[01843692]差厚板开发及其在汽车轻量化中的应用

利用变厚度轧制技术生产差厚板是东北大学开发的具有自主知识产权的专利技术,其中的基础研究工作得到国家自然科学基金的支持。目前该技术已经在沈阳东宝海星金属材料科技有限公司得到应用,开始批量生产用于汽车轻量化的差厚板产品。 差厚板是一种用于汽车减重的节能减排产品,其特点是可根据汽车零部件承载状况,选择钢板的厚度尺寸,对负荷较小的部位减薄钢板厚度,从而实现汽车减重。因其减重效果明显,产品质量和生产效率等均优于目前大量使用的激光拼焊板,近年来受到汽车行业的关注,被认为是最具竞争力的汽车轻量化产品。除本项目外,目前世界上仅有德国Mubea一家公司可提供差厚板产品。 在本项目实施之前,差厚板生产在我国属于空白。东北大学在2000年即开始了与生产差厚板相关的变厚度轧制前期研究,2010年得到国家自然科学基金资助之后,研究进度加快,技术逐渐成熟。2010年我国第一条（也是到目前为止我国唯一的一条）差厚板生产线完成调试,试制成功我国第一块实用的差厚板,填补了亚洲生产差厚板的空白,使我国成为继德国之后,第二个具备差厚板批量生产能力的国家。 自2013年3月份已来,沈阳东宝海星金属材料科技有限公司已经为上汽集团提供差厚板20多万件,产品用于制造凯迪拉克、新君威等汽车仪表盘底横梁变截面管材。与使用等厚度板相比,使用沈阳东宝海星金属材料科技有限公司生产的变厚度板节材达到40%,为我国汽车轻量化、关键零部件国产化做出了贡献。 在变厚度轧制差厚板理论研究方面,取得的主要成果如下： 1)推导了变厚度轧制过程力平衡微分方程VGR-f方程,证明了经典的Karman方程是VGR-f方程在轧辊垂直方向位移速度为零时的特例,此项成果为变厚度轧制力能参数的研究奠定了基础; 2)提出了变厚度轧制质量守恒的新表述方式VGR-s方程,证明了著名的秒流量相等关系是VGR-s方程在轧辊垂直方向位移速度为零时的特例,此项成果为变厚度轧制运动学参数的研究奠定了基础; 3)提出差厚板断面曲线形状优化设计的思路和方法,相关成果获得一项发明专利授权; 4)提出轧制差厚板的微跟踪方法,为实现横向尺寸与厚度尺寸的高精度控制提供了手段,相关成果获得一项发明专利授权; 在差厚板应用技术研究方面,取得的主要成果如下： 1)在变厚度轧制理论指导下进行差厚板生产技术开发,指导设计、制造、调试了我国第一套差厚板专用轧机,使其具备差厚板生产能力; 2)开发研制了差厚板矫直、退火、周期性高精度剪切等方法和装置,开发出尺寸精度、内部性能、表面质量均符合汽车行业高标准要求的差厚板产品,并通过了汽车行业的严格质量认证; 3)新建了用于汽车减重的差厚板的轧制生产线,在此过程中解决了轧机振动、板形缺陷等一系列技术难题,目前已经开始批量生产差厚板,成材率达到95%以上,实现了科技成果转化为生产力的目标。 其它成果： 1)完成自然科学基金资助项目一项,顺利通过了国家验收; 2)相关成果共获得6项发明专利授权; 3)发表了差厚板方面的论文14篇; 4)培养研究生9人,其中4人已获得博士学位,5人已获得硕士学位; 5)东北大学被汽车轻量化联盟认定为技术创新基地,正在筹建汽车轻量化国家重点实验室东北大学分室（已通过科技部组织的论证）,进入汽车轻量化研究的国家队。