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推荐白车身材料选用规范精品
商密><级厶
xxxxx设计技术规范
白车身材料选用规范
20XX-02-09发布
20XX-07-06制订
XXXXXXXXXX
前言
白车身材料选用是车身设计过程中重要的一环,将直接影响到整车安全性、整车重量、整车开发成本、车身强度和油耗等方而。
本规范旨在建立一个白车身材料选用流程,为设计人员提供一个设计参考,便于设计人员尽量选用恰当的材料,在满足车身性能要求的基础上控制好零件的开发成本和车身重量,以达到优化设计的目的。
本规范由XXXXX车身所负责起草;
本规范由XXXXX项目处进行管理和解释;
本规范主要起草人员:
编制:
校核:
审定:
批准:
本规范的版本记录和版本号变动与修订记录
版本号
制窪/修订者
制泄/修订日
期
批准
日期
白车身材料选用规范
1适用范围
木规范适用于Ml、N1(轿车和面包车)类汽车白车身零件设计时材料的选用。
2引用标准
木规范主要引用了xxxx的一些材料选用经验以及宝钢的一些材料标准。
3涵义
3.1白车身零件材料的选用流程
3.1.1根据以往车型的开发经验,在整车的开发过程中,白车身材料的选用有下面儿个步骤:
a)解析参考车,将参考车的白车身解析为片件,通过理化分析等手段确定各零件的材料牌号及材料厚度,并整理一份完整的参考车白车身零部件材料明细。
b)根据新车的市场定位重新确定某些零件的材料,如果新车与参考车的市场定位不同,比如市场定价可能比参考车低,这样白车身制造成本相应的就要被压缩,有些零件的材料必须重新确定,采用价格更便宜的材料代替,比如用普通冷轧钢板替代镀锌钢板、用热轧板替换冷轧板等。
c)与参考车不同结构部分的材料选用,山于造型以及增减配置等原因,会产生与参考车不同的结构,设计时要根据这些结构的具体要求(比如受力情况、零件的复朵程度等),选用适当的材料。
d)与法规相关零件的材料选用,山于新车推出的时间较晚,需要适应的法规要求更加严格,所以参考车的某些结构可能满足不了某些法规要求,那么新车需要改善这些结构,并重新确定这些结构的材料(比如侧碰需要改善B柱和门槛,同时需要釆用一些高强度钢板;后碰法规需要改善后横梁结构和材料等)。
e)确定某些稀有材料的供货情况,参考车的某些材料来自国外,这些材料的的规格与性能与国内材料不同,或者有些特殊材料国内没有,所以在设讣时必须先落实这这些特殊材料的供货情况,考虑好是否进口这种材料或者采用替换材料。
f)进行工艺SE分析,对口车身零件进行工艺SE分析,根据分析结果确定是否需要对某些零件的材料进行替换。
g)提交CAE分析,将整个白车身数据提交给CAE部门进行强度、刚度等分析,如果分析结果达不到设计要求需要更改结构和材料,如此反复直到满足要求。
h)材料的最终确定,在开正式模具前必须完成上述所有步骤,并最终确定所有零件的材料,否则会造成模具的修改和报废,从而影响整车开发进度和增加开发成本。
3.2白车身材料的主要供应商
国内:
宝钢、攀钢、武钢、马钢;
国外:
新日铁、浦项制铁、俄罗斯、南非。
XXXXX目前主要釆用宝钢和攀钢的材料以及少量进口材料。
3.3材料的类型,白车身常用材料主要有以下儿种类型:
a)冷轧钢板,汽车白车身(除少数高档轿车外)的绝大部分材料釆用冷轧钢板。
冷轧钢板的延伸率范围也比较广(28%-42%不等),抗拉强度从250-270N/mm2不等,适用于车身内外蒙皮和各种结构件,设计时可根据零件的复杂程度和强度要求选择相应规格的冷轧钢板。
b)热轧钢板,热轧钢板种类繁多,用途很广,车用热轧钢板延伸率范围从27%-39%不等,抗拉强度从270-440N/mm2不等。
与冷轧钢板相比,热轧钢板材料价格低、强度高、但表面质量较差,适用于厚度在1.8mm以上的结构件和支架等。
c)镀锌钢板,镀锌钢板的基材为普通冷轧钢板或者高强度板,基本力学性能与基材相同;镀锌钢板分为热镀锌钢板、电镀锌钢板、单面镀锌钢板和双面镀锌钢板,镀锌钢板主要特点是用于防锈蚀,缺点是可焊接性能较普通钢板差,对模具质量要求很高,并且材料价格高于普通钢板,主要运用于车身外观件、易磨损件(与运动机构相连接)、涂装难以达到的件(注:
高档轿车釆用镀锌钢板比例大些)。
d)高强度钢板,高强度钢板的强度高于普通钢板,延伸率低于普通钢板,采用高强度钢板可以减轻车身重量,增加车身强度,高强度钢板主要用于车身上受力较大的结构和与安全相关的结构中,如车身前后碰撞横梁、车门防撞横梁、发动机仓边梁和一些车身连接板、安装板和加强件等。
由于高强度钢板材料比较贵,且对模具的使用寿命有影响,所以经济型车采用高强度钢板比较少,豪华轿车釆用的比较多。
e)激光拼焊钢板,激光拼焊钢板的特点不在与其材料性能,而在于它是山不同厚度的钢板用激光拼焊而成,它可以是冷轧钢板,镀锌钢板或者高强度钢板,特点主要是同一个零件有不同厚度,激光拼焊钢板的优点在于可以减轻零件重量,避免在某些焊枪难以达到的地方进行点焊等,主要运用于车身上比较大的零件如地板,梁等,由于激光拼焊钢板材料较贵,对模具要求很高,所以经济型车在一般情况下不釆用(高档轿车采用比较多)。
3.4.材料的各种特性和规格
3.4.1材料的特性,选择白车身材料时主要参考的一些特性有下列儿个:
a)屈服强度R(N/mm2),反映材料抵抗变形的能力。
b)抗拉强度Rm(N/mm2),反映材料抗断裂能力。
c)延伸率A%(断后伸长率),反映材料的塑性成形能力。
d)表面质量,反映材料的外观质量。
弹性模量、应力应变等特性可不考虑,各种材料特性的具体数值见附表。
3.4.2材料的具体规格,材料的规格非常繁多,各个钢厂根据材料化学成分和加工工艺的不同,将材料分为不同的规格,下面以宝钢材料为例:
a)冷连轧低碳钢板:
DC01(一般用途),DC03(冲压用),DC04(深冲压),DC05(特深冲压),DC06(超深冲压)。
b)冲压用冷连轧钢板:
BLC(—般用途),BLD(冲压用),BUSD(深冲压),BUFD(特深冲压),BSUFD(超深冲压)。
c)热连轧钢板:
SPHC(一般用途),SPHD(冲压用),SPHE(深冲压)。
d)热镀锌钢板:
DC51D+Z(—般用途),DC52D+Z(冲压用),DC53D+Z(深冲压),DC54D+Z(特深冲压),DC56D+Z(超深冲压)。
e)电镀锌钢板:
BLCE+Z(—般用途),BLDE+Z(冲压用),BUSDE+Z(深冲压),BUFDE+Z(特深冲压),BSUFDE+Z(超深冲压)。
f)高强度钢板。
B170P1(冲压用),B210PK一般用途),B250P1(结构用),B180P2(一般用途),B220P2(结构用)。
3.4.3材料的尺寸规格
a)公称厚度,宝钢20XX年6月发布的标准中,推荐的冷连轧钢板及钢带公称厚度有:
t二0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,1.75,2.0,2.5,3.0,3.2,3.5,车用热轧板从1.2mm到3mm以上都有,热轧板厚度误差依次从土0.1-±0,26不等。
b)宽度,冷轧板宽度从700mm-1850mm(切边)不等,热轧板宽度从650mm-1850mm(切边)不等。
3.4.4材料表面质量规格
3.4.4.1按材料边缘状态分类:
a)
EC切边
b)
EM不切边
3.4.4.2
按轧制精度分类:
a)
PT.A普通厚度精度
b)
PT.B较高厚度精度
3.4.4.3
按材料表面质量区分为:
a)
FB(较高级的精准表面)
b)
FC(高级的精准表面)
c)FD(超高级的精准表面)
3.4.4.4按材料表面结构区分为:
a)D(麻面)
b)B(光亮表面)
3.4.4.5按不平度精度分为:
a)普通不平度精度PF.A
b)高级不平度精度PF.B
3.4.5宝钢材料规格的标注举例:
DC03-D-FB-Q/BQB403-20XX
冷轧板EC
2.OPT.A-PF.B-Q/BQB401-20XX
SPHC-FB-Q/BQB402-20XX
EC热轧板
2.OPT.A-PF.B-Q/BQB401-20XX
EC:
切边;
DC03或SPHC:
材料性能规格;
D:
麻面;
FB:
较高级的精整表面;
Q/BQB403-20XX或Q/BQB402-20XX:
产品的规格标准和时间;
2.0:
料厚;
PT.A:
普通厚度精度;
PF.B:
高级不平度精度;
Q/BQB401-20XX:
包装标准及时间(注:
红色部分必须标注)。
3.5材料的选用原则
3.5.1材料强度特性的选用原则,材料的选择首先要满足零件的强度要求,而材料的强度和延伸率乂是相对应的,强度越好,延伸率越低,延伸率太低乂会造成零件成型困难,所以在选用材料时要综合考虑零件对强度和延伸率的要求。
对厚度超过1.8mm的零件建议尽量用热轧板等,这样能提高零件的强度。
3.5.2材料外观特性的选用原则
&)外观件,外观件选用表面质量较高的材料,如侧圉、翼子板、车门外板等零件,表面质量要求:
FC(高级的精整表面),PF.B(高级不平度精度),B(光亮表面)o
b)内部结构件,内部结构件选用表面质量比较低材料,如前后地板、车门内板、侧围内板以及其他的一些结构件,表面质量要求:
FB(较高级的精整表面),PF.A(普通不平度精度),D(麻面)。
Q/BQB403-DC06-B-FCQ/BQB103-DC03-D-FB
0.7-PF.B0.8
CM8侧围外蒙皮CM8前地板
3.5.3材料尺寸的选用原则:
材料的厚度选用要根据零件的性能要求而定,太薄不能满足强度要求,太厚乂增加了成本和车身重量,所以料厚选取一定要适中。
理论上钢厂可以生产各种厚度规格的材料,但在实际生产中,宝钢主要生产以上规格的冷轧板,在选用宝钢材料时尽量选用上述规格的材料,另外热轧板厚度误差比较大,选材料前要考虑好材料的偏差走向。
如果由于特殊情况必须选用其他厚度规格的材料,在设计前必须先确认材料供应商是否生产该规格的材料。
5白车身各部分材料选用原则及举例
5.1大型外观覆盖件材料的选用。
大型外观覆盖件主要包括侧围外蒙皮、车门外蒙皮、翼子板、前罩板外板,和顶盖等,这类零件外形尺寸大,形状复杂,外观质量要求高(除顶盖外均为A级面),一般选用拉延性能比较好的冷轧薄钢板,面包车
以及微型轿车等低档车,一般选用宝钢生产的DC04冷轧钢板,如果形状特别复杂
cv7前门外蒙皮(BUSDE+Z(t=0.75・0/35))
(比如侧围,顶盖等)可以选用宝钢生产的拉延性能更好的DC06冷轧钢板,对于中档以上轿车或者部分经济型轿车,大型外观覆盖件(除顶盖外)一般选用防腐蚀性能良好的镀锌钢板(例如CV7车门选用BUSDE+Z(t=0.75,0/35))。
零件名称
规格
表面质量
侧围
DC06或DC04
B(光亮表面)
t=0.8
FC(高级精整表面)
PF.B(高级不平度)
车门外板、前
BUSDE+Z,t=0.65x0.75;
B(光亮表面)
罩外板、行李
DC06或DC04,t=0.7,0.8
FC(高级精整表面)
厢外板
PF.B(高级不平度)
顶盖
BUFD.t=0.8
D(麻面)
cv7侧碉外蒙皮(DC06X0.8)
FB(较高级精整表面)
PF.B(高级不平度)
cv7前璧板(DC04,t=0.8)
5.2大型内覆盖件材料的选用。
大型内覆盖件主要指侧圉内蒙皮、前地板、后地板、前壁板及车门内蒙皮等,这类零件外形尺寸大,形状复朵,但零件表面质量要求不高,一般采用延展性比较好的材料,如DC04,DC06等。
零件名称
规格
表面质量
车门内板
DC56D+ZFt=0.85
DC06或DC04A0.&0.9
行李厢内板
DC56D+ZF(t=0.75.35/35)
DC06或DC04t=0.8
D(麻表面)
FB(较高级精整表面)
PF.A(普通不平度)
前罩内板
DC54D+ZFt=0.65
DC06或DC04t=0.8
前地板、后地板、
DC06或DC04(根据零件形状
复杂程度)
D(麻表面)
cv7后地板(DC06,t=0.8)
前壁板、侧围内板匸0.8,0.9等(根据强度需要)FB(较高级精整表面)
PF.A(普通不平度)
5・3中小型结构件材料的选用。
这类零件一般外型较小,形状较简单,属于受力件,
尽量采用强度较高的材料,如DC01等,如果形状复杂可采用DC03,或者DC04等。
"7换档加强件(DC03)cv7前侧梁加长段加强件(DC03)
零件名称
规格
表面质量
受较大负荷部位的
结构件
DC03
DC04(复杂结构件)t=0.8—3.0(根据实际情况)
D(麻表面)
FB(较高级精整表面)
PF.A(普通不平度)
普通部位结构件
DC04
t=0.7>0.8
部分受力大,厚度
大于1.8的结构件
SPHC、SPHD、SPHE
(热轧板)
FB(较高级精整表面)
5・4螺母板及各种支架材料的选用。
山于白车身的支架受力较大,一般选用强度较高、材料比较厚的冷轧钢板或者热轧板。
o冷尸■
cv7安全带安装加强件(DC01)cv7备胎安装支架(DC01cv7汕箱安装前支架(DC01)
“7后排座椅安全带安装加强件(SPHC)"7油箱后支架(SPHC)
零件名称
规格
表面质量
受力较大的安装支架或螺母板
SPHC(热轧板)t^l.8
DC01(冷轧板)t不定
表面质量要求普通
受力较小的安装支架或螺
母板
DC01t不定
5・5特殊结构件材料的选用
5.5.1为了满足碰撞法规,车身某些部位需要釆用高强度钢板,如轿车的前后碰撞横梁,车门的防侧碰横梁等部位。
cv7前门防撞横梁(MSW1200/WSS-M99P23-B,t=l.5)
cv7前横梁外板WSD-M1A333-A2(WSS-M1P94A,55A55-HD-S)DC54D+ZF,t=l.25,35/35
5.5.2为了减轻整车重量,车身某些部位釆用激光拼焊板。
4.5.3为了防腐蚀,车身某些容易积水部位采用镀锌钢板。
cv7暧风机压力室板(DC54D+ZF(t=0.&35/35))
零件名称
规格
表面质量
与运动机构相连接,易锈蚀的零件和涂装难以达到的零件
DC54D+ZF等不等
普通
6白车身材料的发展趋势
随着材料科学的不断发展和材料生产技术的提高,某些仅仅运用到高档轿车的材料必将得到普及,这些材料的发展趋势主要有以下儿个方面:
a)高强度钢板和超高强度钢板的普遍运用,主要作用是能提高白车身强度,增加汽车安全性,简化车身结构,减轻车身重量;
b)激光拼焊板的运用,主要作用是能减轻车身重量;
c)镀锌钢板的广泛运用,增强加车身抗腐蚀能力;
d)轻型材料的运用(比如某些豪华轿车已经实现了全铝车身),主要作用是减轻车身重量。
7附表
材料
屈服强度R
抗拉强度Rm
延伸率A%
用途
适用零件类型
(N/mm2)
(N/n)m2)
不小于
DC01(Stl2)
130-260
270
28-34
一般用
车身上各种支架
和形状简单的结
构件
DC03(Stl3)
120-240
270
32-36
冲压用
形状比较复杂的
大中型结构件
DC04(Stl4,Stl5)
120-210
270
36-40
深冲压
形状很复杂的大
型结构件或者大
型外观件
DC05(BSC2)
110-190
260
38-41
特深冲压
形状非常复杂的
大型结构件或者
大型外观件
DC06(Stl6,
Stl4-T,BSC3)
100-180
250
39-42
超深冲压
形状非常复杂的
大型结构件或者
大型外观件
表1宝钢冷连轧低碳钢板
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/mni2)
延伸率A%
不小于
用途
适用零件类型
SPCC
270
34-38
一般用
车身上各种支架
和形状简单的结
构件
SPCD
270
36-40
冲压用
形状比较复杂的
大中型结构件
SPCESPCEN
210
270
38-42
深冲压
形状很复杂的大
型结构件或者大
型外观件
表1宝钢冷连轧碳素钢板
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/nun2)
延伸率A%
不小于
用途
适用零件类型
BLC
140-270
270
36-42
一般用
车身上各种支
架、形状简单的
结构件
BLD
120-240
270
38-44
冲压用
形状比较复杂的
大中型结构件
BUSD
120-210
260
40-46
深冲压
形状很复杂的大型结构件、大型外观件
BUFD
120-190
250
42-48
特深冲压
形状非常复杂的
大型结构件、大
型外观件
BSUFD
110-180
250
44-50
超深冲压
形状非常复杂的
大型结构件、大
型外观件
表2宝钢冲压用冷连轧钢板
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/nun2)
延伸率A%
不小于
用途
适用零件类型
St37-2G
215
360-510
20
支架、形状简单
的结构件
St44-3G
245
430-580
18
支架、形状简单
的结构件
St52-3G
325
510-680
16
支架、形状简单
的结构件
表3宝钢冷连轧碳素结构钢板(高强度钢板)
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/nun2)
延伸率A%
不小于
用途
适用零件类型
B340LA
340-460
440
22-26
支架、形状简单
的结构件
B410LA
410-560
590
16-18
支架、形状简单
的结构件
表3宝钢低合金高强度冷连轧钢板(高强度钢板)
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/nun2)
延伸率A%
不小于
用途
适用零件类型
B170P1
170-260
340
36-40
支架、形状较
简单的结构件
B210P1
210-310
390
32-36
支架、形状较
简单的结构件
B250P1
250-360
440
30-34
支架、形状较
简单的结构件
B180P2(BP340)
180-280
340
30
支架、形状较
简单的结构件
B220P2(BP380)
220-320
380
28
支架、形状较
简单的结构件
表3宝钢加磷高强度冷连轧钢板(髙强度钢板)
材料
屈服强度R
(N/mn)2)
抗拉强度Rm
(N/niin2)
延伸率A%不
小于
用途
适用零件类
型
DD11(StW22)
170-360
W440
M25
强度要求较高的结构件、支架、螺母板等
DD12(StVV23)
170-340
W420
M27
DD13(StVV24)
170-330
W400
N30
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/nun2)
延伸率A%不
小于
用途
适用零件类
型
SPHC
M270
27-29
厚度较大的
SPHD
M270
30-35
结构件
SPHE
M270
31-37
表3宝钢热连轧钢板
材料
屈服强度R
(N/mm2)
抗拉强度Rm
(N/mm2)
延伸率A%
不小于
用途
适用零件类型
Dogal
450YP
450-550
560-680
14
形状非常简
Dogal
500YP
500-600
600-730
10
单,强度要求
Dogal
600DP
350-480
600-700
16
非常高的结构
Dogal
DPE
600
450-530
600-750
17
件(如车门防
撞横梁等)
Dogal
800DP
500-640
800-950
10
Dogal
DP
1000
660-860
980
6
Docol
800DP
500-650
800-900
8
Docol
DP
1000
700-950
1000-1200
5
Docol
DP
1200
950-1200
1200-1400
1
Docol
DP
1400
1150-1400
1400-1600
3
表4瑞典SSAB公司高强度钢板(高强度钢板)
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