日产汽车公司日前于横滨宣布在全球范围内首次采用1.2GPa(吉帕斯卡)超高强度钢材,并且从2013年开始,此类钢材将用于车身结构部件的冷冲压钢板。日产汽车公司计划在全球范围内将该钢材用于全系列车型,此项技术可以使得车身减重达15公斤,从而显著提升车辆环保性能和驾驶性能。
新型超高强度钢材是日产汽车与日本钢铁公司和日本神户钢铁公司联合开发,将用于车辆中央支柱强化件、前部和侧部车顶轨道及其它结构部件。与以往材料相比,新型钢材更薄、强度更高,将进一步增强车辆动感性能,提升燃油效率。同时,由于新材料的高级冷冲压成形特性可以支持批量生产,新材料的采用还将降低整体制造成本。
新材料研发需要克服诸多障碍。迄今为止,高强度钢材的使用一直存在着两面性:强度增加的同时导致刚性增加,从而使得冲压的可成形性降低。同时,如何保持点焊的质量也是面临的挑战之一。传统上讲,只有达到980MPa(兆帕斯卡)的高强度钢材才能用于冷冲压车身结构件,而且需要复杂的冲压工艺。新型1.2 GPa钢材,配以日产汽车先进的焊接技术,完全克服了上述挑战。新材料的研发突破在于在亚微米层面控制结构性成形,整合软硬层,从而实现高强度和可成形性。
新材料开发成功后,还需要进行大量试验,以开发最佳点焊方法。日产汽车通过自有流程对点焊方法进行开发,其中包括对焊接压力、电流强度和能量分布的优化。
通过在若干车身部件上采用新型材料,新型高成形性1.2GPa超高强度钢材将在不增加额外轻型材料成本(例如铝)的情况下,极大降低整车重量。