)有2條全自動激光焊管生產線.先后開發(fā)了DP600、DP780、DP980、FB590、BR1500HS等多種不同材料、不同管徑的高強鋼激光焊管.產品性能穩(wěn)定.在量產產品的質量管控、生產績效方面擁有豐富經驗。

圖4所示為寶鋼激光焊管生產線與產品。

圖3 寶鋼輥壓成形生產線與產品

寶鋼零部件加工產業(yè)發(fā)展目標

鋼材深加工作為寶鋼主業(yè)縱向延伸業(yè)務.是拓展市場、優(yōu)化鋼材供應鏈、提升技術創(chuàng)新能力的必要手段.能充分發(fā)揮鋼鐵主業(yè)在原材料、技術、營銷渠道等方面的優(yōu)勢.是具有較高戰(zhàn)略協(xié)同價值的多元產業(yè)之一。但鋼材深加工本身涵蓋領域廣、層次多.在技術含量、品質質量和用戶類別方面差異很大.所以.有必要實施恰當?shù)膽?zhàn)略定位及運營模式。綜合相關理論及實踐.寶鋼零部件產業(yè)發(fā)展主要集中于：

⑴寶鋼零部件業(yè)務的發(fā)展主要服務于促進寶鋼新材料的研發(fā)。寶鋼是國內最大的汽車板生產企業(yè).寶鋼的汽車板產品涵蓋國內所有汽車用戶.寶鋼汽車板新材料的研發(fā)水平和進展狀況直接關系到我國汽車工業(yè)的發(fā)展.對國內所有汽車廠家的技術進步和成本控制有主要影響。寶鋼零部件業(yè)務發(fā)展將有利于推動寶鋼材料技術的進步.使寶鋼成為為用戶提供材料技術及先進成形技術全方位解決方案的供應商。

⑵寶鋼汽車零部件業(yè)務的發(fā)展要立足于推動用戶技術和相關產業(yè)升級進步。我國目前是汽車生產大國.但并非汽車生產強國.在汽車零部件加工領域的諸多技術仍然受制于國外企業(yè)。寶鋼自開展先進零部件加工技術研究以來.并結合寶鋼汽車板EVI戰(zhàn)略.已完成與國內所有主機廠全方位、多角度的技術推介.極大提升了我國汽車行業(yè)對零部件先進成形技術的了解和應用。同時.隨著先進成形技術的推廣.也推動了相關行業(yè)（如材料開發(fā)技術、焊接技術、制管行業(yè)等）的技術升級。

⑶寶鋼零部件業(yè)務發(fā)展過程中.要努力降低用戶使用成本.提升產品質量和服務質量。在寶鋼進行液壓成形、熱沖壓成形研究以前.國內的相關產品全部依賴進口.國內企業(yè)無力進行議價和質量申訴.相當數(shù)量的企業(yè)或被迫接受國外條款.或不得已對零件進行改型.依然采用傳統(tǒng)落后的生產方式進行加工.大大降低了產品競爭力。隨著寶鋼量產線投入.在極大降低用戶采購成本的基礎上.大大縮短了采購周期.并提升了服務響應速度.促進了用戶在新技術使用方面的良性循環(huán)。

圖4 寶鋼激光焊管生產線與產品

結束語

隨著國內汽車先進零部件產業(yè)的發(fā)展.寶鋼將以更加開放的心態(tài).與同行及相關行業(yè)建立良好的合作關系.實現(xiàn)我國鋼鐵及相關產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

寶鋼汽車零部件加工產業(yè)發(fā)展概述

文／蔣浩民，陳新平·寶山鋼鐵股份有限公司汽車用鋼開發(fā)與應用技術國家重點實驗室（寶鋼）蘇海波·寶山鋼鐵股份有限公司