德國(guó)蒂森克虜伯集團(tuán)（ThyssenKrupp AG）（以下簡(jiǎn)稱蒂森克虜伯）高度關(guān)注汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，憑借其在汽車材料供應(yīng)、高端零部件制造等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在汽車的輕量化、電氣化、節(jié)能、安全性、舒適性等方面發(fā)揮了重要作用。在汽車用鋼方面，蒂森克虜伯從生產(chǎn)裝備、生產(chǎn)工藝、解決方案等方面進(jìn)行了多項(xiàng)里程碑式的技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)了TAKO冷軋機(jī)組（特色是在新型高科技串列式軋機(jī)后，配置1條酸洗線，生產(chǎn)極寬極薄的高品質(zhì)帶鋼）、熱成型淬火工藝、激光拼焊板、鋅鎂涂層等新型涂層、InCar項(xiàng)目等獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)。本文介紹了2008財(cái)年~2013財(cái)年蒂森克虜伯在汽車工業(yè)領(lǐng)域的鋼鐵技術(shù)創(chuàng)新成果。

　　整體解決方案提升服務(wù)

　　汽車解決方案。InCar項(xiàng)目（2008財(cái)年~2012財(cái)年）為汽車提供了車身、動(dòng)力系統(tǒng)和底盤的創(chuàng)新解決方案，是蒂森克虜伯有史以來(lái)規(guī)模最大的汽車工程創(chuàng)新研發(fā)項(xiàng)目。自2009年啟動(dòng)以來(lái)，蒂森克虜伯在歐洲和亞洲的14家工廠中開(kāi)展項(xiàng)目研發(fā)，取得了30多項(xiàng)創(chuàng)新成果，引領(lǐng)了汽車結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。其中InCar項(xiàng)目關(guān)于鋼鐵技術(shù)的部分亮點(diǎn)解決方案如附表所示。

　　卡車解決方案。InTruck項(xiàng)目（2013財(cái)年）提供卡車車身、底盤、動(dòng)力系統(tǒng)、駕駛室和掛車的創(chuàng)新解決方案。蒂森克虜伯歐洲鋼鐵部設(shè)計(jì)、模擬了有代表性的卡車駕駛室，通過(guò)分析、比較所選材料的指定性能，優(yōu)化材料性能和開(kāi)發(fā)材料潛在性能。其中，卡車前端防撞系統(tǒng)可使系統(tǒng)減重40%，且安全性更高。該系統(tǒng)的核心部件是1個(gè)緩沖器和2個(gè)安裝在緩沖器后的撞擊箱。緩沖器由屈服強(qiáng)度為1600MPa級(jí)的硼合金熱處理鋼制成，撞擊箱由雙相鋼制成，雙相鋼的高殘余延伸率使撞擊能量以受控方式吸收。

　　純電動(dòng)汽車。蒂森克虜伯開(kāi)發(fā)和制作了用于裝載電池的StreetScooter純電動(dòng)汽車。對(duì)于和碰撞相關(guān)的部件，蒂森克虜伯采用了高強(qiáng)輕質(zhì)鋼材和其他具有高強(qiáng)度和高延伸率性能的材料。在發(fā)生碰撞時(shí)，這些材料可以有效地吸收沖擊能量。StreetScooter原型車于2011年在法蘭克福車展上展出。

　　成型工藝創(chuàng)新提質(zhì)增效

　　熱成型淬火工藝。蒂森克虜伯開(kāi)發(fā)的熱成型淬火工藝是一項(xiàng)創(chuàng)新型技術(shù)，可使汽車生產(chǎn)商省去一些加工步驟和零部件。該技術(shù)僅通過(guò)一次操作，就可在一塊激光拼焊板的指定區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)不同強(qiáng)度或韌性的熱成型部件。以B柱為例，B柱上2/3部分有足夠的強(qiáng)度以保護(hù)碰撞中的乘客，下1/3部分有足夠的韌性以吸收沖擊能量。新技術(shù)的訣竅在于成型模具的不同區(qū)域有不同的冷卻速率。采用熱成型淬火工藝生產(chǎn)的汽車零部件重量減輕17%，成本降低12%，汽車行駛中的CO2排放減少13%。

　　同時(shí)，這種熱成型淬火工藝已經(jīng)取得了工業(yè)突破。某德國(guó)汽車公司每年訂購(gòu)的用這種工藝生產(chǎn)的B柱，在超過(guò)10萬(wàn)輛車上得到應(yīng)用。

　　新型熱成型模具。新型熱成型模具使材料在模具的不同區(qū)域有不同的冷卻效率，可用于生產(chǎn)在指定區(qū)域有特定強(qiáng)度和韌性的激光拼焊零部件。

　　熱成型工藝應(yīng)用研究。蒂森克虜伯于2013年致力于開(kāi)發(fā)專門用于熱成型產(chǎn)線的高產(chǎn)能、節(jié)能型沖壓機(jī)，以及用于模擬熱成型生產(chǎn)和工藝開(kāi)發(fā)的熱成型模擬工藝。

　　近凈成型管材生產(chǎn)工藝。增加管狀件的使用被視為未來(lái)汽車減重的關(guān)鍵，蒂森克虜伯的近凈成型管材生產(chǎn)工藝基于T3技術(shù)，可減少管材的加工工序，從而實(shí)現(xiàn)汽車減重和降本。該技術(shù)也可用于傳統(tǒng)的深沖模具。

　　鋼鐵材料研發(fā)增強(qiáng)性能

　　高強(qiáng)度汽車用鋼。熱成型鋼MBW-K1900的開(kāi)發(fā)成功，是蒂森克虜伯錳硼鋼系統(tǒng)化開(kāi)發(fā)的又一個(gè)里程碑。MBW-K1900鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到2000MPa，而目前常用的熱成型鋼抗拉強(qiáng)度為1500MPa，因而可使汽車結(jié)構(gòu)件減重15%。

　　抗拉強(qiáng)度達(dá)到1000MPa的冷成型鋼材，適用于薄壁輕質(zhì)部件。用此種材料制作與安全相關(guān)的車身結(jié)構(gòu)件，可減薄20%。因此，可減重、節(jié)能和降低CO2排放。

　　蒂森克虜伯與日本JFE公司合作，開(kāi)發(fā)了780MPa~900MPa級(jí)新型納米沉淀熱軋鋼，使成型性能得到顯著提升，且更易于加工，主要用于汽車車身與安全相關(guān)的結(jié)構(gòu)件。該鋼種的性能通過(guò)特殊的納米沉淀微觀結(jié)構(gòu)獲得，初期的客戶試驗(yàn)已取得成功。同時(shí)，蒂森克虜伯還開(kāi)發(fā)了980MPa級(jí)DP-K 60/98雙相鋼。

　　激光拼焊板。蒂森克虜伯將激光拼焊工藝用于厚板生產(chǎn)，將不同強(qiáng)度級(jí)別和厚度的厚板焊接在一起，開(kāi)發(fā)了激光拼焊厚板，應(yīng)用于卡車、起重機(jī)和礦山機(jī)械。使用激光拼焊厚板可實(shí)現(xiàn)減重并降低生產(chǎn)成本。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　不銹鋼和雙相鋼激光拼焊板是用激光拼焊工藝將不銹鋼和雙相鋼焊接在一起，極窄的焊縫能夠承受加工過(guò)程中的成型力和使用中的碰撞力等。蒂森克虜伯后續(xù)還將開(kāi)發(fā)不同鋼種的激光拼焊帶，生產(chǎn)重量、強(qiáng)度和成本最佳的汽車零部件。

　　電工鋼。蒂森克虜伯的330-30AP無(wú)取向電工鋼適用于在有限空間、高速和高溫環(huán)境下的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，該鋼種也適用于混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車。同時(shí)，該公司還研制了降低變壓器噪聲的取向電工鋼。

　　其他材料。除此之外，蒂森克虜伯還研究了包含高強(qiáng)鋼和輕質(zhì)塑料兩塊薄面板的新型復(fù)合材料LITECOR、采用金屬與碳纖維強(qiáng)化塑料（CFRP）的纖維復(fù)合材料、可在1000℃下使用的Ti-X鈦合金。與此同時(shí)，蒂森克虜伯還積極參加歐洲高科技材料研發(fā)項(xiàng)目———先進(jìn)材料仿真項(xiàng)目。

　　涂層工藝創(chuàng)新降低損耗

　　LubriTreat涂層工藝。蒂森克虜伯與潤(rùn)滑油生產(chǎn)商合作，開(kāi)發(fā)了LubriTreat新型涂層工藝，適用于各種熱鍍鋅和電鍍鋅鋼板，能夠顯著提高鍍鋅鋼板的成型性能。而且，LubriTreat是環(huán)保型工藝，新的涂層不含重金屬，不添加鎳元素。此外，該工藝降低了成型過(guò)程中的摩擦力，從而降低了模具的損耗和廢品率。

　　鋼材易成型新型涂層。蒂森克虜伯和德國(guó)石油公司（Deutsche BP）合作，開(kāi)發(fā)了一種新型涂層，使鋼材在沖壓模具中更易成型。該涂層如果直接應(yīng)用于鋼卷，在沖壓過(guò)程中可減少鋼材和沖壓模具之間的摩擦力，因此可省略部分沖壓處理工序。

　　多相鋼熱鍍鋅工藝。蒂森克虜伯表面工程技術(shù)中心開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新型多相鋼熱鍍鋅工藝，在連續(xù)卷涂過(guò)程中在高強(qiáng)多相鋼表面產(chǎn)生高質(zhì)量涂層。這項(xiàng)技術(shù)也可應(yīng)用于其他鋼材。

　　技術(shù)創(chuàng)新體系助推發(fā)展

　　從蒂森克虜伯創(chuàng)新成果分析可知，其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的鋼鐵技術(shù)創(chuàng)新具有如下特點(diǎn)：

　　創(chuàng)新思維和先進(jìn)分析能力高效融合。蒂森克虜伯的技術(shù)創(chuàng)新涉及工藝、材料、涂層、解決方案，以及材料性能的計(jì)算機(jī)仿真、材料生產(chǎn)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等諸多方面，是創(chuàng)新思維和先進(jìn)分析能力的高效融合。這種高效融合是技術(shù)創(chuàng)新不可或缺的基礎(chǔ)。

　　材料表面工程領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。涂層和表面處理在鋼材生產(chǎn)中日益重要。蒂森克虜伯擁有世界先進(jìn)的材料表面工程研究機(jī)構(gòu)———多特蒙德表面工程技術(shù)中心（DOC），其成立目的是促進(jìn)開(kāi)發(fā)全新的、能夠提供優(yōu)異性能的表面工藝和技術(shù)，如LubriTreat涂層工藝、多相鋼熱鍍鋅工藝、鋼材易成型新型涂層等。

　　關(guān)注未來(lái)需求，常態(tài)化超前研發(fā)。蒂森克虜伯十分關(guān)注客戶的未來(lái)需求，進(jìn)行超前研發(fā)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型材料。如關(guān)注汽車未來(lái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求開(kāi)發(fā)330-30AP無(wú)取向電工鋼，關(guān)注汽車工業(yè)輕量化等需求開(kāi)發(fā)熱成型鋼MBW-K1900等。常態(tài)化的超前研發(fā)是蒂森克虜伯保持市場(chǎng)成功的基礎(chǔ)之一。

　　聚集跨學(xué)科優(yōu)勢(shì)促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。與外部?jī)?yōu)秀研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)合作，聚集跨學(xué)科優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究，提高了蒂森克虜伯的技術(shù)創(chuàng)新能力。這些合作促進(jìn)了InCar、熱成型淬火工藝、激光拼焊板等一大批創(chuàng)新型成果的產(chǎn)生。