钢铁作为汽车生产中使用最重要的材料,在汽车行业起着至关重要的作用。可以说,钢铁行业的发展促进了汽车产业的发展和创新,而汽车发展的需求同时也促使钢铁向高质量、高性能方向发展。钢铁企业和汽车行业所使用的汽车用钢产品有许多种,汽车钢可以用几种不同的方式去分类。但从汽车生产商来看,汽车钢的应用更重要。笔者主要以中国第一汽车集团公司(以下简称一汽)为例,讨论一些典型汽车用钢在应用上的要求。
轧材:汽车用钢主力
轧材是汽车用钢中的最重要的种类,可能40%~60%的汽车用钢都是通过轧制成形的钢材,而这里主要想说的是商用车架构钢板。与传统的16MnL相比,具有高强度的新材料的屈服强度增加,但重量减小。另一个问题是黑面钢。我们都知道,大部分做汽车架构所使用的热轧钢板必须进行酸洗,以除掉表面的氧化物涂层,但酸洗的过程中,可能使表面粗糙,且提高工艺成本。在欧洲和日本,一些钢铁制造商将热轧板的表面涂上一层Fe3O4,这类钢受压时表现良好,同时生产成本也较低。国内钢铁企业也在研制和开发,但效果还不理想,我们希望能够得到该产品质量稳定的供货。
   
稳定杆。稳定杆是汽车转弯时使车身保持稳定的装置,形状通常比较复杂。稳定杆分空心和实心两种。中空的稳定杆可以减少30%~40%的重量,已被用于重型车辆,空心稳定杆的典型材料有30CrMoA、35CrMoA和35Mn2等。而60Si2MnA、40CrMnVA、55CrMnA和55CrSiA等常见材料用于实心稳定杆。
硅钢:机械性能是关键
硅钢作为磁导材料,在驱动马达上发挥了显著的作用。它的重量占驱动电机总重量的一半以上,成本是总成本的40%。整个电力驱动马达是由硅钢电磁的性能决定的,驱动马达的稳定性深受硅钢机械性能的影响。
应用于汽车的驱动电动机与其他的驱动电机相比有其自身的特点。首先汽车的驱动电机需要的频率高。在其他行业中,驱动电机的频率通常为60~120Hz,而在汽车行业中驱动电机到1000Hz的频率。第二,因为频率高,汽车驱动马达要在200℃左右的高温下工作,这会影响材料的性能。最后,高工作频率和高转速(约12000RPM)决定了汽车电机必须要有良好的机械性能和疲劳性能。