高強(qiáng)度鋼板意義

潤滑影響成型性這是不爭的事實(shí)。因此，高性能潤滑劑可提供一種更高性能的膜以保護(hù)金屬免于斷裂、壓裂或被焊接到模具上。好的潤滑劑還能夠減少摩擦熱量，使金屬流動(dòng)不間斷并能控制起皺或斷裂。

針對(duì)這一問題，美國IRMCO公司作為世界知名從事潤滑研究制造的專業(yè)公司，自三十年前就已成功研發(fā)的新型水基潤滑技術(shù)解決了高強(qiáng)鋼的成型問題。下面，結(jié)合多年來的研究和使用從潤滑角度并結(jié)合該潤滑技術(shù)的特點(diǎn)談一下看法和意見。如下：

其一，嚴(yán)酷條件下的潤滑保障。

1、由于高強(qiáng)鋼的屈服力大，要屈服它比一般板材需要更多的能量，這種能量除了變形以外，很大程度上是板材與模具間推撞（摩擦）。因此，隨著金屬在沖壓模具中變形溫度會(huì)不斷升高，油基潤滑油都會(huì)變薄，有些情況下會(huì)達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著（冒煙），潤滑失效。而IRMCO高分子聚合物極溫潤滑劑中含有抗極壓物并具有“熱尋性”而且會(huì)粘到金屬上，隨著溫度的升高在模具和板材表面形成一個(gè)堅(jiān)韌的保護(hù)屏障，從而降低摩擦和溫度，以幫助工件更好的延展，以此來控制摩擦和金屬流動(dòng)；同時(shí)保護(hù)金屬不會(huì)過熱，發(fā)黑而拉裂和粘接。（如圖1）

同時(shí)，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)中的問題，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里復(fù)制現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果。不同配方的油基和常規(guī)（肥皂）為基礎(chǔ)的合成潤滑劑，在高強(qiáng)鋼上不能正常工作。廢品率和模具磨損（擦傷）失控。

美國綠葉技術(shù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)IRMCO產(chǎn)品和汽車行業(yè)通過認(rèn)證的拉伸油以及合成潤滑劑，在美國DP780超高強(qiáng)度鋼上進(jìn)行了成型對(duì)比實(shí)驗(yàn)。采用了俄亥俄州立大學(xué)的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型測(cè)試法。這種方法被證實(shí)用于測(cè)試實(shí)際結(jié)果非常準(zhǔn)確。IRMCO達(dá)到的數(shù)值是145 比汽車行業(yè)通過認(rèn)證的拉伸油的115和合成潤滑劑的110 超過了25%。數(shù)值越大說明成型能力越好（如圖2）。

2、由于沖壓過程中會(huì)產(chǎn)生溫度，同時(shí)由于油的熱容量比較大，熱擴(kuò)散比較差。而IRMCO水基潤滑劑因溫度產(chǎn)生形成水蒸氣帶走熱量，不但有效的降低了溫度，保護(hù)了模具，而且因溫度所產(chǎn)生的微焊接磨損將得到有效的控制。同時(shí)還可以提高沖次。

其二、工具涂層的性能與潤滑劑質(zhì)量緊密聯(lián)系。

傳統(tǒng)的物理氣相沉淀（PVD）和化學(xué)氣相沉淀涂層（CVD）外部需要潤滑發(fā)揮最大性能。IRMCO指出：“熱擴(kuò)散工藝可以減少摩擦磨損的問題。通過熱擴(kuò)散所產(chǎn)生的碳化釩可以形成耐久性、堅(jiān)硬的表面，在苛刻的成形和沖壓模面時(shí)，會(huì)極大的提高工具的使用壽命。如果使用的潤滑劑無法承受高溫、磨損和先進(jìn)高強(qiáng)鋼的加工硬化性，價(jià)值會(huì)大幅降低。因此，使用可滿足高強(qiáng)鋼需求的潤滑劑，是達(dá)到涂層使用壽命最大化的關(guān)鍵?！?

根據(jù)IRMCO技術(shù)的先進(jìn)行及多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，高強(qiáng)鋼沖壓模具無需花費(fèi)高昂的涂層費(fèi)用，就可以滿足生產(chǎn)需要，并可以延長模具壽命。從（圖3）可以看出IRMCO潤滑技術(shù)對(duì)模具的保護(hù)作用。沖壓三千個(gè)工件后，工件表面質(zhì)量及模具表面得到明顯的改觀（表面劃痕明顯減少）。

其三、高性能潤滑可以使工件質(zhì)量更加穩(wěn)定。

模具間隙及模具的幾何設(shè)計(jì)等是實(shí)現(xiàn)工件尺寸精度的重要內(nèi)容。因此，這直接關(guān)系到對(duì)金屬材料和潤滑劑技術(shù)要求。如果間隙越小、越緊摩擦力越大，對(duì)潤滑劑的要求也越高，但工件的成型精度也相對(duì)越高。由于IRMCO可以較好的控制摩擦和金屬流動(dòng)，所以可以保證工件質(zhì)量更加穩(wěn)定。

汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。但受能源短缺、環(huán)境污染等問題的影響，該行業(yè)發(fā)展之矛盾也日益凸顯。展望未來，該行業(yè)的發(fā)展只有建立在自然、生態(tài)、節(jié)能、安全等背景下，其發(fā)展才可持續(xù)。

在此背景下，汽車輕量化以及高強(qiáng)鋼的應(yīng)用成為了重要發(fā)展方向。但隨著高強(qiáng)鋼板材強(qiáng)度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在此情況下，國際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)——綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，板料的塑性增加，屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，通過模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對(duì)工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，但該技術(shù)被國外廠商壟斷，國內(nèi)發(fā)展緩慢。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，部分汽車品牌高強(qiáng)鋼的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，有些車型的車身框架高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用已達(dá)90%。根據(jù)美國鋼鐵學(xué)院能量部的研究，即使高強(qiáng)度鋼降低部分?jǐn)?shù)值其拉伸還是要比傳統(tǒng)的冷板困難得多。高強(qiáng)鋼的延展率只有普通鋼材的一半。

當(dāng)材料被沖壓成形時(shí)，會(huì)變硬，不同的鋼材，變硬的程度不同。一般高強(qiáng)度低合金鋼只略有20MPa增加，不到10%。注意：雙相鋼的屈服強(qiáng)度有140MPa增加，增加了40%多！金屬在成形過程中，會(huì)變得完全不同，完全不像沖壓加工開始之前。 這些鋼材在受力后，屈服強(qiáng)度增加很多。材料較高的屈服應(yīng)力加上加工硬化，等于流動(dòng)應(yīng)力的大大增加。因此，開裂、回彈、起皺、工件尺寸、模具磨損、微焊接磨損等成為了高強(qiáng)鋼成型過程中的問題焦點(diǎn)。

基于高強(qiáng)鋼的特點(diǎn)和特性，如果不能改變金屬流動(dòng)和減少摩擦，那么高強(qiáng)度鋼（HSS）的開裂和質(zhì)地不均性都可能引起部件報(bào)廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（測(cè)量屈變力的單位）、增強(qiáng)的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運(yùn)行對(duì)于模具來說都是一個(gè)挑戰(zhàn)。

Q460是一種高強(qiáng)度的低合金鋼。Q460的牌號(hào)表示方法：它的鋼號(hào)冠以“Q”，代表鋼材的屈服點(diǎn)，即屈服強(qiáng)度。后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值460代表460兆帕，兆是10的6次方，帕是壓強(qiáng)單位帕斯卡。Q460就是鋼材受力強(qiáng)度達(dá)到460兆帕?xí)r才會(huì)發(fā)生塑性變形，也就是當(dāng)外力泄掉后，鋼材只能保持受力的形狀而無法回復(fù)原形，這個(gè)強(qiáng)度要比一般鋼材大。一般質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A、B、C、D、E　Q460在保證低碳當(dāng)量的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)脑黾恿宋⒑辖鹪氐暮?。良好的焊接性能要求鋼材碳?dāng)量低，而微合金元素的增加在增加鋼材強(qiáng)度的同時(shí)，也會(huì)增加鋼材的碳當(dāng)量。但好在增加的碳當(dāng)量很少，所以不會(huì)影響鋼材的焊接性能。

2018年2月6日，《自卸礦車結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度鋼板》發(fā)布。

2018年11月1日，《自卸礦車結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度鋼板》實(shí)施。

全球環(huán)境與能源問題的日趨惡化，使汽車的輕量化研究成為當(dāng)今國際汽車行業(yè)和學(xué)術(shù)界的最熱點(diǎn)的研究方向和永恒的研究主題之一。轎車車身重量占整車重量的相當(dāng)大比重，減小白車身自重是降油耗及減排放的最有效措施之一。高強(qiáng)度鋼板的熱成形技術(shù)，是當(dāng)今制造更節(jié)能、更安全轎車車身的最佳途徑。本項(xiàng)目將針對(duì)轎車車身關(guān)鍵結(jié)構(gòu)零部件輕量化設(shè)計(jì)制造所亟待解決的關(guān)鍵力學(xué)問題，諸如：涉及熱－力－相變耦合多物理場(chǎng)和多尺度本構(gòu)方程的建立，具有尺度效應(yīng)的微觀與宏觀材料與力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，相變膨脹、應(yīng)變率和熱邊界摩擦相關(guān)的多物理場(chǎng)彈塑性大變形有限元方法，以及輕量化車身典型結(jié)構(gòu)件的碰撞安全性力學(xué)分析與性能優(yōu)化等，凝練科學(xué)問題，開展多學(xué)科的聯(lián)合研究，為熱成形工藝生產(chǎn)線和熱成形件的模具制造提供強(qiáng)有力的力學(xué)基礎(chǔ)支撐。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓力容器用低焊接裂紋敏感性調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼板的牌號(hào)表示方法、訂貨內(nèi)容、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書。