汽车面板用薄板技术全聚焦

（）现在日本的汽车面板用薄（钢）板，是伴随上世纪70年代连铸的扩大而从沸腾钢向镇静钢种的转换，从70年代中期到80 年代由箱式退火向连续退火的技术革新，80年代以后因超低碳钢熔炼技术的进步而以IF钢的普及和防锈性能强化作为目的的合金化熔融镀Zn（GA）钢板使用的扩大，90年代以后通过了CAFE（主体试验装置普通燃油节约）规章并经过与轻质材料（Al、Mg、树脂等）的竞争，在制造技术与产品质量方面都达到了世界领先的水平。特别是近年，为了减排CO2温室气体，社会进一步强化了对汽车车体轻量化和碰撞安全性的要求，对于即使特别重视美观性和外观质量的外面板，也实现了440MPa的高强度化。

1．面板用薄板的性能要求和材质设计

汽车面板部件可分类为以外侧面板和挡泥板为代表的由深冲成形要素支配的部件和以盖、罩、顶板及后货箱盖为代表的由凸肚成形要素支配的被称作盖物的部件。由于前者成形面积大且形状复杂，故原料板不仅须具备深冲成形性，还需具备凸肚成形的复合成形性；由于后者是被成形为塑性变形量较小的平坦形状，除要求面板的尺寸精度之外，还要求具有抗挠曲（即凸肚刚）性和抗凹痕性。用于面板部件的薄板厚度，内板为0.6至1.2毫米，外板为0.6至0.8毫米；在确保部件的凸肚刚性和耐凹痕性的前提下，进一步薄壁化的困难不少。

外层面板用薄板材质的设计方针如下：能适用于盖物等形状冻结性严格部位的钢板强度YS小于等于24kgf／毫米2（235MPa）、TS小于等于 45kgf／毫米2（440MPa）；以深冲深度小于等于40毫米的浅深冲挡泥板为例，在成为深冲性指标的钢板轧制方向（0度）、45度方向（45度）、垂直方向（90度）的平均r（即塑性应变比）值〔rm＝（40度＋2r45度＋r90度）／4〕与成为凸肚成形性指标的n值（加工硬化指数）处于对立关系条件下，当两特性保持平衡时，即可稳定冲压成形。

如外侧面板类大件面板，因变形样式、变形路径、变形量等不同的部位混在一起，故利用钢板的高强度化实现薄壁化变得更加困难。为了实现该部件的高强度化（薄壁化），材质目标的设定虽然困难，但在满足上述强度范围要求方面，为了使圆滑的材料能从挤压模表面流入，所采用的对策是提高钢板的r值并改善钢板表面的润滑特性。

2．BH型薄板的进步

在外侧面板涂漆后的烧结工序中，钢板的应变时效硬化（BH）性对提高其耐凹痕性是有效的。BH薄板经历了从箱式退火向连续退火的技术变革；进入 90年代以后，因快速从扩大了的低C钢向超低C钢的材料转换，从而变成了适宜于合金化熔融镀Zn的钢种设计。当前为了控制钢板的成形性和BH量，向钢中加入Nb、Ti等微合金化元素，以部分固定钢中的C元素的钢板已成了主流产品。

控制超低C系BH钢板中BH量的事例表明：C过剩型钢板在低退火中能获得目标BH量的半面，BH的变动量（ΔBH）大；反之，C、N化物形成元素 Nb过剩型钢板必须高温退火，从NbC的溶解度曲线能理解为ΔBH变小了。虽然并未规定BH量的上限规格，但为了使钢板兼具轧制后的常温延迟时效性，一般将30（规格下限值）至50MPa范围作为ΔBH的目标值，为此对钢的成分和退火条件进行了严格管理。

在确保盖物的耐凹痕性方面，一般要求钢板涂漆烧结处理后的屈服强度大于等于290MPa。为此，在塑性变形量小的盖物面板上，除提高低应变区域的加工硬化量之外，如何在板面上产生均匀的塑性变形是成形的特点。用于后述盖物面板部件的高强度薄板，除加工硬化特性之外，还具高BH性，可期待其成为能代替340MPa级BH钢板的下一代BH钢板。

3．可期待用于复杂形状大型面板的高强度薄板

在外侧面板等大型面板中，根据成形难度多采用以IF钢作为原板的270MPa级高r值型钢板。以IF钢为基础而谋求钢板的高强度化时，存在以下问题：（1）由于添加了固溶强化元素而提高了屈服强度；（2）由于P、Mn、Si等置换型固溶强化元素的多量加入而降低了合金化熔融镀Zn（GA）的适应性；（3）较之固溶强化了的母相，因晶界强度相对较低，使收缩凸缘成形部位（由二次加工脆化）造成的晶界裂纹更加明显化了。

近年，作为有望解决上述问题的面板用高强度薄板，开发并实用化了无析出带（precipi－tationfreezone简称PFZ）钢板。

试验研究表明：在将此钢板C含量提高到60ppm，而由NbC析出强化和细晶强化的重叠作用下，就有可能减少阻碍镀GA性的固溶强化元素的加入；该钢板在金属组织方面的特点是在晶界附近能形成比较析出物稀疏分布的无析出带区域（PFZ）。虽然钢板的YS和n值根据PFZ的体积率而变化，但在PFZ 为4％至9％范围的TS基本是一定的，这是由于在变形初期，PFZ从晶界附近促进了微小屈服；另一方面，F（铁素体）晶粒内因NbC的析出而强化，成了有 440MPa级强度的细晶粒组织，同时获得了较低的YS和高的n值之故。另外，在热轧母板组织细晶化的条件下，由于冷轧再结晶退火时r－纤维（〈111〉／／ND再结晶织构）的发达变得显著了，特别值得指出的是获得了晶粒直径－r值的平衡。

进一步的试验研究表明，为了抑制IF钢的二次加工脆性，使钢细晶化并加入微量B（硼）能改善钢的延性／脆性转变温度（DBTT），从而使IF钢获得优良的耐二次加工脆性。

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