第一篇:车身轻量化材料——高强度钢板热成形技术
车身轻量化材料——高强度钢板热成形技术
.汽车用高强度钢板
长期以来,钢铁一直是汽车工业的基础,虽然汽车制造中铝和塑料的用量不断增加,但钢铁材料仍是汽车的主要材料。21世纪的汽车行业,降低燃料消耗、减少CO2和废气排放已成为社会的需求,作为材料生产厂的钢铁业为了适应这种发展趋势,已开发出许多种类的高强度钢板来帮助减轻汽车重量,适应汽车工业的新要求。近年来,超轻超薄高强度钢板的品质和性能大大提高,相信到2020年,高强度钢板在汽车上的使用率将超过70%。1.1 高强度钢板等级划分
对于高强度钢的定义,一直并无定论,被钢铁界普遍认同的是ULSAB-AVC(Ultra Light Steel Auto Body-Advanced Vehicle Concept)联合会进行的划。将屈服强度为210—550MPa的钢定义为高强度钢(HSS,High Strength Steel),也就是传统的高强度钢,典型的如碳锰(CMn)钢、烘烤硬化钢(BH)等。屈服强度为550MPa以上的钢定义为超高强度钢(UHSS,Ultra High Strength Steel),典型的如孪晶诱导塑性钢(TWIP钢)、热成形钢(HF)等。而先进高强度钢(AHSS,Advanced High Strength Steel)的屈服强度覆盖于HSS和UHSS之间的强度范围,在500-1500MPa之间,典型的如双相钢(DP钢)、相变诱发塑性钢(TRIP钢)、马氏体钢(MART钢)。图1为各类汽车用钢板的屈服强度与延伸率的关系,随着强度的提高,延伸率下降。在ULSAB-AVC项目中,为了同常规的高强度钢板区别开来,把DP钢、TRIP钢和B钢等以相变强化为主的钢板统称为先进高强度钢板,这类钢板具有高的减重潜力、高的碰撞吸收能,在汽车轻量化和提高安全性方面起着非常重要的作用,已经广泛应用于汽车工业。
图1 各类汽车用钢板的屈服强度
与延伸率关系图
1.2 汽车用热成形高强度钢板
先进高强度钢板是车身轻量化的主要发展方向,为了兼顾轻量化与碰撞安全性以及高强度下冲压件回弹与模具磨损等问题,热成形高强度钢及其成形工艺和应用技术应运而生。目前凡是达到U-NCAP碰撞4星或5星级水平的乘用车型,其安全件(A/B/C柱、保险杠、防撞梁等)大都采用了抗拉强度1500MPa、屈服强度1200MPa的热成形钢。同时,在先进高强度钢板的冷成形中,为了解决成形裂纹和形状冻结性不良等问题,热冲压材料的开发和应用引人注目,已用其进行了强度高达1470MPa级汽车部件的制造。
目前,世界上热成形用钢几乎都选用硼钢种,因为微量的硼(B)可以有效地提高钢的淬透性,可以使得零件在模具中以适宜的冷却速度,获得所需的马氏体组织,从而保证零件的高强度水平。硼的作用在20世纪50年代早期就被人们所认识,硼只有固溶在钢中才能起到强化作用。由于硼与氧和氮有强烈的化学亲和力,因此在钢中添加硼时都需要添加一些强氧化物和氮化物形成元素,如铝、锆和钛等。固溶的硼偏析在奥氏体晶粒边界,延迟了铁素体和贝氏体的形核进而增加了钢的强度。含硼超高强度钢板的强度可以高达1500Mpa,为普通钢板强度的3~4倍,将其应用于汽车零部件不仅可以直接减少料厚、降低车身重量,还可以提高汽车的安全性,以及相关联的降低油耗、节约能源、减少汽车排放等。并且硼钢属于含硼高强度钢板,废物可以充分回收利用,有利于降低环境污染。常用的钢种包括:Mn-B系(上海宝钢开发)热成形用钢、Mn-Mo-B系(北美、欧洲等多用此系列)、Mn-Cr-B系(高淬透性热成形钢)、Mn-Cr系(部分马氏体热成形钢)、Mn-W-Ti-B系(如韩国POSCO 公司开发的高烘烤硬化细晶粒热成形钢)。高强度钢板热成形加工工艺
2.1 热成形加工工艺基本原理 2.1.1热成形理论基础 热成形工艺与传统的成形工艺相比,其特点是在板料上存在着一个不断变化的温度场。那么热成形用钢板的成分就有一些特殊的要求,其成分设计也要适应热成形过程中的热循环。在这个温度场的影响下,板料的基体组织和力学性能发生了变化,从而板料的应力场也发生了变化。在成形过程中,板料的应力场变化又反作用于温度场,如图2。热成形工艺,正是这样一个板料内部温度场与应力场同时共存,相互作用,耦合的变化过程,对板料在成形过程中的流动、变形等造成影响。表1简单地描述了这些相互作用。
图2 应力场、温度场和金属微观组织的相互作用
表1 应力场、温度场和金属微观组织的相互作用的描述
2.1.2 实际热成形加工工艺
实际热成形工艺原理如图5。首先把常温下强度为500~600 MPa的高强度硼合金钢板加热到880~950℃,使之均匀奥氏体化,然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形,之后保压快速冷却淬火,使奥氏体转变成马氏体,成形件因而得到强化硬化,强度大幅度提高。比如经过模具内的冷却淬火,冲压件强度可以达到1500 MPa,强度提高了250%以上,因此该项技术又被称为“冲压硬化”技术。实际生产中,热冲压工艺又分为两种,即直接工艺和间接工艺。图3(a)所示的是直接工艺,下料后,直接把钢板加热然后冲压成形,主要用于形状比较简单变形程度不大的工件。对于一些形状复杂的或者拉深深度较大的工件,则需要采用间接工艺,先把下好料的钢板预变形,然后再加热实施热冲压,如图3(b)。
(a)直接工艺(b)间接工艺
图3 工艺说明图
2.2热成形加工关键技术
对高强度钢板的热成形技术,我们需要重点关注的是用钢选择、热成形用钢的表面镀层、模具设计和热成形零件的检测问题。
2.2.1 热成形用钢选择
热成形用钢的选择是保证热成形零件性能的重要一环。高强度钢板的热成形性主要分包括以下形式:深冲成形性、胀形成形性以及延伸凸缘成形性等。一般认为:深冲成形性取决于钢板塑性应变化的Lankford值;胀形成形性取决于钢板的延性;而延伸凸缘成形性取决于钢板的局部变形能和显微组织均匀性。B在支配延伸凸缘成形性和弯曲成形性的显微组织均匀化方面起到了重要作用,故一直采用F+B和B单一组织;而且为了实现高强度化目标,也采用了低碳M。马氏体钢中的22MnB5钢的原理与此相符,是典型的热冲压材料钢(具体成分见表2),它利用钛和硼微合金化的方法,通过热成形后急冷获得高的成形度和极高的强度(图4)。目前,热成形MnB钢板在欧美和日本主要汽车制造企业已经开始使用,如新型Golf V6车有5个零部件用MnB钢制成,最新的第六代PASSAT车型有9个这样的部件。图5是宝钢开发的热冲压成形用含硼钢的CCT(连续冷却相变)曲线,经过 950℃左右单相奥氏体区的加热保温后,当冷却速度大于15℃/s后,钢板的组织转变为全马氏体组织,其硬度为HV450~500,强度达到1300—1500MPa。
图4 热成形过程中22MnB5钢的性能变化示意图
图5 热冲压用钢板典型CCT曲线 2.2.2 热成形用钢的表面镀层
用于热成形的硼钢,将之加热到奥氏体形变点以上,金属模冲压成形与淬火几乎同时进行。但是对热成形用钢的研究表明,由于延伸性和韧性的不足,较之其高强度的性能,热成形用钢不能获得充分的冲击吸收能(即韧性值不高)。因此,如何调整其成分以改善这些特性是今后的重要课题。在热成形过程中,钢板在高温下暴露于空气中,不可避免地会引起表面的氧化,形成氧化铁皮,为了不影响后续的涂装工序,热成形后的零件需要经过喷丸或酸洗去掉钢板表面的氧化铁皮,这无形中又增加了生产成本。与此同时,钢板在氧化的同时也会引起钢板表面的脱碳,进而影响钢板的强度。此外,随着汽车零件耐腐蚀性能要求越来越高,表面进行镀层处理的钢板越来越受到人们的重视,一系列热成形用镀层钢板被相继开发出来,同常规的冷成形用镀层钢板不同,热冲压用钢板的镀层需要具备抗高温和耐腐蚀的特点。目前开发的用于热成形的镀层板包括:镀Al板、镀Al-Si合金板和镀Zn板等。韩国POSCO钢铁公司正在开发纳米镀层板,以提高镀层的结合力,防止镀层在加热和成形淬火过程中剥落。
2.2.3 热成形模具设计
由于热成形过程中钢板及模具都在900℃以上到室温这一复杂的温度中变化,并且模具集板料成形与淬火过程于一身,所以模具设计是热成形技术的另一个难点问题。其主要技术流程包括模具表面设计、模具冷却系统设计和模具结构设计等。可用计算机和LS-DYNA软件进行成形模拟和冷却过程模拟,利用材料的高温性能如流变曲线、摩擦系数、FLD等参量进行成形模拟,并进行热传递模拟,这一过程实际是热力学、机械学耦合模拟。其模拟结果将作为模具设计方案确定的重要依据,并据此进行原型试生产和批量生产。同时,我们还可利用计算机模拟,进行碰撞分析和静载压溃分析。(1)模具材料的选择。
热成形的模具材料相比常规成形提出了更高的要求。不仅要求模具有良好的热强度、热硬度,高的耐磨性和疲劳性能,而且要能保证成形件的尺寸精度。同时要能够抵抗高温板料对模具产生的强力热摩擦以及脱落的氧化层碎片及颗粒在高温下对模具表面的磨粒磨损效应,并且能够稳定的工作在剧烈的冷热交替条件下。根据模具的加热温度,选用合理的模具材料,一般需要参考热锻用热作模具钢,选用合理的模具材料。蒂森的热冲压模具,采用具有很高热传导系数的模具材料(Glidcop—一种Al2O3/Cu复合材料)。(2)模具凸、凹模设计。
由于热胀冷缩的影响,零件最终的尺寸和冲压成形时的尺寸存在一定的误差,因此为保证零件的尺寸精度,必须在考虑热胀冷缩效应的基础上合理确定模具凸、凹模的尺寸。(3)冷却机构的设计。
对于热成形零件冷却机构的选择既要保证零件的冷却速度足够大,如某硼钢的临界冷却速度为30℃/s,使奥氏体尽可能多地转化成马氏体,保证零件的强度。而且还要避免零件和模具因冷却速度过大而引起开裂。通常采用在模具内通冷却水的方式对模具并通过模具对成形后的零件进行冷却。
(4)目前板材热成形工艺应用中尚存在的难点热成形工艺作为一种新型的、特殊的工艺也有其自身的缺点。
a)零件成形后冷却速度和保压时间难控制。
b)由于热加工成形的零件在冷却至室温的过程中,不同部位冷却速度不同会导致零件发生严重的变形,从而影响成形零件的尺寸精度。
c)由于热成形零件后续加工难度大,因而只能是应用于一道工序即可成形的简单零件,如梁、柱等类型的零件。同时,热成形工序并入现有冲压车间难度大。
d)与普通冲压模具相比,由于受模具材料的强度选择、模具热处理工艺、高应力集中、模具表面温度频繁升高和降低、以及由于模具凸、凹模表面的高温软化加剧了磨损等因素的影响,热成形模具容易失效,导致模具使用寿命降低。2.2.4 热成形零件的检测
热成形零件具有的压溃性能(碰撞后的低的侵入)决定了其很适合用于安全件。热成形零件的加工通常需要经过激光切割、冲裁孔、点焊、冷成形、装配以及油漆等工序,因此对热成形零件需要检测的内容很多。首先是要对热成形零件进行力学性能检测、形状检测、厚度分布检测和引入的内应力检测,还要根据不同零件的不同要求,采用不同的方法进行实物性能检测。对于一个合格的热成形零件,应当满足高强度、轻量化和安全性的要求,同时还应具备好的强度与韧性结合性、尺寸稳定性、可加工性(几何尺寸稳定性)、可焊性以及疲劳抗力等。热成形钢技术应用发展
国内首家热冲压零部件有限公司于05年在宝钢成立。并且用于热冲压成形的高强度钢—硼钢,也是由上海宝钢独家供货。宝钢生产的硼钢牌号为:1.85mm以上热轧,BR1500HS;1.85mm以下冷轧,B1500HS。与欧洲热冲压高强度钢22MnB5对应。屈服强度1000MPa、抗拉强度1400MPa、延伸率5%。相对于热冲压零部件有限公司的批量生产,宝钢股份研究院技术中心拥有独立的试制生产线。从2005年开始,已完成车身165个件的试制,其中12个样件一次试制成功。表3为宝钢热冲压机组相关参数。表3 宝钢热冲压机组相关参数
近几年来,热成形制造的零件的应用越来越广泛。中国上海大众在PASSATB6等多款车型中,热成形的部分占据了整个车身质量的15%,一般用在A/B/C柱及加强板还有中央通道、保险杠支架等地方。将典型的热成形用钢22MnB5在冲压前加热到950℃附近,然后在一个水冷模具中加压成形,再通过模具淬火最终零件的强度可以将大众汽车提到的1500MPa。但是在强度提高的同时,硼钢的冲击韧性受到越来越多的关注。由于微观组织全是由非常硬的马氏体构成,韧性就降低了,这一点非常关键。因为在碰撞试验中,这些零件通常都是放在用来承受很高的冲击载荷的地方。但是,现在还没有可靠的材料可以用来进行韧性与脆性之间的转换。在蒂森公司最近对淬火-回火的厚坯的研究中提到,铌微合金化的应用可以提高热成形钢的韧性。在这种情况下,用来防止硼和溶解的铌相结合,钛应该由铌和铝的化合物取代。这样做的结果是造成裂纹起始点的TiN粒子可以避免或被细小的碳、氮铌化物沉淀取代,从而降低热轧时晶粒尺寸,同样也可以在冲压前加热到950℃的过程中限制晶粒的长大。通常,晶粒细化对韧性是有利的。
由高强度板热成形制造的车身零部件如图6所示。与传统成形零件相比,热成形零件具有以下优点:
1)高强度:屈服强度可达到1200MPa,抗拉强度可达到1600MPa-2000MPa。2)高硬度:高达6t的静压不损坏。3)轻量化:板厚比传统钢板减薄达35%。
4)消除回弹影响,提高制造精度。
图7 高强度钢板热成形零部件
(前后保险杠、A柱、B柱、C柱、车顶构架、车底通道框架、仪表台支架以及车门内板、车门防撞杆等)结束语
综上可知,高强度钢以其轻质、高强度的特点仍是汽车用钢材的首选,并已成为满足汽车减重和增加碰撞性能和安全性能的重要途径。但是,常规高强度钢在室温下不仅变形能力很差,而且塑性变形范围很窄,所需冲压力大、容易开裂。同时,成形后零件的回弹增加,导致零件尺寸和形状稳定性变差。因此传统的成形方法难以解决高强度钢板在汽车车身制造中遇到的问题。热冲压成形技术便是解决上述问题的一种新型成形技术。近年来,世界各国汽车业投入大量的精力来开展以硼钢为主的先进高强度钢板开发及热成形技术的研究,并取得了长足的发展。这项技术在我国还属于起步阶段,因此对超高强度硼钢热成形技术的研究对我国的汽车工业的发展具有重要意义。
第二篇:汽车车身轻量化技术(精)(写写帮推荐)
汽车车身轻量化技术
[摘要]介绍了车身轻量化的重要意义和相关车身性能。从轻质材料、结构设计和制造工艺3个方面阐述轻量化技术的主要途径,并通过实例重点分析采用热成型工艺的轻量化效果,最后对比3种轻量化技术的特点和应用范围。
[主题词]轻量化,车身,汽车
0 引言
安全、节能和环保已成为消费者最关心的汽车性能指标。如何开发出更安全、节能、环保的汽车也是当今汽车厂商的重点技术发展方向。汽车安全的重要性不言而喻,涉及到人身安全;节能和环保,不仅影响到用户的用车成本,也关系到可持续发展。目前,各国已有诸多安全和排放法规来强制规范汽车产品的安全和环保性能。
研究资料表明,汽车的燃油消耗与汽车的自身质量成正比,汽车质量每减轻1%,燃油消耗降低0.6%-1.0%,燃油消耗下降,排放也随之减少。因此减少汽车自身质量成为提高节能环保性能的有效途径。而白车身作为车身骨架一般占整车质量的22%—25%,其轻量化对降低整车质量意义重大。因此,汽车车身轻量化技术成为现代汽车开发技术一个重点课题。车身轻量化的基础
车身轻量化必须在保证汽车安全性的前提下,同时达到车身刚度、疲劳耐久性、操控稳定性和振动舒适性等要求。
1.1 车身结构安全
车身结构安全属于汽车的被动安全范畴,目的在于保护车内乘员的安全。
自20世纪50年代起,许多国家陆续开始制定汽车被动安全法规。目前各国汽车被动安全法规有:美国联邦机动车法规体系(FMVSS)和欧洲法规体系(ECE/EEC)。而我国强制性汽车被动安全标准(GB)主要是参考欧洲法规体系。另外还有各国的新车评价体系(NCAP)全面地为消费者提供汽车安全性能方面的信息。
车身结构安全直接影响到汽车是否满足这些被动安全法规。其包括正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、翻滚和低速碰撞等。车身结构在设计上一般分为低速行人保护区,相容吸能区和乘员保护区。
1.2 车身刚度
评价车身结构力学性能的主要指标是车身刚度,包括动态刚度和静态刚度,静态刚度又包含扭转刚度和弯曲刚度两个方面。在车身轻量化中,必须保证达到车身刚度的要求,这样才能使汽车的疲劳耐久性和振动舒适性等不受影响。
1.3 车身轻量化系数
为了评价轻量化的效率,引申出了车身轻量化系数的概念,其可通过如下公式计算:
式中,Lq为轻量化系数;MBIW为白车身质量;CT为白车身静态扭转刚度;A为白车身投影面积,由整车轴距与轮距相乘获得。轻量化系数Lq值越小,表示车身轻量化做得越好。车身轻量化的途径
2.1 采用轻质材料
2.1.1 超高强度钢板
按照抗拉强度的不同,钢材一般分为普通钢、高强度钢和超高强度钢。抗拉强度小于210MPa的称为普通钢;抗拉强度在210—550MPa之间的成为高强度钢;抗拉强度超过550MPa的称为超高强度钢。
超高强度钢主要有:相变诱导塑性钢TRIP,双相钢DP,复相钢CP,以及马氏体钢Mart等。由于马氏体钢抗拉强度约为1200MPa,其一般采用滚压成型工艺制造,用于车门防撞杆和门槛加强板等零件。目前车身上使用的超高强度钢,主要是称为先进高强度钢(AHSS)的,其是利用金相组织强化得到的钢种,具有强度、延伸和塑性的各方面优良的综合性,其抗拉强度范围为500—1500MPa。另外还比较多地采用热成型钢,成型后零件的材料抗拉强度达到1800MPa。
图1为目前某一较新车型的不同强度钢材分布,可以看出,目前该车型的超高强度钢比例已经达到11%,高强度钢比例为11%,普通钢只占27%。而从保证车身碰撞安全性的角度来看,高强度钢的用量将直接决定车身轻量化的水平。
2.1.2 铝合金
铝合金是在汽车轻量化中应用相对成熟的轻质材料。奥迪汽车公司最先在Audi80和Audi100两款车型上采用了铝车门。1994年开发了第一代全铝空间框架结构(ASF)。ASF车身超过了现代同类钢板车身的车身刚度和被动安全性,但汽车自身质量却减轻了大约40%。
但是铝材价格相对较高,是钢材价格的3倍左右,且铝制产品成型工艺相对复杂,这是制约铝合金轻量化应用的因素。除开发低成本的铝合金和先进的铝合金成型工艺,发展回收再生技术以进一步降低铝的成本之外,扩大铝合金应用的另一个研究方向是开发新的各种联接技术,如铸铁—铝连接、铝—钢连接、铝—镁连接等。
2.1.3 镁合金
镁合金是比铝合金密度更小的轻质材料。其耐热耐压耐腐蚀且易于回收利用。欧洲正在使用和研制的镁合金汽车零部件有60多种。驶多飞集团与德国大众合作,准备将其专利产品镁合金MnE21替代某车型白车身上的多个钢板零件,如前后保险杠、车顶横梁和车门防撞杆等。如果替代成功,将大大减轻该车的车身质量。
2.1.4 工程塑料
目前已有采用工程塑料的车身翼子板,其相比金属可以实现40%的减重,且其能耐侵蚀和轻微碰撞,在低速碰撞的情况下无需维修,从制造角度相比金属有更大的造型自由度提升,也便于零件集成,从满足行人保护方面考虑,也是理想的选择。
2.2 结构优化设计
利用有限元法和优化设计方法可对结构力学性能进行分析和优化设计。在车身结构优化设计中,通常采用的优化方法有:拓扑优化、形貌优化、形状和尺寸优化。其中拓扑优化在结构的概念设计阶段应用较多。形貌优化可以对加强筋的形式、走向和位置深度等参数进行优化,形状和尺寸优化可以对饭金件的型面和板厚进行优化。
一般优化问题可以通过下列关系表述:
式中
在设定优化变量时,可以通过车身钣金零件的灵敏度分析,选择对目标函数贡献较大零件尺寸参与优化设计计算,作为优化设计变量。变量的变化范围则结合实际经验中的零件尺寸限制而定。
在发动机舱盖内板和车门防撞杆的设计中,可以应用拓扑优化、形貌优化和形状优化的组合,选择更合理的内板上开孔位置、筋的走向和深度,优化车门防撞杆的型面。
为一个n维向量,XL和XU分别是设计变量的上限和下限。
2.3 制造工艺
2.3.1 热成型
热成型工艺中,是将材料加热到再结晶温度以上,使板料在奥氏体状态时进行成形,降低板料成形时的流动应力,由此来提高成形性。把材料放在加热炉加热5+10min使其温度达到900—950℃,之后进行冲压加工及冷却。
通过热成型工艺加工出的零件优势明显,其具有很高的强度和延伸性,可以大幅的减轻零件重量,能保持高的形状精度,冲压时无回弹,可加工成复杂形状。在车身中采用一定数量的热成型零件后,可以大幅提高车身防撞安全性能。
图2为某车型热成型零件分布,该车型采用热成型的零件有:前保险杠横梁、前围下框前地板横梁、中央通道左右B柱加强板、左右A柱加强板。8个零件所在区域正是从充分满足碰撞安全性要求而设计布置的,保险杠可增强正面碰撞和低速碰撞安全性,而其它7个零件其构成乘员保护区,在侧面碰撞和正面碰撞中都可以很好地保护车内乘员。
如图3和图4所示,原方案采用B柱加强板和B柱加强内板两个零件组合,板厚均为2.5mm;而热成型方案采用B柱加强板一个热成型零件,板厚为1.85mm。左右两侧B柱都采用热成型方案之后,可减重接近10kg。从设计选择的过程可知,其轻量化效果十分显著,采用更多的热成型零件,尤其在乘员保护区采用热成型零件,是车身轻量化设计的方向。
2.3.2 液压成型
液压成型,是指利用液体作为传力介质或模具使工件成型的一种塑性加工技术,也称为液力成型。其按介质可分为水压成型和油压成型两种;按加工坯料分为管材液压成型、板料液压成型和壳体液压成型。液压成型与冲压焊接工艺比较,其仅需要凸模或凹模,液体介质作为凸模或凹模,当液体作为凸模可以制造很多刚性模无法成型的复杂零件。且液体作为传力介质具有可控性,具有很高的工艺柔性。
车身结构中应用较多的是板料液压成型。采用液压成型除了能实现轻量化,同时增强车身刚强度和结构安全性之外,还能减少零件数量,从而也减少了模具数量和费用,减少了后续机加工和焊接等加工工序,降低了总制造费用。因此,液压成型工艺近年来得到快速发展。
目前车身中已有仪表板横梁、散热器支架、座椅骨架、保险杠横梁、顶侧框等零件采用了液压成型工艺制造。
2.3.3 变截面板技术
在车身上应用的变截面板有激光拼焊板(TWB),连续变截面板(TRB)和搭接板(PB)。
TWB技术是指在零件冲压成形前将两块或多块具有相同厚度或不同厚度的相同钢种材料或不同钢种材料的板件通过激光焊接连接起来的一项新技术。
采用激光焊接板不仅是一种轻量化途径,还可以减少汽车零部件的数量。车身结构的精度可以得到很大提高,许多冲压设备和加工工序可以得到缩减。另外,采用激光焊接板可以提高原材料利用率,通过在落料工序中采用排料技术,将型号和板厚不同的钢板合理组合从而降低材料废料率。
目前,国内合资厂已有很多车型采用激光拼焊板,主要集中在上纵梁、前纵梁、前围板、中央通道、后纵梁、前地板、前门内板、B柱加强板、侧围内板等零件。
如图5为前纵梁,前面部分板厚为1.75mm,属于车身结构的相容吸能区,中间部分板厚为2.6mm,属于车身结构的乘员保护区,后面部分板厚为1.35mm,这样的板厚分布既保证了碰撞安全性,又达到了轻量化的效果。同样地,中央通道前部板厚为1.5mm,后部板厚为1.2mm,前部属于乘员保护区。
TRB是通过计算机实时控制和调整轧辊的间距,以获取沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板材。
与TWB相比,TRB成型性能更佳,有连续、光滑的表面,可作车身外覆盖件。但受设备的限制,连续变截面板厚度变化有局限,而且不能把不同材料轧在一起。因此目前激光焊接板应用更广,将来连续变截面板的应用也会越来越多。
PB是指将两块钢板先搭接在一起然后一起放入模型进行冲压成型的工艺。目前在某车型的门槛加强板上也得到应用,如图6所示。这样使车身具有更好的碰撞安全性,同时还节省了使两个零件连接的焊接工序。结语
车身轻量化技术是轻质材料、结构优化设计和先进制造工艺的集成应用。得益于近年来新材料研究的迅速发展,轻质材料可选范围不断扩大,但是目前高强度钢仍是最主要的应用最多的轻质材料。而结构优化设计则要依托CAE的辅助,不断采用更高效的仿真计算和优化方法,创新设计出更轻量化的结构是发展方向。而通过先进制造工艺实现轻量化,对厂家的制造工艺水平要求较高,因此国外欧美汽车制造商和国内合资厂运用较多。如何实现汽车的轻量化,达到最好的节能环保效果,应该根据产品定位,优化设计能力和制造工艺水平进行整体考虑,同时考虑成本因素,在满足车身刚度、结构安全性、疲劳耐久性、操控稳定性等前提下,选择最合适的轻量化途径,最终增强产品的竞争力。
第三篇:超高强度钢板热成形项目可行性研究分析报告
超高强度钢板热成形项目可行性研究分析报告
报告说明:
泓域咨询机构编写的《项目投资可行性研究报告》从系统总体出发,对技术、经济、财务、商业以至环境保护、法律等多个方面进行分析和论证,通过对的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查,在专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测,从而为客户提供全面的、客观的、可靠的投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。
《超高强度钢板热成形项目可行性研究报告》通过对超高强度钢板热成形项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究,从技术、经济、工程等角度对超高强度钢板热成形项目进行调查研究和分析比较,并对超高强度钢板热成形项目建成以后可能取得的经济效益和社会环境影响进行科学预测,为超高强度钢板热成形项目决策提供公正、可靠、科学的投资咨询意见。具体而言,本报告体现如下几方面价值:
——作为向超高强度钢板热成形项目建设所在地政府和规划部门备案的依据;
——作为筹集资金向银行申请贷款的依据;
——作为建设超高强度钢板热成形项目投资决策的依据;
——作为超高强度钢板热成形项目进行工程设计、设备订货、施工准备等基本建设前期工作的依据;
——作为超高强度钢板热成形项目拟采用的新技术、新设备的研制和进行地形、地质及工业性试验的依据;
——作为环保部门审查超高强度钢板热成形项目对环境影响的依据。泓域企划机构(简称“泓域企划”)成立于2011年,是一家专注于产业规划咨询、项目管理咨询、、商业品牌推广,并提供全方位解决方案的项目战略咨询及营销策划机构,在全行业中首创了“互联网+咨询策划”的服务模式,通过信息资源整合,可为客户定制提供“行业+项目+产品+品牌”的全案策划方案。
泓域企划是领先的信息咨询服务机构,主要针对企业单位、政府组织和金融机构,在产业研究、投资分析、市场调研等方面提供专业、权威的研究报告、数据产品和解决方案。作为一家专业的投资信息咨询机构,泓域咨询及其合作机构拥有国家发展和改革委员会工程咨询资格,其编写的可行性报告以质量高、速度快、分析详细、财务预测准确、服务好而在国内享有盛誉,已经累计完成上千个项目可行性研究报告、项目申请报告、资金申请报告的编写,可为企业快速推动投资项目提供专业服务。
泓域企划机构有国家工程咨询甲级资质,其超高强度钢板热成形项目可行性研究服务的专家团队均来自政府部门、设计研究院、科研高校、行业协会等权威机构,团队成员具有广泛社会资源及丰富的实际超高强度钢板热成形项目运作经验,能够有效地为客户提供超高强度钢板热成形项目可研专项
咨询服务,研究员长期的超高强度钢板热成形项目咨询经验可以保障报告产品的质量。
泓域咨询机构编写的《项目可行性研究报告》通过对项目科学深入的市场需求和供给分析、未来价格预测、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、节能减排、投资估算、资金筹措、盈利能力等方面的科学研究,从市场、技术、经济、工程等角度对项目进行调查研究和分析比较,并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行科学预测,为项目决策提供了公正的、可靠的、科学性的投资咨询意见。
超高强度钢板热成形项目可行性研究报告编写大纲—— 第一部分 超高强度钢板热成形项目总论
第二部分 超高强度钢板热成形项目建设背景、必要性、可行性 第三部分 超高强度钢板热成形项目产品市场分析 第四部分 超高强度钢板热成形项目产品规划方案 第五部分 超高强度钢板热成形项目建设地与土建总规 第六部分 超高强度钢板热成形项目环保、节能与劳动安全方案 第七部分 超高强度钢板热成形项目组织和劳动定员 第八部分 超高强度钢板热成形项目实施进度安排 第九部分 超高强度钢板热成形项目财务评价分析
第十部分 超高强度钢板热成形项目财务效益、经济和社会效益评价 第十一部分 超高强度钢板热成形项目风险分析及风险防控
第十二部分 超高强度钢板热成形项目可行性研究结论与建议
连云港,简称“连”,古称“海州”,江苏省省辖市。因面向连岛、背倚云台山,又因连云港港,得名连云港。连云港位于中国大陆东部沿海,长江三角洲北翼,江苏省东北部,山东丘陵与苏北平原结合部。东临黄海,与朝鲜、韩国、日本隔海相望;西与山东省临沂市和江苏省徐州市和宿迁市毗邻,南与江苏省淮安市和盐城市相连,北与山东省日照市接壤。连云港是中国首批14个沿海开放城市之
一、中国十大幸福城市、江苏沿海大开发的中心城市、国家创新型城市试点城市、国家东中西区域合作示范区、长三角区域经济一体化成员、《镜花缘》《西游记》文化发源地、新亚欧大陆桥东方桥头堡、新亚欧大陆桥经济走廊首个节点城市、丝绸之路经济带东方桥头堡、国际性港口城市、中国十大海港之一。连云港集“海”(连岛海滨浴场)、“古”(海州古城、民主路老街、连云老街、六朝一条街)、“神”(花果山)、“幽”(海上云台山)、“奇”(渔湾)、“泉”(东海温泉),是一座山、海、港、城相依相拥的城市。素有“东海第一胜境”之称。这里风景秀丽、环境优美,拥有江苏省大面积滨海湿地、海洋滩涂,境内通榆运河、生态渔业发达,自古以来就享有“鱼米之乡”之称。
超高强度钢板热成形项目可行性研究报告目录—— 第一部分 超高强度钢板热成形项目总论
总论作为可行性研究报告的首要部分,要综合叙述研究报告中各部分的主要问题和研究结论,并对超高强度钢板热成形项目的可行与否提出最终建
议,为可行性研究的审批提供方便。
一、超高强度钢板热成形项目背景
(一)超高强度钢板热成形项目名称
(二)超高强度钢板热成形项目的承办单位
(三)承担可行性研究工作的单位情况
(四)超高强度钢板热成形项目的主管部门
(五)超高强度钢板热成形项目建设内容、规模、目标
(五)超高强度钢板热成形项目建设地点
二、超高强度钢板热成形项目可行性研究主要结论
在可行性研究中,对超高强度钢板热成形项目的产品销售、原料供应、政策保障、技术方案、资金总额筹措、超高强度钢板热成形项目的财务效益和国民经济、社会效益等重大问题,都应得出明确的结论,主要包括:
(一)超高强度钢板热成形项目产品市场前景
(二)超高强度钢板热成形项目原料供应问题
(三)超高强度钢板热成形项目政策保障问题
(四)超高强度钢板热成形项目资金保障问题
(五)超高强度钢板热成形项目组织保障问题
(六)超高强度钢板热成形项目技术保障问题
(七)超高强度钢板热成形项目人力保障问题
(八)超高强度钢板热成形项目风险控制问题
(九)超高强度钢板热成形项目财务效益结论
(十)超高强度钢板热成形项目社会效益结论
(十一)超高强度钢板热成形项目可行性综合评价
三、主要技术经济指标表
在总论部分中,可将研究报告中各部分的主要技术经济指标汇总,列出主要技术经济指标表,使审批和决策者对超高强度钢板热成形项目作全貌了解。
四、存在问题及建议
对可行性研究中提出的超高强度钢板热成形项目的主要问题进行说明并提出解决的建议。
第二部分 超高强度钢板热成形项目建设背景、必要性、可行性 这一部分主要应说明超高强度钢板热成形项目发起的背景、投资的必要性、投资理由及超高强度钢板热成形项目开展的支撑性条件等等。
一、超高强度钢板热成形项目建设背景
(一)国家或行业发展规划
(二)超高强度钢板热成形项目发起人以及发起缘由
二、超高强度钢板热成形项目建设必要性
连云港,简称“连”,古称“海州”,江苏省省辖市。因面向连岛、背倚云台山,又因连云港港,得名连云港。连云港位于中国大陆东部沿海,长江三角洲北翼,江苏省东北部,山东丘陵与苏北平原结合部。东临黄海,与朝鲜、韩国、日本隔海相望;西与山东省临沂市和江苏省徐州市和宿迁市毗邻,南与江苏省淮安市和盐城市相连,北与山东省日照市接壤。连云港是中国首
批14个沿海开放城市之
一、中国十大幸福城市、江苏沿海大开发的中心城市、国家创新型城市试点城市、国家东中西区域合作示范区、长三角区域经济一体化成员、《镜花缘》《西游记》文化发源地、新亚欧大陆桥东方桥头堡、新亚欧大陆桥经济走廊首个节点城市、丝绸之路经济带东方桥头堡、国际性港口城市、中国十大海港之一。连云港集“海”(连岛海滨浴场)、“古”(海州古城、民主路老街、连云老街、六朝一条街)、“神”(花果山)、“幽”(海上云台山)、“奇”(渔湾)、“泉”(东海温泉),是一座山、海、港、城相依相拥的城市。素有“东海第一胜境”之称。这里风景秀丽、环境优美,拥有江苏省大面积滨海湿地、海洋滩涂,境内通榆运河、生态渔业发达,自古以来就享有“鱼米之乡”之称。
“十二五”时期,全市上下认真贯彻落实党中央、国务院和省委、省政府决策部署,紧扣主题主线,落实“一带一路”战略,推动沿海开发和国家东中西区域合作示范区建设,综合实力显著增强,产业转型升级步伐加快,改革开放和区域合作取得新进展,重大基础设施建设加快推进,城乡面貌不断改善,民生幸福和社会管理水平持续提升。综合实力显著增强。经济总量突破2000亿,2015年实现地区生产总值2160亿元,在2010年基础上年均增长11.6%。完成固定资产投资2103亿元,年均增长20.8%。完成一般公共预算收入293亿元,年均增长15.7%;社会消费品零售总额740.5亿元,年均增长14.8%。沿海开发步入快车道,获批设立国家东中西区域合作示范区,入选国家七大石化产业基地。基础设施体系日趋完善。产业基础不断夯实,开发园区集约化开发水平不断提升,国家级石化产业基地获批,临港产业区
成为经济发展新的增长板块。创新驱动取得重大进展。高新技术产业产值年均增长26%,高新技术产业产值占规模以上工业总产值比重达39%。创新能力得到提升,全社会研发投入占地区生产总值的比重从1.2%提高到1.7%,科技进步贡献率由41%提高到53%,连续获评“全国科技进步先进市”,被认定为国家创新型试点城市和国家知识产权试点城市。连云港高新区升格为国家级高新区。在重点产业领域突破一批关键核心技术;医药创新累计承担“新药创制”国家科技重大专项59项,居全国地级城市首位。省级以上研发机构数达到179家。
三、超高强度钢板热成形项目建设可行性
(一)经济可行性
——坚持创业兴业,促进就业。把推动创业兴业作为打造经济增长新引擎、培育壮大市场主体、促进就业的一项重要举措。大力扶持小微企业,扩大就业规模。弘扬创业精神,培育创业主体,完善创业服务,提高创业兴业能力和吸纳就业能力。
(二)政策可行性
——高端发展。把结构调整作为主攻方向,突出比较优势,攻克一批高端技术,培育一批高端产品,形成一批高端产业,打造一批高端品牌,率先形成引领和带动产业升级的先进制造产业体系。
(三)技术可行性
各级工业和信息化主管部门要充分认识工业绿色发展的重大意义,将推进工业绿色发展作为推动生态文明建设的一项重要任务,加强组织领导,积
极会同相关部门健全工作机制,结合实际情况提出加快推进工业绿色发展的目标任务和工作方案,加强地方规划与本规划的衔接。建立责任明确、协调有序、监管有力的工业绿色发展工作体系,切实履行职责,进一步强化目标责任评价考核,加强监督检查,保障规划目标和任务的完成。充分发挥行业协会、产业联盟等的桥梁纽带作用,推动重点行业绿色发展。
(四)模式可行性
以特种金属功能材料、高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料为发展重点,加快研发先进熔炼、凝固成型、气相沉积、型材加工、高效合成等新材料制备关键技术和装备,加强基础研究和体系建设,突破产业化制备瓶颈。积极发展军民共用特种新材料,加快技术双向转移转化,促进新材料产业军民融合发展。高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响,做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。加快基础材料升级换代。
(五)组织和人力资源可行性
第三部分 超高强度钢板热成形项目产品市场分析
市场分析在可行性研究中的重要地位在于,任何一个超高强度钢板热成形项目,其生产规模的确定、技术的选择、投资估算甚至厂址的选择,都必须在对市场需求情况有了充分了解以后才能决定。而且市场分析的结果,还可以决定产品的价格、销售收入,最终影响到超高强度钢板热成形项目的盈利性和可行性。在可行性研究报告中,要详细研究当前市场现状,以此作为后期决策的依据。
一、超高强度钢板热成形项目产品市场调查
(一)超高强度钢板热成形项目产品国际市场调查
(二)超高强度钢板热成形项目产品国内市场调查
(三)超高强度钢板热成形项目产品价格调查
(四)超高强度钢板热成形项目产品上游原料市场调查
(五)超高强度钢板热成形项目产品下游消费市场调查
(六)超高强度钢板热成形项目产品市场竞争调查
二、超高强度钢板热成形项目产品市场预测
市场预测是市场调查在时间上和空间上的延续,利用市场调查所得到的信息资料,对本超高强度钢板热成形项目产品未来市场需求量及相关因素进行定量与定性的判断与分析,从而得出市场预测。在可行性研究工作报告中,市场预测的结论是制订产品方案,确定超高强度钢板热成形项目建设规模参考的重要根据。
(一)超高强度钢板热成形项目产品国际市场预测
(二)超高强度钢板热成形项目产品国内市场预测
(三)超高强度钢板热成形项目产品价格预测
(四)超高强度钢板热成形项目产品上游原料市场预测
(五)超高强度钢板热成形项目产品下游消费市场预测
(六)超高强度钢板热成形项目发展前景综述 第四部分 超高强度钢板热成形项目产品规划方案
一、超高强度钢板热成形项目产品产能规划方案
二、超高强度钢板热成形项目产品工艺规划方案
(一)工艺设备选型
(二)工艺说明
(三)工艺流程
三、超高强度钢板热成形项目产品营销规划方案
(一)营销战略规划
(二)营销模式
在商品经济环境中,企业要根据市场情况,制定合格的销售模式,争取扩大市场份额,稳定销售价格,提高产品竞争能力。因此,在可行性研究报告中,要对市场营销模式进行详细研究。
1、投资者分成
2、企业自销
3、国家部分收购
4、经销人代销及代销人情况分析
(三)促销策略
第五部分 超高强度钢板热成形项目建设地与土建总规
一、超高强度钢板热成形项目建设地
(一)超高强度钢板热成形项目建设地地理位置
(二)超高强度钢板热成形项目建设地自然情况
(三)超高强度钢板热成形项目建设地资源情况
(四)超高强度钢板热成形项目建设地经济情况
(五)超高强度钢板热成形项目建设地人口情况
二、超高强度钢板热成形项目土建总规
(一)超高强度钢板热成形项目厂址及厂房建设
1、厂址
2、厂房建设内容
3、厂房建设造价
(二)土建总图布置
1、平面布置。列出超高强度钢板热成形项目主要单项工程的名称、生产能力、占地面积、外形尺寸、流程顺序和布置方案。
2、竖向布置(1)场址地形条件(2)竖向布置方案
(3)场地标高及土石方工程量
3、技术改造超高强度钢板热成形项目原有建、构筑物利用情况
4、总平面布置图(技术改造超高强度钢板热成形项目应标明新建和原有以及拆除的建、构筑物的位置)
5、总平面布置主要指标表
(三)场内外运输
1、场外运输量及运输方式
2、场内运输量及运输方式
3、场内运输设施及设备
(四)超高强度钢板热成形项目土建及配套工程
1、超高强度钢板热成形项目占地
2、超高强度钢板热成形项目土建及配套工程内容
(五)超高强度钢板热成形项目土建及配套工程造价
(六)超高强度钢板热成形项目其他辅助工程
1、供水工程
2、供电工程
3、供暖工程
4、通信工程
5、其他
第六部分 超高强度钢板热成形项目环保、节能与劳动安全方案 在超高强度钢板热成形项目建设中,必须贯彻执行国家有关环境保护、能源节约和职业安全方面的法规、法律,对超高强度钢板热成形项目可能造成周边环境影响或劳动者健康和安全的因素,必须在可行性研究阶段进行论证分析,提出防治措施,并对其进行评价,推荐技术可行、经济,且布局合理,对环境有害影响较小的最佳方案。按照国家现行规定,凡从事对环境有影响的建设超高强度钢板热成形项目都必须执行环境影响报告书的审批制度,同时,在可行性研究报告中,对环境保护和劳动安全要有专门论述。
一、超高强度钢板热成形项目环境保护
(一)超高强度钢板热成形项目环境保护设计依据
(二)超高强度钢板热成形项目环境保护措施
(三)超高强度钢板热成形项目环境保护评价
二、超高强度钢板热成形项目资源利用及能耗分析
(一)超高强度钢板热成形项目资源利用及能耗标准
(二)超高强度钢板热成形项目资源利用及能耗分析
三、超高强度钢板热成形项目节能方案
(一)超高强度钢板热成形项目节能设计依据
(二)超高强度钢板热成形项目节能分析
四、超高强度钢板热成形项目消防方案
(一)超高强度钢板热成形项目消防设计依据
(二)超高强度钢板热成形项目消防措施
(三)火灾报警系统
(四)灭火系统
(五)消防知识教育
五、超高强度钢板热成形项目劳动安全卫生方案
(一)超高强度钢板热成形项目劳动安全设计依据
(二)超高强度钢板热成形项目劳动安全保护措施 第七部分 超高强度钢板热成形项目组织和劳动定员
在可行性研究报告中,根据超高强度钢板热成形项目规模、超高强度钢板热成形项目组成和工艺流程,研究提出相应的企业组织机构,劳动定员总数及劳动力来源及相应的人员培训计划。
一、超高强度钢板热成形项目组织
(一)组织形式
(二)工作制度
二、超高强度钢板热成形项目劳动定员和人员培训
(一)劳动定员
(二)年总工资和职工年平均工资估算
(三)人员培训及费用估算
第八部分 超高强度钢板热成形项目实施进度安排
超高强度钢板热成形项目实施时期的进度安排是可行性研究报告中的一个重要组成部分。超高强度钢板热成形项目实施时期亦称投资时间,是指从正式确定建设超高强度钢板热成形项目到超高强度钢板热成形项目达到正常生产这段时期,这一时期包括超高强度钢板热成形项目实施准备,资金筹集安排,勘察设计和设备订货,施工准备,施工和生产准备,试运转直到竣工验收和交付使用等各个工作阶段。这些阶段的各项投资活动和各个工作环节,有些是相互影响的,前后紧密衔接的,也有同时开展,相互交叉进行的。因此,在可行性研究阶段,需将超高强度钢板热成形项目实施时期每个阶段的工作环节进行统一规划,综合平衡,作出合理又切实可行的安排。
一、超高强度钢板热成形项目实施的各阶段
(一)建立超高强度钢板热成形项目实施管理机构
(二)资金筹集安排
(三)技术获得与转让
(四)勘察设计和设备订货
(五)施工准备
(六)施工和生产准备
(七)竣工验收
二、超高强度钢板热成形项目实施进度表
三、剂超高强度钢板热成形项目实施费用
(一)建设单位管理费
(二)生产筹备费
(三)生产职工培训费
(四)办公和生活家具购置费
(五)其他应支出的费用
第九部分 超高强度钢板热成形项目财务评价分析
一、超高强度钢板热成形项目总投资估算
二、超高强度钢板热成形项目资金筹措
一个建设超高强度钢板热成形项目所需要的投资资金,可以从多个来源渠道获得。超高强度钢板热成形项目可行性研究阶段,资金筹措工作是根据对建设超高强度钢板热成形项目固定资产投资估算和流动资金估算的结果,研究落实资金的来源渠道和筹措方式,从中选择条件优惠的资金。可行性研究报告中,应对每一种来源渠道的资金及其筹措方式逐一论述。并附有必要的计算表格和附件。可行性研究中,应对下列内容加以说明:
(一)资金来源
(二)超高强度钢板热成形项目筹资方案
三、超高强度钢板热成形项目投资使用计划
(一)投资使用计划
(二)借款偿还计划
四、超高强度钢板热成形项目财务评价说明&财务测算假定
(一)计算依据及相关说明
(二)超高强度钢板热成形项目测算基本设定
五、超高强度钢板热成形项目总成本费用估算
(一)直接成本
(二)工资及福利费用
(三)折旧及摊销
(四)工资及福利费用
(五)修理费
(六)财务费用
(七)其他费用
(八)财务费用
(九)总成本费用
六、销售收入、销售税金及附加和增值税估算
(一)销售收入
(二)销售税金及附加
(三)增值税
(四)销售收入、销售税金及附加和增值税估算
七、损益及利润分配估算
八、现金流估算
(一)超高强度钢板热成形项目投资现金流估算
(二)超高强度钢板热成形项目资本金现金流估算
九、不确定性分析
在对建设超高强度钢板热成形项目进行评价时,所采用的数据多数来自预测和估算。由于资料和信息的有限性,将来的实际情况可能与此有出入,这对超高强度钢板热成形项目投资决策会带来风险。为避免或尽可能减少风险,就要分析不确定性因素对超高强度钢板热成形项目经济评价指标的影响,以确定超高强度钢板热成形项目的可靠性,这就是不确定性分析。
根据分析内容和侧重面不同,不确定性分析可分为盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析。在可行性研究中,一般要进行的盈亏平衡平分析、敏感性分配和概率分析,可视超高强度钢板热成形项目情况而定。
(一)盈亏平衡分析
(二)敏感性分析
第十部分 超高强度钢板热成形项目财务效益、经济和社会效益评价 在建设超高强度钢板热成形项目的技术路线确定以后,必须对不同的方案进行财务、经济效益评价,判断超高强度钢板热成形项目在经济上是否可行,并比选出优秀方案。本部分的评价结论是建议方案取舍的主要依据之一,也是对建设超高强度钢板热成形项目进行投资决策的重要依据。本部分就可行性研究报告中财务、经济与社会效益评价的主要内容做一概要说明:
一、财务评价
财务评价是考察超高强度钢板热成形项目建成后的获利能力、债务偿还能力及外汇平衡能力的财务状况,以判断建设超高强度钢板热成形项目在财务上的可行性。财务评价多用静态分析与动态分析相结合,以动态为主的办法进行。并用财务评价指标分别和相应的基准参数——财务基准收益率、行业平均投资回收期、平均投资利润率、投资利税率相比较,以判断超高强度钢板热成形项目在财务上是否可行。
(一)财务净现值
财务净现值是指把超高强度钢板热成形项目计算期内各年的财务净现金流量,按照一个设定的标准折现率(基准收益率)折算到建设期初(超高强度钢板热成形项目计算期第一年年初)的现值之和。财务净现值是考察超高强度钢板热成形项目在其计算期内盈利能力的主要动态评价指标。如果超高强度钢板热成形项目财务净现值等于或大于零,表明超高强度钢板热成形项目的盈利能力达到或超过了所要求的盈利水平,超高强度钢板热成形项目财务上可行。
(二)财务内部收益率(FIRR)
财务内部收益率是指超高强度钢板热成形项目在整个计算期内各年财务净现金流量的现值之和等于零时的折现率,也就是使超高强度钢板热成形项目的财务净现值等于零时的折现率。财务内部收益率是反映超高强度钢板热成形项目实际收益率的一个动态指标,该指标越大越好。一般情况下,财务内部收益率大于等于基准收益率时,超高强度钢板热成形项目可行。
(三)投资回收期Pt 投资回收期按照是否考虑资金时间价值可以分为静态投资回收期和动态投资回收期。以动态回收期为例:
(l)计算公式
动态投资回收期的计算在实际应用中根据超高强度钢板热成形项目的现金流量表,用下列近似公式计算:Pt=(累计净现金流量现值出现正值的年数-1)+上一年累计净现金流量现值的绝对值/出现正值年份净现金流量的现值
(2)评价准则
1)Pt≤Pc(基准投资回收期)时,说明超高强度钢板热成形项目(或方案)能在要求的时间内收回投资,是可行的;
2)Pt>Pc时,则超高强度钢板热成形项目(或方案)不可行,应予拒绝。
(四)超高强度钢板热成形项目投资收益率ROI 超高强度钢板热成形项目投资收益率是指超高强度钢板热成形项目达到设计能力后正常年份的年息税前利润或营运期内年平均息税前利润(EBIT)与超高强度钢板热成形项目总投资(TI)的比率。总投资收益率高于同行业的收益率参考值,表明用总投资收益率表示的盈利能力满足要求。
ROI≥部门(行业)平均投资利润率(或基准投资利润率)时,超高强度钢板热成形项目在财务上可考虑接受。
(五)超高强度钢板热成形项目投资利税率
超高强度钢板热成形项目投资利税率是指超高强度钢板热成形项目达到设计生产能力后的一个正常生产年份的年利润总额或平均年利润总额与销售税金及附加与超高强度钢板热成形项目总投资的比率,计算公式为:投资利税率=年利税总额或年平均利税总额/总投资×100%投资利税率≥部门(行业)平均投资利税率(或基准投资利税率)时,超高强度钢板热成形项目在财务上可考虑接受。
(六)超高强度钢板热成形项目资本金净利润率(ROE)
超高强度钢板热成形项目资本金净利润率是指超高强度钢板热成形项目达到设计能力后正常年份的年净利润或运营期内平均净利润(NP)与超高强度钢板热成形项目资本金(EC)的比率。超高强度钢板热成形项目资本金净利润率高于同行业的净利润率参考值,表明用超高强度钢板热成形项目资本金净利润率表示的盈利能力满足要求。
(七)超高强度钢板热成形项目测算核心指标汇总表
二、国民经济评价
国民经济评价是超高强度钢板热成形项目经济评价的核心部分,是决策部门考虑超高强度钢板热成形项目取舍的重要依据。建设超高强度钢板热成形项目国民经济评价采用费用与效益分析的方法,运用影子价格、影子汇率、影子工资和社会折现率等参数,计算超高强度钢板热成形项目对国民经济的净贡献,评价超高强度钢板热成形项目在经济上的合理性。国民经济评价采用国民经济盈利能力分析和外汇效果分析,以经济内部收益率(EIRR)作为主要的评价指标。根据超高强度钢板热成形项目的具体特点和实际需要也可
计算经济净现值(ENPV)指标,涉及产品出口创汇或替代进口节汇的超高强度钢板热成形项目,要计算经济外汇净现值(ENPV),经济换汇成本或经济节汇成本。
三、社会效益和社会影响分析
在可行性研究中,除对以上各项指标进行计算和分析以外,还应对超高强度钢板热成形项目的社会效益和社会影响进行分析,也就是对不能定量的效益影响进行定性描述。
第十一部分 超高强度钢板热成形项目风险分析及风险防控
一、建设风险分析及防控措施
二、法律政策风险及防控措施
三、市场风险及防控措施
四、筹资风险及防控措施
五、其他相关粉线及防控措施
第十二部分 超高强度钢板热成形项目可行性研究结论与建议
一、结论与建议
根据前面各节的研究分析结果,对超高强度钢板热成形项目在技术上、经济上进行全面的评价,对建设方案进行总结,提出结论性意见和建议。主要内容有:
1、对推荐的拟建方案建设条件、产品方案、工艺技术、经济效益、社会效益、环境影响的结论性意见
2、对主要的对比方案进行说明
3、对可行性研究中尚未解决的主要问题提出解决办法和建议
4、对应修改的主要问题进行说明,提出修改意见
5、对不可行的超高强度钢板热成形项目,提出不可行的主要问题及处理意见
6、可行性研究中主要争议问题的结论
二、附件
凡属于超高强度钢板热成形项目可行性研究范围,但在研究报告以外单独成册的文件,均需列为可行性研究报告的附件,所列附件应注明名称、日期、编号。
1、超高强度钢板热成形项目建议书(初步可行性研究报告)
2、超高强度钢板热成形项目立项批文
3、厂址选择报告书
4、资源勘探报告
5、贷款意向书
6、环境影响报告
7、需单独进行可行性研究的单项或配套工程的可行性研究报告
8、需要的市场预测报告
9、引进技术超高强度钢板热成形项目的考察报告
10、引进外资的名类协议文件
11、其他主要对比方案说明
12、其他
三、附图
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第四篇:汽车用高强度钢板发展趋势-图文.
高强度钢板发展趋势
一百多年来, 钢铁一直是汽车工业的基础, 虽然汽车制造中塑料和铝镁合金 的用量不断增加, 但钢铁材料仍是汽车用材的主体。选择低厚度的高强度钢板取 代传统的低强度钢板是汽车轻量化的一个有效的方法。与铝、镁合金和复合材料 相比较, 高强度钢板的原材料和制造成本较低, 使其在汽车新材料的应用中更加 具有竞争力。
1.高强度钢的定义、分类与特点 1.1 定义与分类
对于高强度钢和超高强度钢, 目前并没有一个统一的定义。有人认为抗拉强 度超过 340MPa 的称为高强度钢。瑞典将钢板强度级别分为普通强度钢(MS、高 强度钢(HS和超高强度钢(EHS。
一般有两个分类的依据:屈服强度和抗拉强度。我们总结了目前对于高强度 钢板分类的几种方法和依据,如表 5-7所示。
表 5-7高强度钢板的分类方法
ULSAB — A VC 联合会认为对钢种分类的规范化非常重要,按习惯定义屈服 强度(YS和抗拉强度(TS,将钢种标记为 XX aaa/bbb。其中, XX 为钢种类型, aaa 为最低屈服强度(MPa, bbb 为最低抗拉强度(MPa。钢种的标志符号统一如 下: 传统钢种:低碳钢、无间隙原子钢、各向同性钢、烘烤硬化钢、碳-锰钢、低合金高强度钢。
先进高强度钢钢种:双相钢、复相钢、相变诱发塑性钢、马氏体钢。例如,钢种 DP500/800是指双相钢,其最低屈服强度为 500MPa ,最低抗 拉强度为 800MPa。按照 ULSAB 所采用的术语,将屈服强度为 210~550MPa 的 钢定义为高强度钢(HSS,屈服强度为 550MPa 的钢定义为超高强度锕(UHSS, 而先进高强度钢(AHSS的屈服强度覆盖于 HSS 和 UHSS 之间的强度范围。下图 给出了钢板的分类情况及其屈服强度和延伸率的对应关系。
1.2
2、高烘烤硬化性能;
3、能量吸收率较高;
4、高的疲劳强度和长的疲劳寿命;
5、高的防撞和抗凹性能。
尽管高强度钢有上述诸多优点,但其在其使用过程中也存在一定的瓶颈问 题。一是由于屈服强度高,增加了塑性变形的不均匀性,冲压成形性差,起皱、开裂、塑性变形不足等缺陷更难解决;二是由于高强度钢板屈服强度高, 致使高 强度钢板的冲压回弹量加大, 使零件的成形精度更加难以控制。有效地解决这两 个瓶颈问题的
方法:一是传统的基于经验、类比的试冲和试做的方法。二是基于 冲压仿真技术的高强度钢板冲压成形性改进和成形精度控制方法, 由于其快速反 应和低成本日益成为板成形领域的研究热点。
IF – 无间隙原子钢 LC – 低碳钢 BH – 烘烤硬化钢 HSLA – 刚强低合金钢 DP – 双相钢
FB – 铁素体-贝氏体钢 TRIP – 相变诱导发塑性钢 MP – 复相钢
2.高强度钢板在汽车上的应用
目前, 国外汽车公司在相当比例的轿车零件上应用了高强度钢板, 日本五家 最大的汽车公司轿车零件高强度钢板的应用比例 80年代为 15%, 90年代超过 30%,在本世纪初新开发的车型高强度钢板使用比例最高达 52%。图 5-2为欧洲 和日本某汽车公司 1980~2000年高强度钢在白车身中的应用比例。由图可以看 出,两家公司所采用的高强度钢均呈现逐年上升的变化趋势。
1994年,由世界主要钢板制造厂家支持的 ULSAB-A VC(Ultra Light Steel Auto Body-Advance Vehicle Concept 项目启动,该项目是从整体上研究和开发 新一代钢铁材料的汽车结构车身。其更是把整个车身 90%的冲压件使用高强度钢 板和超高强度钢板作为目标,通过使用高强钢(HSS和先进高强钢(AHSS,向人 们展示了降低汽车重量的巨大潜力。ULSAB 项目除了研究高强度钢板在汽车上 的应用外还研究
了新的制造技术(如激光拼焊技术等 ,以便在汽车制造中灵活 地使用高强度钢。下图为 ULSAB-A VC 项目组统计出的未来汽车材料的组成结 构。
图 5-2 高强度钢在白车身中的比例
a 按屈服强度级别 b 按钢种
图 5-3 未来汽车材料的组成
在日本, 车身零件实际应用高强度钢板始于 20世纪 70年代。二次石油危机 后, 高强度钢板的使用率越来越高。最早应用于车身外表件, 然后才用到内部零 件和结构件。目前,日本悬架结构件和支撑件的抗拉强度已达 800~1000MPa。抗拉强度 410MPa 的高强度钢板多用于内部件。日本 NKK 公司开发了汽车外壳 用 45kg 级高强度钢板,已在新车型上采用。该钢种是通过钢结晶微细化获得高 强度的。日本川崎制钢公司最近开发了 TS980MPa 级高强度钢板 CHLY980。该 公司对提高延伸率的金相组织进行了研究, 通过优化钢的成分、热轧和退火工艺, 生产出硬质低温相变组织为第二相、铁素体为主相的复合组织钢板.目前已应用 于挡泥板、冲击梁等高安全性要求的零件。日本神户制钢公司开发了双相组织的 590~780MPa 级合金化热镀锌钢板和 590MPa 级残余奥氏体钢板。
在欧洲,高强度钢板也得到广泛的应用。德国的欧宝(Opel、大众(V olkswagen、宝马(BMW ,法国的标致(Peugeot 等汽车厂家的产品都不 同程度用上了高强度钢板。
图 5-4 某款 VOLVO 的材料构成示意图
上图为欧宝某型汽车的高强度钢的应用情况。围绕高强度钢板的研发也在不 断地进行中,瑞典 SSAB 钢板有限公司开发出铁素体 +马氏体组织的特高强度冷 轧薄钢板,其屈服强度达到 700MPa。
目前,北美汽车工业和钢铁产业正在积极推进高强度钢(HSS和超高强度钢(UHSS的研究与应用。并在 ULSAB 的基础上,积极推进 ULSAB — A VC 计划, 成为与铝、镁轻金属合金分庭抗礼的一大亮点。近几年在 PNGV 计划的驱动下, 高强度钢在北美汽车用材中得到迅速发展。高强度钢的应用已由 1997年 6%的 比例上升到 2002年的 45%。预计在今后几年中将会得到更进一步的发展。北美
汽车零部件应用钢的趋势情况见 表 5-8。表 5-8 汽车零部件钢的应用趋势
随着国外轿车车身零件上的高强度钢板应用日益增加, 国内轿车车身零件应 用高强度钢板也呈现上升趋势。为了适应这种趋势,近年来宝钢自主开发了一批 高强度钢板,三期工程又引进了一批高强度钢板品种,除 DP 钢、TRIP 钢等, 品种已相对比较齐全。在上海大众 POLO、一汽海南普利马、风神、长安铃木以 及天津丰田的一些零件也在应用高强度钢板。从这些车型的情况看, 高强度钢板 应在外覆盖件和内板件的梁、立柱、加强件等零部件上。根据目前国内外的汽车 高强钢板的现状,总结各类高强度钢板在汽车上的应用趋势大致如表 5-9所示。
为满足减轻车体重量和提高冲撞安全性能的需要, 扩大高强度钢板的使用无 疑是最佳的方法之一。由于先进高强度钢在强度、抗腐蚀具有一定的相对优越性 能, 随着先进高强度钢应用技术的进一步成熟, 其必将有利于进一步提高汽车的 安全性、环保性及节能性。因此, 先进高强度钢将会在部分汽车零部件上应用有 着比铝、镁合金更大的优势等。
材料工作的方向也将围绕“更安全、更节能、更环保”的造车理念展开。高 强度钢板使用将对提高整车安全性能、降低能耗和排放等方面都将有重要的意 义。
此外,随着公司的发展壮大,汽车结构将趋于合理,中、高级轿车的比例将 进一步增加, 高强度钢板的应用比例即将进一步提高。因此, 公司需加大对高强 钢板应用开发的投入, 积极联合高校和科研机构、原材料厂商和零部件厂商, 共 同开发,产生连锁效应,有利于集中力量攻克难关,节约开发成本,做必要的技 术储备,提高产品的市场竞争力。
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第五篇:汽车研发:轻量化之车身新材料简介及应用!
汽车研发:轻量化之车身新材料简介及应用!
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一、汽车新材料简介现代对汽车性能要求越来越高,轻量化、节能降耗和降低排放污染是现在汽车发展的趋势,而轻量化必须从改进汽车的材料出发,研制性能更好更轻的汽车材料从而减少能源消耗,进而降低排放污染,汽车材料的发展是汽车技术发展的重要方面,新材料新工艺对于汽车工业的发展是至关重要的,而汽车车身轻量化并非是简单地将汽车重量减轻,而是在保证车身的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车车身质量,同时要保证汽车车身的制造成本在合理范围内。
二、车身新材料的种类1镀锌钢板随着汽车工业发展,为了提高车体使用寿命和增强车体材料的抗腐性能,镀锌钢板得到广泛使用。由于在目前汽车车身制造中,主要采用电阻点焊方法,与无镀层钢板相比,镀锌钢板的点焊过程中还存在一些问题:1)先于钢板熔化的锌层容易分流,致使焊接电流密度减小;2)锌层表面烧损、污染电极而使电极寿命降低;3)锌层电阻率低,接触电阻小;4)容易产生焊接飞溅、裂纹及气孔等缺陷。2高强度钢板从前的高强度钢板,拉延强度虽高于低碳钢板,但延伸率只有后者的50%,故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素,经各种处理轧制而成,其抗拉强度高达420N/mm2,是普通低碳钢板的2~3倍,深拉延性能极好,可轧制成很薄的钢板,是车身轻量化的重要材料,对减重和改进车身性能起到了良好的作用。低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度IF冷轧钢板等,车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。1)含磷高强度冷轧钢板含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板,也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为:A.具有较高强度,比普通冷轧钢板高15%~25%;B.良好的强度和塑性平衡,即随着强度的增加,伸长率和应变硬化指数下降甚微;C.具有良好的耐腐蚀性,比普通冷轧钢板提高20%;D.具有良好的点焊性能。2)烘烤硬化冷轧钢板经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理,屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度,是车身外板轻量化设计首选材料之一。3)冷轧双向钢板具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点,如经烤漆后其强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件,如车门加强板、保险杠等。4)超低碳高强度冷轧钢板在超低碳钢(C≤0.005%)中加入适量的钛或铌,以保证钢板的深冲性能,再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性与高强度的结合,特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。5)轻量化迭层钢板这种钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料,表层钢板厚度为0.2~0.3mm,塑料层的厚度占总厚度的25%~65%。与具有同样刚度的单层钢板相比,质量只有57%。隔热防振性能良好,主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。3铝合金与汽车钢板相比,铝合金具有密度小(2.7g/cm3)、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点,技术成熟。德国大众公司的新型奥迪A2型轿车,由于采用了全铝车身骨架和外板结构,使其总质量减少135kg,比传统钢材料车身减轻43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件,车身零件数量从50个减至29个,车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高60%,还比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都可以回收再生利用,深受环保人士的欢迎。
根据车身结构设计的需要,采用激光束压合成型工艺,将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型,再在表面涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性。4镁合金和钛合金镁的密度为1.8g/cm3,仅为钢材密度的35%,铝材密度的66%。此外它的比强度、比刚度高,阻尼性、导热性好,电磁屏蔽能力强,尺寸稳定性好,因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富,镁可从石棉、白云石、滑石中提取,特别是海水的盐分中含3.7%的镁。近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20%。铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。另一种镁合金制成的车门,它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成,每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10kg,且刚度极高。随着压铸技术的进步,已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件,如前、后挡板、仪表盘、方向盘等。钛的比重为4.6g/cm3,仅是铁的1/2,但强度和硬度超过了钢,且不易生锈。用钛合金铸造的汽车发动机部件更轻、更坚固和更耐腐蚀,钛合金车身可以承受更大的作用力。5泡沫合金板泡沫合金板由粉末合金制成,其特点是密度小,仅为0.4~0.7g/cm3,弹性好,当受力压缩变形后,可凭自身的弹性恢复原料形状。泡沫合金板种类繁多,除了泡沫铝合金板外,还有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等,可根据不同的需要进行选择。由于泡沫合金板的特殊性能,特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能,深受汽车制造商的青睐。目前,用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。6蜂窝夹芯复合板蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。根据夹芯材料的不同,可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等;面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点,故在汽车车身上获得较多应用,如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。英国发明了一种以聚丙烯作芯,钢板为面板的薄夹层板用以替代钢制车身外板,使零件质量减轻了50%~60%,且易于冲压成型。7工程塑料与通用塑料相比,工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点,且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。二十世纪七十年代起,以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车工业中被广泛采用。福特公司开发的LTD试验车,塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果。中国工程塑料工业普遍存在工艺落后、设备陈旧、规模小、品种少、质量不稳定的状况,而且价格高,缺乏市场竞争力。工程塑料在汽车上的应用仅相当于国外上世纪八十年代的水平。如上海桑塔纳轿车塑料用量仅为2.86kg/辆,红旗CA7228型轿车为2.4kg/辆,而日本轿车平均为14kg/辆,宝马则更高,为35.64kg/辆。但这种局面将很快被打破,由上海普利特复合材料有限公司投资新建、国内最大的汽车用高性能ABS工程塑料生产基地日前在上海建成投产。此项目引进了世界先进的工程塑料生成线和试验检测仪器等设备,形成了年产15,000吨高性能ABS工程塑料的能力。8高强度纤维复合材料高强度纤维复合材料,特别是碳纤维复合材料(CFRP),因其质量小,而且具有高强度、高刚性,有良好的耐蠕变与耐腐蚀性,因而是很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用,美国开展的最好。二十世纪八十年代后期,复合材料车身外覆件得到大量的应用和推广,如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等,甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。据统计,在欧美等国汽车复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33%左右,并继续呈增长态势,复合材料作为汽车车身的外覆件来说,无论从设计还是生产制造、应用都已成熟,并已从车身外覆件的使用向汽车的内饰件和结构件方向发展。上海通用柳州汽车公司和东风公司计划推出全复合材料车身的家庭用小轿车。9陶瓷材料由于陶瓷本身具有的特殊力学性能以及对热、电、光等的物理性能,陶瓷材料特别是特种陶瓷在汽车上的应用日益受到人们的重视。我国已成功研制钛酸铝陶瓷-铝合金复合排气管、氮化硅陶瓷柴油机涡轮增压转子和球轴承等汽车部件。
汽车的构造材料可反映人类所应用材料的技术水平。目前,6类主要材料如钢﹑铁﹑塑料﹑铝﹑橡胶﹑玻璃共占轿车质量的90%,其余10%为其他多种材料,包括有色金属(铜、铅、锌、锡等),车中装备的液体(燃油、润滑剂、其他油品和水基液等),油漆、纤维制品。
三、新型功能材料1稀土材料中国稀土资源丰富,居世界前列。世界已探明的稀土储量中国占世界已探明资源的80%,为我国大力开发稀土材料提供了得天独厚的条件。使用汽车废气净化催化剂是控制汽车废气排放、减少污染的最有效的手段。含稀土的汽车废气净化催化剂价格低、热稳定性好、活性较高,使用寿命长,引起了人们的广泛关注。
汽车废气净化稀土催化剂所用的稀土成分主要是氧化铈、氧化镧和氧化镨等。用于汽车废气净化催化剂的载体通常为蜂窝陶瓷,稀土还可以作为陶瓷载体的稳定剂以及活性涂层材料等。2纳米材料纳米科技是21世纪科技产业革命的重要内容之一,它是高度交叉的综合性学科,包括物理、化学、生物学、材料科学和电子学。它不仅包含以观测、分析和研究为主线的基础学科,还有以纳米工程与加工学为主线的技术科学,所以纳米科学与技术也是一个融前沿科学和高技术于一体的完整体系。纳米技术将在汽车上的结构材料、节能、环保等方面获得广泛的应用。纳米陶瓷材料的耐磨性和质量减小、稳定性增强。纳米陶瓷轴已经应用在奔弛等高级矫车上,使机械转速加快、质量减小、稳定性增强、使用寿命延长;纳米汽油是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂,纳米汽油可以降低油耗10%-20%,可降低废气中有害气体含量50%-80%;纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的石油产品,它不对任何润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂或减磨剂等产生不良作用,只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。纳米增强增韧塑料可以代替金属材料,由于它们比重小重量轻,因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量,达到节省燃料的目的。可以用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶蓬盖、车门、发动机盖、行李舱盖以及变速器箱体、齿轮传动装置等一些重要部件。抗紫外线老化塑料能够吸收和反射紫外线,比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上,能有效延长其使用寿命。无机纳米抗菌塑料加工简单,广谱抗菌,24h接触杀菌率达90%,无副作用,可以用在车门把手、方向盘、座椅面料、储物盒等易污部件。
四、新材料应用的发展趋势1新材料回再用性的研究研究汽车新材料的最终处置问题至关重要,从某种程度上讲,关系到它的生存与发展。目前,汽车上约占自重25%的材料无法回收再用,其中三分之一为各种塑料,三分之一为橡胶,还有三分之一为玻璃、纤维。鉴于这种情况,世界各国都花费大量的人力、物力进行材料的回收再生问题的研究。现在可以通过三种途径进行回收:1)颗粒回收,重新碾磨;2)化学回收,高温分解;3)能源回收,将废弃物作为燃料。2减少材料的品种未来汽车在工程塑料类型的选择上将会发生巨大的变化。目前汽车使用的塑料由几十种高分子材料组成,当前世界各大汽车公司致力于减少车用塑料种类,并尽量使其通用化。这将有利于材料的回收再生和生态环境的保护。3降低成本制约汽车车身新材料应用的重要因素是价格。作为主要新材料的高强度钢、玻璃纤维增强材料、铝和石墨增强,其成本分别为普通碳钢的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低这些新材料的制造成本,才可能使诸多新材料进入批量生产。如玻璃纤维增强材料将在成本上成为钢材的有力竞争者,虽然它的重量减轻有限,但价格却能为用户接受。石墨合成材料尽管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽车工业上很难有所作为。
五、结语伴随着我国工业汽车的全面发展,社会拥有量的大量增加。汽车在国民中的地位显得越来越重要,汽车新材料的发展和应用是促进汽车工业技术发展的重要因素。由于大量采用新型材料,传统的车身结构及其设计方法可能不再适用,取而代之的是一种基于生物学增长规律的形状优化设计法,这种设计方法即能减少零件质量,又延长了零件的使用寿命。