基本介紹
- 中文名：高強度鋼板
- 外文名：High Strength Steel
型號,發展,意義,
型號
Q460是一種高強度的低合金鋼。Q460的牌號表示方法：它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，即屈服強度。後面的數字表示屈服點數值460代表460兆帕，兆是10的6次方，帕是壓強單位帕斯卡。Q460就是鋼材受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，也就是當外力泄掉後，鋼材只能保持受力的形狀而無法回復原形，這個強度要比一般鋼材大。一般質量等級符號分別為A、B、C、D、E Q460在保證低碳當量的基礎上，適當的增加了微合金元素的含量。良好的焊接性能要求鋼材碳當量低，而微合金元素的增加在增加鋼材強度的同時，也會增加鋼材的碳當量。但好在增加的碳當量很少，所以不會影響鋼材的焊接性能。
發展
汽車工業的迅猛發展為國民經濟和社會發展發揮了重要作用。但受能源短缺、環境污染等問題的影響，該行業發展之矛盾也日益凸顯。展望未來，該行業的發展只有建立在自然、生態、節能、安全等背景下，其發展才可持續。
在此背景下，汽車輕量化以及高強鋼的套用成為了重要發展方向。但受高強鋼板材強度的提高，傳統的冷衝壓工藝在成型過程中容易產生破裂現象，無法滿足高強度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下，目前國際上逐漸研究超高強度鋼板的熱衝壓成形技術。該技術是綜合了成形、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下，板料的塑性增加，屈服強度降低的特點，通過模具進行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術進行深入研究，目前該技術被國外廠商壟斷，國內發展緩慢。
據調查統計，部分汽車品牌高強鋼的套用不斷擴大，有些車型的車身框架高強度鋼的套用已達90%。根據美國鋼鐵學院能量部的研究，即使高強度鋼降低部分數值其拉伸還是要比傳統的冷板困難得多。高強鋼的延展率只有普通鋼材的一半。
當材料被衝壓成形時，會變硬，不同的鋼材，變硬的程度不同。一般高強度低合金鋼只略有20MPa增加，不到10%。注意：雙相鋼的屈服強度有140MPa增加，增加了40%多！金屬在成形過程中，會變得完全不同，完全不像衝壓加工開始之前。 這些鋼材在受力後，屈服強度增加很多。材料較高的屈服應力加上加工硬化，等於流動應力的大大增加。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鋼成型過程中的問題焦點。
基於高強鋼的特點和特性，如果不能改變金屬流動和減少摩擦，那么高強度鋼（HSS）的開裂和質地不均性都可能引起部件報廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（測量屈變力的單位）、增強的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運行對於模具來說都是一個挑戰。
意義
潤滑影響成型性這是不爭的事實。因此，高性能潤滑劑可提供一種更高性能的膜以保護金屬免於斷裂、壓裂或被焊接到模具上。好的潤滑劑還能夠減少摩擦熱量，使金屬流動不間斷並能控制起皺或斷裂。
針對這一問題，美國IRMCO公司作為世界知名從事潤滑研究製造的專業公司，自三十年前就已成功研發的新型水基潤滑技術解決了高強鋼的成型問題。下面，結合多年來的研究和使用從潤滑角度並結合該潤滑技術的特點談一下看法和意見。如下：
其一，嚴酷條件下的潤滑保障。
1、由於高強鋼的屈服力大，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，隨著金屬在衝壓模具中變形溫度會不斷升高，油基潤滑油都會變薄，有些情況下會達到閃點或者燒著（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並具有“熱尋性”而且會粘到金屬上，隨著溫度的升高在模具和板材表面形成一個堅韌的保護屏障，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；同時保護金屬不會過熱，發黑而拉裂和粘接。（如下圖4）
衝壓摩擦同時，根據實際試驗中的問題，我們在實驗室里複製現場試驗的結果。不同配方的油基和常規（肥皂）為基礎的合成潤滑劑，在高強鋼上不能正常工作。廢品率和模具磨損（擦傷）失控。（如下圖5）
美國綠葉技術實驗室對IRMCO產品和汽車行業通過認證的拉伸油以及合成潤滑劑，在美國DP780超高強度鋼上進行了成型對比實驗。採用了俄亥俄州立大學的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型測試法。這種方法被證實用於測試實際結果非常準確。IRMCO達到的數值是145 比汽車行業通過認證的拉伸油的115和合成潤滑劑的110 超過了25%。數值越大說明成型能力越好（如下圖6）。
拉伸成型測試法2、由於衝壓過程中會產生溫度，同時由於油的熱容量比較大，熱擴散比較差。而IRMCO水基潤滑劑因溫度產生形成水蒸氣帶走熱量，不但有效的降低了溫度，保護了模具，而且因溫度所產生的微焊接磨損將得到有效的控制。同時還可以提高沖次。
其二、工具塗層的性能與潤滑劑質量緊密聯繫。
傳統的物理氣相沉澱（PVD）和化學氣相沉澱塗層（CVD）外部需要潤滑發揮最大性能。IRMCO指出：“熱擴散工藝可以減少摩擦磨損的問題。通過熱擴散所產生的碳化釩可以形成耐久性、堅硬的表面，在苛刻的成形和衝壓模面時，會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、磨損和先進高強鋼的加工硬化性，價值會大幅降低。因此，使用可滿足高強鋼需求的潤滑劑，是達到塗層使用壽命最大化的關鍵。”
根據IRMCO技術的先進行及多年的套用經驗，高強鋼衝壓模具無需花費高昂的塗層費用，就可以滿足生產需要，並可以延長模具壽命。從（下圖7）可以看出IRMCO潤滑技術對模具的保護作用。衝壓三千個工件後，工件表面質量及模具表面得到明顯的改觀（表面劃痕明顯減少）。
潤滑技術對模具的保護其三、高性能潤滑可以使工件質量更加穩定。
模具間隙及模具的幾何設計等是實現工件尺寸精度的重要內容。因此，這直接關係到對金屬材料和潤滑劑技術要求。如果間隙越小、越緊摩擦力越大，對潤滑劑的要求也越高，但工件的成型精度也相對越高。由於IRMCO可以較好的控制摩擦和金屬流動，所以可以保證工件質量更加穩定。
