在汽車行業(yè)電動化和低碳減排的轉(zhuǎn)變需求下，車身結(jié)構(gòu)一體化已日漸成為輕量化車身的發(fā)展趨勢。以熱成形為主的鋼制一體化零件成形性好、強(qiáng)度高，可以有效提升車身碰撞性能，且尺寸精度好，使得“熱沖壓+激光拼焊”技術(shù)成為鋼制一體化的主力軍。

無鍍層熱成形鋼板在熱成形過程中面臨氧化和脫碳，必須進(jìn)行噴丸，耐蝕性也無法滿足車身使用需求。鋁硅鍍層由于優(yōu)良的耐蝕性和耐熱性，熱成形后零件不需要噴丸，國外于2000年左右開始在汽車零部件得以應(yīng)用鋁硅鍍層由于表面發(fā)射率低，鍍層鋼板升溫速率慢，延遲開裂風(fēng)險高，一體化熱成形零件應(yīng)用存在問題。一體化熱成形零件需要將不同強(qiáng)度、不同規(guī)格的材料拼焊應(yīng)用，需要解決鋁硅鍍層拼焊問題。2007年安賽洛米塔爾公司（安米）提出部分消融焊接技術(shù)，并在全球申請了專利保護(hù)。在中國新能源汽車快速發(fā)展的大環(huán)境下，鋁硅鍍層熱成形鋼及其拼焊技術(shù)逐漸成為影響行業(yè)發(fā)展的瓶頸技術(shù)。

本項目聚焦面向一體化熱成形的新一代涂鍍熱成形鋼板開發(fā)與應(yīng)用，形成從材料連接和一體化熱成形整體技術(shù)，突破競爭對手的技術(shù)壁壘和打破專利壟斷，為我國新能源汽車提供新一代涂鍍熱成形鋼材料與技術(shù)，提升中國汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全性。

項目以寶鋼股份牽頭，聯(lián)合廣汽集團(tuán)、中國一汽、北京科技大學(xué)、寶鋼激光拼焊武漢寶鋼高新零部件，通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游、產(chǎn)-學(xué)-研-用聯(lián)合攻關(guān)，聚焦新一代涂鍍熱成形鋼板開發(fā)與應(yīng)用，在鋁硅鍍層、鋁硅吸熱涂層、鋅基鍍層等新一代涂鍍鋼板產(chǎn)品開發(fā)、鋁硅鍍層激光填絲焊和一體化熱成形解決方案等方面取得了突破，攻克一體化熱成形材料、連接和應(yīng)用方面的難題，實(shí)現(xiàn)一體化熱成形零件的應(yīng)用。

創(chuàng)新點(diǎn)1：國際領(lǐng)先開發(fā)了新一代涂鍍熱成形鋼，包括鋁硅涂AST熱沖壓鋼，鋅系GZ熱沖壓鋼和超高強(qiáng)度熱沖壓鋼

1）掌握了鋁硅鍍層高溫相擴(kuò)散機(jī)制，攻克了鋁硅鍍層熱沖壓過程熔融與鋁硅鍍層鋼板升溫慢等難題，提出了鋁硅鍍層預(yù)擴(kuò)散工藝技術(shù)，國際首發(fā)設(shè)計了鋁硅涂鍍層AST產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了鋁硅鍍層熱成形鋼生產(chǎn)效能提升及一體化大尺寸熱成形零件的靈活設(shè)計。

鋁硅鍍層AS與鋁硅吸熱涂層AST熱成形鋼

2）從基板、鍍層和配套熱沖壓工藝的三個維度共同作用，首先提出了鋅系GZ鍍層熱成形鋼直接熱沖壓工藝技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)LME裂紋受控，零件焊接性和耐蝕性優(yōu)良。

鋅基GZ熱成形鋼

3）實(shí)現(xiàn)500-2000MPa四大系列七個強(qiáng)度等級熱沖壓鋼材料開發(fā)與應(yīng)用，掌握超高強(qiáng)度熱沖壓鋼微觀組織和熱沖壓工藝與韌性和氫脆敏感性的關(guān)系規(guī)律，形成了超高強(qiáng)熱沖壓鋼關(guān)鍵制造和使用技術(shù)。

全系列鋁硅鍍層熱成形鋼

創(chuàng)新點(diǎn)2：國際領(lǐng)先開發(fā)出具有自主產(chǎn)權(quán)的鋁硅激光填絲焊技術(shù)FWW，打破消融拼焊技術(shù)的全球壟斷

1）明確了鋁硅拼焊性能差的本質(zhì)原因，撐握了通過控鋁提高焊縫性能的核心技術(shù)，基于焊接冶金技術(shù)全球首次開發(fā)出鋁硅拼焊專用焊絲，實(shí)現(xiàn)焊縫成分可調(diào)可控。

4 填絲焊原理圖

2）掌握了焊接工藝對焊接質(zhì)量影響的規(guī)律，建立了焊接工藝與焊縫成分-組織-性能的關(guān)聯(lián)機(jī)制，開發(fā)出焊縫組織均勻化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鋁硅填絲拼焊單一焊縫性能的穩(wěn)定控制

熱沖壓后的1500MPa鋁硅拼焊接頭性能

3）開發(fā)出高柔性高精度高穩(wěn)定高壽命的焊接工裝設(shè)備，保證了鋁硅激光填絲拼焊技術(shù)在多焊縫零件上的穩(wěn)定實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了鋁硅復(fù)雜零件的拼焊質(zhì)量穩(wěn)定可控。

創(chuàng)新點(diǎn)3：國內(nèi)領(lǐng)先開發(fā)一體化熱成形解決方案，實(shí)現(xiàn)一體化熱成形零件形性精準(zhǔn)控制

1）開發(fā)大型一體化熱沖壓模具水冷卻模擬分析方法，為一體化零件各部位組織性能均勻性提供科學(xué)依據(jù)；開發(fā)一體化熱成形模具局部直接液氣冷卻工藝技術(shù)，解決零件超厚部位（>3.8mm）性能不達(dá)標(biāo)問題。

2）掌握不同強(qiáng)度熱成形材料沖壓回彈規(guī)律和機(jī)理，提出一體化零件低強(qiáng)度區(qū)、超高強(qiáng)區(qū)域設(shè)計準(zhǔn)則，解決一體化零件局部區(qū)域尺寸難以控制問題。

3）以寶鋼高安全純電動白車身BCB EV為平臺，將一體化熱成形零件拓展大門環(huán)、前地板骨架、后地板骨架、天幕頂框架、電池包底殼等白車身各個部位，引領(lǐng)和示范一體化熱成形技術(shù)在白車身上的新應(yīng)用。

6 寶鋼BCB EV Pro一體化零件示意

項目開發(fā)的新一代涂鍍熱沖壓鋼及技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在一體化熱成形零件，如補(bǔ)丁板、門環(huán)等得到批量應(yīng)用，解決一體化零件超厚區(qū)域性能不達(dá)標(biāo)問題，突破一體化熱成形零件厚度差極限，實(shí)現(xiàn)一體化熱成形零件的靈活設(shè)計和應(yīng)用。項目開發(fā)的鋁硅激光拼焊技術(shù)在寶鋼激光拼焊（武漢）等公司得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于500-2000MPa涂鍍熱沖壓鋼的拼焊，焊縫性能穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)100%不斷在焊縫，累計銷售鋁硅拼焊板超1000萬片。一體化熱成形零件在廣汽、一汽等汽車廠實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。

項目申請國內(nèi)外專利75項，授權(quán)發(fā)明專利34項，項目研發(fā)成果突破了國外技術(shù)封鎖和壟斷，并形成自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，加速推進(jìn)了一體化熱成形零件的規(guī)模應(yīng)用，為汽車行業(yè)的技術(shù)降本、輕量化、節(jié)能減排具有重要價值貢獻(xiàn)。

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