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車企展望
打破國外壟斷 扛起自主熱成形技術大旗
作者: 來源: 發布時間:2019/6/17 10:06:53 瀏覽次數:

內容提要:采用自主熱成形技術生產的汽車零部件具備“高強度、輕量化”的特點,僅通過一次液壓就能得到高達1500MPa至2000MPa的強度。東風(武漢)實業相關產品迅速打開東風內外市場,東風(武漢)實業也成為國內自主首家具備熱成形模具設計開發和產品制造能力的零部件企業


(記者 周惠明 通訊員 朱學哲)東風(武漢)實業有限公司熱成形生產線上,四塊錳硼鋼板通過上料機構,進入溫度高達900攝氏度的輥底式加熱爐,經短短數秒鐘,被加熱至通體赤紅。出爐后由機械手臂快速轉移至高速液壓機,僅通過一次液壓就得到強度高達1500MPa的成形汽車零部件。

“高強度、輕量化”,這是利用熱成形技術生產的零部件最大的優點,也是東風(武漢)實業始終堅持的科技創新戰略。為實現汽車零部件的更高強度和更輕質量,從2010年開始,該公司從材料、工藝、配套裝備的選取和設計等方面啟動了系統的規劃和研究。由楊黃銳、劉鵬、龍曲波三名黨員首席工程師領銜的輕量化項目團隊潛心技術攻關,在熱成形工藝上取得重大突破,讓東風(武漢)實業成功打破國外技術壟斷,成為國內自主首家具備熱成形模具設計開發和產品制造能力的零部件企業。隨著技術的日臻成熟,這一技術也由量產階段轉入大規模成熟應用階段,東風(武漢)實業逐漸成為國內熱成形領域翹楚。

從零到有自主研發 打破國外技術壟斷

研究數據顯示,汽車車身約占汽車總質量的30%,空載情況下,約70%的油耗用在車身質量上。若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%。因此,車身輕量化對于整車的燃油經濟性、車輛控制穩定性、碰撞安全性都大有裨益,也是未來汽車發展的必然趨勢之一。

早在2010年,東風(武漢)實業就瞄準了輕量化這一目標,并將目光鎖定在當時被國外技術壟斷的熱成形生產工藝上。“與冷沖壓相比,熱成形技術不僅能將車身零部件強度提高3倍多,減重百分比更可達30%-35%,是實現車身輕量化的最佳途徑。”中共黨員、東風(武漢)實業技術中心中心長楊黃銳介紹。當時,經大量市場調研發現,熱成形零部件將在中國市場呈現急劇增長的發展態勢,不止老客戶神龍公司,東風本田、東風日產、海南馬自達等處于高速增長狀態的汽車企業都紛紛開始采用熱成形產品,北汽、廣汽等車企也已開始相關嘗試。

然而,這一技術長期被本特勒、海斯坦普、卡斯瑪等外資企業壟斷,國內無任何成熟經驗可借鑒,想起步并不容易。“作為一名‘汽車人’,我們迫切希望建立熱成形生產線,打破國外壟斷,為中國汽車工業發展盡綿薄之力,同時更希望我們的自主品牌汽車,能用上世界頂級的高強度、輕量化零部件。”以楊黃銳、劉鵬、龍曲波為首的一批共產黨員主動扛起自主熱成形技術研發的大旗,從熱成形工藝過程、設備的參數布局,到模具的開發設計、材料的選擇應用……幾乎所有技術研發都經歷了從零到有的過程。

經過近三年的準備,2013年,東風(武漢)實業首條熱成形生產線順利投產,一舉打破外資壟斷局面,且在短期內迅速開拓出神龍公司、北汽集團、東風乘用車、東風雷諾、東風日產、陜汽集團等內外部客戶。

“我們成功將原先350MPa強度的鋼質零部件成功提升至1500MPa強度,并實現了30%-35% 的減重,除此之外,所有熱成形零部件都是一次成形,對制造裝備要求也比冷沖壓低。更重要的是,對主機廠而言,使用熱成形零部件,整車強度將大幅提高,碳排放相應降低,汽車綜合成本也將大幅下降。”楊黃銳說。

應用規模迅速拓展 為車主鑄造守護神

2019年5月19日,一位車主駕駛雪鐵龍C4世嘉行駛在杭瑞高速遵義市湄潭路段,因為路滑車快,車輛失控撞到高速路旁山體,安全氣囊全部彈出,發動機艙撞得面目全非,但車輛A、B、C柱完好無損,完整的駕駛空間保住了車主性命。而處于世嘉車駕駛艙關鍵部位的B柱正是東風(武漢)實業采用高強鋼、超高強鋼經過熱成形工藝沖壓而成,其強度是普通鋼板的3-5倍,無論是轎廂頂部受壓還是側面遭受猛烈撞擊,都能給乘員安全堅固的生存空間。

中共黨員、東風(武漢)實業技術中心副中心長、東風實業熱成形技術首席工程師劉鵬介紹,當前,東風(武漢)實業2000MPa材料的應用已實現規模化,且在全球范圍內首次實現2300MPa超高強度兼備優良韌性和延伸率的技術突破。除前保險杠、后保險杠、A柱、B柱等傳統的熱成形產品外,現在汽車中央通道、前圍擋板、后圍擋板、天窗加強梁等越來越多的零部件熱成形工藝均已成熟掌握。

事實上,技術上的進步不是一蹴而就的。劉鵬回憶,最初在做基礎熱成形產品時,產品厚度僅能維持在1.06mm到2.36mm之間,但隨著車輛輕量化要求的提高,這樣的厚度逐漸無法滿足客戶需求。“2015年,客戶要求我們生產0.8mm厚度的側圍內上板,這在當時的熱成形技術領域非常難實現,對我們來說是一項巨大的挑戰。”

劉鵬解釋,材料越薄散熱越快,散熱過快會導致材料溫度分布不均,無法達到熱成形的技術要求。但如果做不出產品,不僅讓東風(武漢)實業聲譽受損,客戶車型也不能如期上市。為充分滿足客戶需求,劉鵬帶領熱成形技術團隊埋頭熱成形生產車間,對整條生產線進行長達兩個月的設備調試和改造。

“我們將所有加熱參數和搬運動作參數從頭至尾調整了兩遍,按照新的料厚模擬加熱,將壓機開口降至最低,最大程度減少料片溫度損失,并對冷卻系統進行大膽優化處理,使冷卻效率從最開始的每分鐘281升提升至810升,直至產品達到客戶標準。”最后經雙方檢驗,產品完全合格,劉鵬心里如釋重負。

這次復雜的設備參數調試,讓東風(武漢)實業熱成形團隊所有年輕人都經歷了一次洗禮。“之后,我們對生產設備的每一環節都了然于胸,也形成了更規范的生產體系,最值得一提的是,產品厚度由1.0mm-2.3mm擴大至0.8mm-3.0mm,大大拓展了東風(武漢)實業今后的熱成形產品范圍,為公司發展創造更多可能。

據了解,東風(武漢)實業熱成形業務投入市場后,每年以將近30%的業務量高速增長。目前,東風(武漢)實業已具備國內首屈一指的熱成形生產工藝,基地布局武漢、廣州、成都、天津、鄭州等五大城市,客戶包括神龍公司、東風乘用車、東風雷諾、東風本田、東風日產、威馬、北汽、長安、愛馳等。同時,該公司還具備全流程設計及驗證能力,可協同客戶進行多個項目的同步開發;在工藝仿真能力、工裝設計能力、產品驗證能力等方面也處于國內領先水平。

持續培養科技人才 牢記并踐行科技創新使命

在中共黨員、東風(武漢)實業技術中心綜合技術部部長龍曲波看來,正是由于高強度、輕量化這個明確目標,才使得東風(武漢)實業的熱成形技術越做越大、越做越強。他介紹,除鋼材的熱成形技術外,東風(武漢)實業還在材料應用方面做了大量探索,例如,將鋁合金材料的強度從200MPa提升至600MPa,另外,還有鎂合金以及復合材料等新型材料的開發應用。

技術的壯大離不開人才的培養,東風(武漢)實業熱成形技術團隊的形成,是東風實業公司長期堅持科技興企、人才強企戰略的結果,也是東風(武漢)實業不斷投入和持續培育的結果——有對新入職大學生的“龍D100”人才計劃,有對中層管理干部的“龍騰100”人才計劃,龍曲波等就是從這“雙龍”計劃中成長起來的典型。

龍曲波告訴記者,每年東風(武漢)實業召開的科技工作大會,科技戰線的骨干們都要聚集在一起,探討未來3-5年的發展方向。“公司領導班子給予了我們充分的發揮空間,對我們大膽的技術構想予以極大支持,這讓我們有機會用技術力量對公司的發展做出實際貢獻。”

“近年來,我們發現、培養并使用了大批如楊黃銳、劉鵬、龍曲波一樣具有科技創新能力的年輕人才,為東風(武漢)實業熱成形技術實力的發展壯大發揮了重要作用。東風(武漢)實業總經理、黨委書記雷濤說,“他們是東風實業公司科技隊伍的優秀代表,也是堅守科技創新,不忘初心、牢記使命的優秀共產黨員代表。

2019年,在東風實業公司黨委的統一部署下,東風(武漢)實業建立了由楊黃銳、劉鵬、龍曲波三名黨員擔任首席工程師的創新工作室——“銳新工作室”“鯤鵬工作室”和“龍騰工作室”,圍繞焊接技術、熱成形技術和輕質材料開發應用等進行項目攻關,并以此為平臺建設科技攻關團隊,為東風(武漢)實業持續培養科技領域后備人才。

“下一步,我們將不斷優化模具設計和制造技術,優化產品線,提高產能,提升工藝水平,鞏固熱成形技術的先發優勢;同時,將熱成形技術向不同材質、不同連接工藝方面進行縱向延伸。”雷濤說:“在人才培養方面,我們將進一步加大科技投入,提升科技人才待遇,為科技人員創造更加舒心、和諧的創新環境。”()


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