热处理节能钢铁材料及在汽车制造业的应用

摘要:热处理是汽车零件制造中耗能高的工序,在大中型汽车企业中,热处理电耗占企业用电总量的1/4以上,约占热处理生产成本的30%~40%。为了降低热处理生产成本,除了通过改进热处理工艺缩短生产周期外,积极采用热处理节能钢铁材料,也可以获得明显的经济效益。

980MPa级先进高强钢的发展

摘要:选用轻量化汽车材料时应综合考虑材料的性能、质量和成本。目前,先进高强钢被广泛用于汽车工业。先进高强钢有双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢、复相钢、淬火-配分钢、DH钢等。综述了980MPa及以上高强钢的分类和主要钢种,汽车用高强钢的化学成分、显微组织、力学性能和使用性能,并结合实际零件的制造过程对这些高强钢的焊接和成形性能作了较深入的探讨,简述了其发展现状和研究进展。

汽车领域纤维复合材料构件轻量化设计与工艺研究进展

摘要:纤维复合材料由增强纤维与基体材料复合而成,具有强度高、密度小、耐腐蚀性好、可设计性强的优点,在汽车领域得到了广泛应用。随着汽车领域向低成本、高效率、自动化不断发展,复合材料构件成型制备面临更高的轻量化要求。从材料、结构、工艺三个方面综述汽车领域纤维复合材料构件轻量化研究进展,介绍连续纤维复合材料零部件的发展和应用,重点给出汽车领域纤维复合材料轻量化结构设计与加工工艺,对纤维复合材料发展的机遇和挑战进行展望。在节能减排的背景下,纤维复合材料在汽车轻量化设计中将有更广泛的应用。同时,如何降低复合材料制品成本也将成为新的挑战。

精密铸铝件一体化设计及在车身轻量化中的应用

摘要:铝合金一体化精密铸造技术是实现汽车轻量化的重要方式之一。本文首先采用轻质铝合金材料、熔模真空吸铸工艺以及拓扑优化对白车身前副车架及仪表板横梁进行“材料-工艺-结构”一体化设计;其次对比一体化铝合金结构件的质量、研发成本、研制周期,较原钢制件大幅度降低;最后对加装一体化精密铸铝件的白车身进行刚度与模态的有限元仿真分析及台架试验。结果表明,一体化设计后,前副车架及仪表板横梁分别轻量36.6%、30.8%,同时白车身性能均满足设计要求。

新能源汽车驱动电机用无取向硅钢应用现状和性能调控研究进展

摘要:汽车和钢铁是我国的支柱产业。新能源汽车可以缓解汽车对化石燃料的依赖,降低温室气体排放量,减少环境污染,具有广阔的应用前景。驱动电机是新能源汽车的动力中心,铁芯是驱动电机实现能量转换的关键部件。无取向硅钢是目前性价比最高、商业化应用最普遍的铁芯材料。开发高频下低铁损、高磁感、高强度的驱动电机用无取向硅钢,是实现新能源汽车产业高质量发展的前提。高品质无取向硅钢可以提升新能源汽车驱动电机能量转换效率、输出功率,延长其使用寿命,并降低材料成本,因而倍受行业关注。本论文从满足铁芯加工装配、保证能量转换效率、降低制备和使用成本、适应电机工作环境变化四个方面归纳出新能源汽车驱动电机对无取向硅钢性能的特殊要求; 评价了国内外驱动电机用无取向硅钢主要生产企业的技术开发现状和不同规格产品的铁损、磁感、强度指标; 综述了国内外通过优化合金成分体系设计、组织结构调控、制备工艺及产品规格来提高新能源汽车驱动电机用无取向硅钢性能和产品性能评价方面的研究进展; 分析了目前驱动电机用无取向硅钢制备和使用过程中存在的问题; 指出了未来新能源汽车驱动电机用无取向硅钢的发展趋势,以期为我国新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢的研发和低成本制造提供参考。

我国燃料电池汽车用质子交换膜产业发展分析

摘要:氢燃料电池汽车是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一,质子交换膜作为氢燃料电池的核心原材料,其性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和使用寿命, 因而也成为近年来研究的热点。按照含氟量对质子交换膜进行分类,主要包括全氟磺酸质子交换膜、部分氟化聚合物质子交换膜、复合质子交换膜和新型非氟化聚合物质子交换膜,其中全氟磺酸质子交换膜由于其优异的性能成为当前最为商业化的电解质膜。未来几年,随着氢燃料电池汽车规模化应用,质子交换膜也必将迎来新的高峰,蕴藏着巨大的市场潜力。我国质子交换膜产业整体正处于加速发展阶段,市场开始活跃,企业正在加速布局,但目前产能利用率较低。国内质子交换膜整体供给仍然不足,大部分需求方仍使用进口膜。国内生产企业正在加速发展,部分代表性企业已经实现批量供货,并正在扩大产能,其他企业也在加快布局。全氟磺酸质子交换膜仍然是当前商业化应用的最优选择, 如何在提升性能的同时降低成本是重点研究方向。从长远看,在发展全氟磺酸质子交换膜的同时,仍需布局发展部分氟化、无氟型以及复合质子交换膜。

相变诱导塑性汽车用钢的发展现状与趋势

摘要:论述了相变诱导塑性(TRIP)钢的发展现状及其在汽车工业上的应用,重点讨论了TRIP效应的机理及TRIP钢性能的影响因素。介绍了2种采用新型工艺(低温贝氏体转变和淬火-碳分配工艺)的TRIP钢,并且通过对TRIP钢研究的最新数据,对比了2种工艺下TRIP钢的高速拉伸性能;最后对汽车用TRIP钢的研究方向进行了展望。

人形机器人发展趋势及汽车制造业应用浅析

摘要:由特斯拉公司掀起的人形机器人热潮正在中国迅速地扩展。随着算力、数据和大模型等数字技术以及智能感知和控制技术在智能汽车领域逐步成熟,行业迎来了爆发点。文章研究了人形机器人的发展历程,并结合汽车行业的应用实践,对其与汽车产业的结合前景做出了预测。

镁合金仪表板横梁开发和研究

摘要:本文基于钢铁仪表板横梁结构开发镁合金仪表板横梁,建立了镁合金仪表板横梁静态分析模型。为验证镁合金仪表板横梁振动特性,对比了镁合金仪表板横梁和钢铁仪表板横梁模态,得出镁合金CCB一阶频率高于钢铁仪表板横梁;为验证仪表板横梁刚度,进行了二者垂直方向2g重力加速度分析;基于灵敏度理论提出了镁合金仪表板横梁尺寸继续优化方案;针对镁合金仪表板横梁主管梁进行弯曲模拟和工艺研究,根据指导工艺完成了样件的试制,样件比原件减重60%,且NVH性能优于原件。

一体式激光拼焊热成形门环的开发及应用

摘要: 采用1000、1500和2000 MPa这3种强度的热成形钢板,设计开发了由5种厚度板料和2个补丁板经激光拼焊后一体化热成形的门环,并统筹考虑碰撞变形和吸能。对传统冲压-焊接的门环和一体式激光拼焊热成形门环分别进行了25%偏置碰撞和移动变形壁障碰撞的数值仿真,结果显示: 25%偏置碰撞时,传统门环侧面变形最大侵入量大于190mm,而一体式门环为166.313 mm,减少了14.4%,且一体式门环零件的变形侵入量小于传统门环; 移动变形壁障碰撞时,一体式门环的变形侵入量略小于传统门环。一体式门环激光拼焊热成形后各区域性能均达到了设计要求,其中B柱上板Patch板强度达到1878MPa,门槛加强板的强度达到1041MPa,且韧性好; 激光拼焊的5条焊缝强度均大于较弱侧基材的强度。相比于传统门环,一体式门环整车减重10.146kg,减重率为20.6%; 材料利用率由66.7%提升至71.19%; 单车成本增加80元/车,但轻量化成本仅增加7.88元,为业内水平的1/3~1/2。