轻量化车身钢材解决方案如何保证车辆性能

InCar plus是蒂森克虏伯内部至今为止覆盖面最广的研发项目。它利用集团内部多领域专业知识创造40多项特殊解决方案,包括降低车身重量和成本的同时不牺牲汽车性能表现,把之前的先进制造技术运用到新的工艺中来。另外一个重要的优势是可扩展性,利用模块化轻量设计概念可以在不同的平台和汽车生产过程中去。这个项目的初衷是开发独立的白车身架构作为一个参考标准去提供不同的车身制造解决方案。
通过比较分析各个汽车制造商的车身制造确定该参考架构适用于典型的高级中型轿车。由于改进了设计和材料利用率,轻量级指标达到了2.7,这超过了2009年研发的Incar参考方案。Timo Faath,蒂森克虏伯的技术总经理,谈到了汽车工程领域的Incar plus项目以及承诺项目带来的技术。Faath负责区域的车辆技术,客户项目工程,产品策略和品质管理。
其中一个创新项目是一个采用全新TriBond材料的B柱。您能否谈谈这方面的发展吗?
我们对B柱有几个不同的解决方案。我们的参考结构是已经在MBW 1500量身打造的热处理方案。我们已经开发了几个热冲压方法---一个是MBW 1900 tt,另一个是TriBond 1400,一种全新开发的材料。我们也有几个冷冲压处理方法---DP-K 700Y980T 和 DP-K 780Y1180。TriBond是一种新开发材料,我们还没有量产这种材料。它就像三明治结构材料一样。我们需要三个板坯,为了简化它,堆叠在彼此的上部,并让他们通过热轧机和冷轧机,低温退火,然后在他们表面镀铝。唯一增加的流程是把板胚叠加起来。中间板是常规MBW 1500,外层的板强度较低。这么做是为了使之无裂纹[在落塔和3点弯曲试验中],有较高强度等级的塑性。对于普通的机械性能,伸长率仍然是由中心板决定,它仍然有4.5-5%的伸长率。这种材料的特别优点是更好是弯曲角度------一个常规材料1500约65°,而TriBond 1400该数值可以上升到85°,并且TriBond 1200在测试中最终能达到弯曲角度135°。因此,这是这种材料的真正的亮点。这是一个整体的材料,可以在常规热冲压工艺中运用-----无需改变加工工艺。所以这对我们来说是非常令人兴奋的。
新材料的成本如何?
比较成本和重量,我们的参考架构---MBW 1500 tt B柱---重约15.4kg,而我们的TriBond 1400可以把重量降低到14.1kg。实话对您说,现在去计算材料的成本是不容易的,因为他们还没有量产。相比常规的材料(€38.80)会有所增加,因为我们增加一个加工流程,但是价格有可能还是会稍微下降(目前价格€40.60)。虽然价格稍微高了一些但是重量轻了很多,整个解决方案还是很有吸引力的。我们有一系列的解决方案(在InCar plus项目里),有些方案是可以既减轻重量又降低成本的,把节省材料使用量和材料成本当成成本中最大的一部分去考虑,有时对我们也是有利的。这是很有吸引力的。
这种材料还有其他可能的应用吗?
这材料不一定要用于B柱。该材料有很多不同的应用。它可以用于前导轨。我看到前导轨的落塔测试结果很不错。如今的汽车上,前导轨不再使用热冲压处理,因为它的伸长率不够。但是我们可以在前后导轨形变较大的部位选择使用TriBond。这个比用在B柱上效果更好。但是在B柱上有很多价格比较贵的解决方案----特殊的回火,焊接,滚轧连接的处理-----这些工艺在热冲压成型工序中是很难控制。而用了 TriBond,你很容易就能通过热冲压工艺得到柔软的部件。
您也提出过A柱和保险杠的设计也是InCar plus的一部分。这里面哪种技术更接近量产?
这个非常困难回答。自始自终 InCar项目尝试提供不同的量产水平。有些客户现在就可以买我们的解决方案。而有些方案还在开发阶段。我们这么做的原因是我们的客户需求不一样---有些客户在研发下一代车型,有些客户需要一个方案来解决他们目前量产车上遇到的问题。所以我们尽可能得满足各个客户的需求。总的来说,热冲压对每个人来说都是个大的话题,有些汽车制造商自己本身也在研究这个,特别是在欧洲的汽车制造商。当整车厂投资到热冲压技术的时候,我不会认为他们还会用传统的方法或者跟随他们的供应商提供的方法,他们想要更精细的解决方案。有些东西(在InCar项目里),比如特殊的回火技术是很有前景的,我想将来在NAFTA(北美)会看到更多这样的技术,而在欧洲已经存在了。几乎所有我们展示的关于热冲压的技术是很有前景的。
InCar plus的项目还在继续吗?还是目前不同的部门负责特定的某些解决方案?
我想继续强调我们已经研发了40多种解决方案。事实上,如果你仔细看这个项目的流程会发现我们做的不止这些。但不是每一个解决方案都达到我们预期的表现。这40个挑选出来的例子是真的能够带来很多有点的方案。我们做路演,我们去每一个整车制造商那展示成果,我们签订了一些工程项目,我们努力尝试把我们的想法和我们的产品运用到他们的汽车上去。我们将进一步推动技术发展。我们通常不会只关注与我们已经在量产车上使用的或者是InCar项目产品里完全相同的部分,但是我们这样做的原因,是我们想投入到与客户的交流中去。

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