精沖材料的未來發展與相關輔助裝備

文/陳璐，紀海巖·常熟寶升精沖材料有限公司

精沖材料的未來發展與相關輔助裝備

文/陳璐，紀海巖·常熟寶升精沖材料有限公司

陳璐，精沖材料研發工程師，主要從事鋼鐵類精密沖壓材料的工藝研發與現場品質管控工作，有十年的精沖材料生產研發經驗。

改革開放至今，中國經濟始終保持7%左右的增長率，大有取代美國成為世界第一經濟體的趨勢，自加入世貿以來，全球制造業的中心不斷向中國轉移，加之近十年中國汽車產業的迅猛發展，我國已經進入了精沖行業的高速發展期，精沖材料作為汽車零部件成形的輸入端口，重要性已經不言而喻。越來越多的國內外企業已經意識到精沖材料本土化采購對于企業未來發展的重要性，寶鋼鑒于精沖材料的發展趨勢與前景，逐漸意識到材料的本土化供應的緊迫性，正在經歷從規?；l展模式延伸到集約型高附加值模式的轉變。

未來精沖材料的特點

厚規格材料將異軍突起

隨著精沖設備的更新換代，模具技術水平的大幅提升，鍍層技術與油品技術的發展，之前傳統的鍛壓、機加工、澆鑄等實現產品的手段，未來將可能通過厚規格材料的精沖工藝來實現。采用精沖工藝，不僅僅能提升生產效率，而且還有效節約了成本。預計未來1～2年內，8～12mm左右的厚規格材料將呈現一個快速的增長期。

材料強度不斷提升

汽車輕量化如今已經成為汽車領域不斷發展的風向標，在追求低碳環保經濟的今天，如何通過減重來降低車輛的油耗是每個車企不斷探索的方向。以一輛乘用車為例，重量平均要在1.2t左右，而1.2t車重的約85%來源于鋼板的重量，這些鋼板則主要來自于車身結構件（如底盤、發動機、變速箱、座椅等），通過研發高強度的材料，不僅可以提高車輛主動安全性，而且可以降低精沖材料的厚度，有效地降低車重?？梢灶A見，未來5～8年內，一些特殊處理的中高碳鋼、合金鋼、冷成形汽車高強鋼，還是會占主導地位。

技術發展對未來精沖材料的要求

中國的沖壓輔助行業隨著沖壓行業的長足進步，不斷的發展，涌現出了越來越多做電氣設備一體化的公司與工作室，未來傳統的人工送料將全面被自動送料系統、機械手等取代，這也對精沖材料提出了越來越高的要求。寶鋼相關部門對沖壓行業進行調研后得知，目前做精密零件的設備主要有三種：⑴精沖機及精沖模具，這是目前所了解的效率最高最先進的產品實現手段；⑵大噸位高速沖床配合精密模具，普遍應用于僅對產品功能面有要求而對產品沖裁面光亮帶要求不高的場合；⑶多臺沖床組合成連續生產線，通過機械手導軌等手段配以PLC自動控制系統，也可以有效提升沖壓的效率。以上三種沖壓生產模式對材料的要求非常苛刻，材料的厚度精度將影響成形的一致性、精密模具的沖次，良好的表面質量可以降低后續處理的成本，優良的加工性能又是材料成形、模具壽命的基礎。因此，高精度的尺寸，良好的表面質量，優良的加工性能成為評判精沖材料優劣的標準。未來必須要有良好的材料與沖壓設備、模具做匹配，打破傳統用模具去遷就材料不足的頹勢。

圖1 計算機圖像數據處理流程圖

圖2 軋機前后窺AGC系統監測結果

精沖材料制造業的發展

2006年以前，國內精沖設備鳳毛麟角，大家對于精沖材料生產領域也一知半解，同行大都趨之若鶩的集中于薄板材料的開發與研究，部分民營企業由于自身發展需要，開始了小批量特殊鋼的生產，這就是精沖材料的雛形。作為中國精沖材料生產領域的探路者，他們生產的精沖材料離真正的精沖用鋼的要求還相差甚遠，原料穩定性、熱軋材帶狀組織、夾雜物、有害元素控制，及自身設備精度控制、中高碳鋼合金鋼球化率、表面外觀質量等問題，一直為外資企業詬病，讓中國精沖材料的口碑蒙上了一層陰影，未來如何解決這些不足還是需要業內同心努力。

未來在線表面檢測技術應用于精沖材料的檢驗

如今隨著硬件攝像頭技術及相關軟件技術的不斷發展成熟，在帶鋼的生產過程中利用高速攝像頭截取缺陷圖片，再通過計算機與缺陷數據庫比對，可以有效地檢測出每卷帶鋼的缺陷比例范圍，比人工比對更加有優勢與可信度，對汽車產業的今天顯得尤為重要。圖1所示是計算機圖像數據處理流程圖。

未來軋機前后窺AGC系統將成標配

未來軋機將均配備有前后窺AGC自動厚度控制系統，配合彎輥技術保證軋制過程中材料厚度的橫向精度與縱向精度，通過激光測厚技術的輔助，未來無須擔心材料射線測厚的輻射和測量量程的問題。圖2所示是軋機前后窺AGC系統監測結果顯示。

全氫罩式退火爐應用

中高碳鋼合金鋼由于材料中錳、合金元素含量高，導致在氫氮混合的爐子內退火后容易形成板材的色差，而全氫氣作為還原性氣體，分子量較小，活性和還原性可以有效地防止材料退火后的色差，讓爐內氣氛更加均勻，從而保證良好的球化效果，讓材料的力學性能更加穩定，減小客戶在沖壓過程中因為色差造成的外觀不良，提升產品的檔次感。

結束語

經過行業內近幾年的不懈努力，如今中國的精沖材料中蘊含著很高的科技含量，良好的產品質量完全有走出國門的優勢。未來，中國的精沖材料完全可以替代進口材料，參與更多的國際競爭，讓世界知道“Made In China”不是廉價的代名詞。