نوارهای فولاد ضدزنگ استمپ‌شده در زمینه تولید خودرو چه کاربردهایی دارند؟

نوار فولاد ضدزنگ استمپ‌شده نوعی ماده نواری فولاد ضدزنگ با عملکرد عالی در فرآیند استمپینگ است که به‌طور گسترده در بسیاری از زمینه‌ها استفاده می‌شود.

​

نوارهای فولاد ضدزنگ استمپ‌شده با دارا بودن خواص مکانیکی برجسته، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت شکل‌پذیری بالا، به یکی از مواد کلیدی در صنعت تولید خودرو تبدیل شده‌اند. این نوارها در بخش‌های اساسی متعددی از جمله ساختار بدنه، قطعات عملکردی، سیستم‌های ایمنی و تزئینات داخلی و خارجی به‌کار گرفته می‌شوند. این مواد نه تنها نیازهای خودرو را در زمینه ایمنی و دوام برآورده می‌کنند، بلکه با روند تولید خودروهای سبک‌وزن و دقیق نیز سازگار هستند.

I. ساختار بدنه و قطعات ایمنی: باربرداری اصلی و محافظت

بدنه خودرو همان «اسکلت» آن است و قطعات ایمنی به‌طور مستقیم مربوط به حفاظت راننده و سرنشینان می‌شوند. در چنین شرایطی، نوارهای فولاد ضدزنگ تیغه‌زنی‌شده عمدتاً الزامات اصلی «استحکام بالا، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر خوردگی» را برآورده می‌کنند. کاربردهای متداول شامل:

قطعات تقویت‌کننده بدنه

مانند تیرهای ضد برخورد درب، صفحات تقویت‌کننده ستون B/ستون C بدنه خودرو، قطعات تقویت‌کننده تیر طولی شاسی و غیره. چنین اجزایی باید بتوانند انرژی را جذب کرده و تغییر شکل بدنه خودرو را در هنگام برخورد کاهش دهند. معمولاً از نوارهای فولاد ضدزنگ سردکاری شده با استحکام بالا (مانند نوع سخت‌کاری شده توسط کار سرد 301، سری پرمقاومت 201/430) استفاده می‌شود. استحکام کششی آن‌ها می‌تواند به 500-1200 مگاپاسکال برسد و پس از خم‌کاری دقیق، توانایی حفظ پایداری شکل و جلوگیری از شکستن در هنگام برخورد را دارند. در عین حال، مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضدزنگ می‌تواند از زنگ‌زدگی نقاط اتصال بین شاسی و بدنه ناشی از باران و عوامل ذوب‌کننده یخ جلوگیری کند و در نتیجه عمر بدنه خودرو را افزایش دهد.

اجزای سیستم ایمنی

مجموعه کمربند ایمنی: قطعات دقیق مانند قلاب‌های کمربند ایمنی و براکت‌های غلتکی نیازمند دستیابی به ساختارهای پیچیده قفلی و سوراخ‌های نصب از طریق فلنج‌کاری هستند. معمولاً از نوارهای فولاد ضدزنگ استامپ‌شده 304 استفاده می‌شود - شکل‌پذیری عالی آن تضمین می‌کند که در حین فلنج‌کاری ترک نخورد، پرداخت سطح بالا (Ra≤0.8μm) می‌تواند اصطکاک بین قطعات را کاهش دهد و مقاومت در برابر خوردگی می‌تواند از زنگ‌زدگی ناشی از تعریق و گرد و غبار در طول استفاده طولانی‌مدت جلوگیری کند و عملکرد قفل اطمینان‌بخش کمربند ایمنی را تضمین نماید.

قطعه‌ی ایجاد کننده‌ی عملکرد کیسه هوا: پوسته‌ی مولد گاز کیسه هوا، براکت مکانیزم آغازگر و غیره نیازمند دقت و یکنواختی بسیار بالای مواد هستند. نوار فولاد ضدزنگ (مانند 316L که حاوی مولیبدن برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی است) به صورت نورد سرد تولید می‌شود تا تلرانس ضخامت ±0.01 میلی‌متر را تضمین کند. با ترکیب قالب‌های دقیق نورد، می‌توان ساختارهای حفره‌ای پیچیده ایجاد کرد. همچنین، ویژگی مقاومت در برابر دمای بالا (دمای کاری پیوسته 316L می‌تواند به 800 درجه سانتی‌گراد برسد) امکان سازگاری با محیط لحظه‌ای دمای بالا در هنگام کارکرد مولد گاز را فراهم می‌کند.

دو. شاسی و سیستم انتقال قدرت: مقاوم در برابر عوامل جوی، مقاوم در برابر روغن و توانایی تحمل بارهای سنگین

شاسی و سیستم قدرت خودروها به طور مداوم در معرض محیط‌های بیرونی (باران، شن و گل) قرار دارند یا با مواد خورنده ای مانند روغن موتور و مایع خنک‌کننده تماس پیدا می‌کنند و نیازمند تحمل ارتعاشات موتور و ضربه‌های جاده هستند. ویژگی‌های "مقاومت در برابر خوردگی + سفتی بالا" نوار فولاد ضدزنگ تراش‌خورده در چنین شرایطی به ویژه حائز اهمیت است:

اجزای عملکردی شاسی

اجزای سیستم ترمز شامل نگهدارنده کالیپر ترمز، صفحه‌های پشتی ترمز و غیره که باید دماهای بالا در حین ترمز (تا 300-500 درجه سانتی‌گراد) و همچنین خوردگی شیمیایی مایع ترمز را تحمل کنند. معمولاً از نوارهای فولاد ضدزنگ تراش‌خورده فریتی 430 استفاده می‌شود - پایداری دمایی آن در مقایسه با فولاد ضدزنگ آستنیتی بهتر است و هزینه آن نیز کمتر از نوع 304 است. پس از فرآیند تراش، سطح آن می‌تواند مستقیماً استفاده شود (نیازی به پوشش اضافی نیست) و از زنگ‌زدگی ناشی از جدا شدن لایه پوششی ورق فولاد سنتی جلوگیری می‌کند.

سیستم بست‌های شاسی برای لوله‌ها: کلیپ‌ها و پشتیبان‌های مربوط به لوله‌های سوخت و لوله‌های خنک‌کننده باید از طریق فرآیند نورد به ساختاری «سبک‌وزن + ضد بازشدن» دست یابند. مواد متداول استفاده‌شده، نوارهای فولاد زنگ‌نزن تیغه‌ای فوق‌العاده نازک 304 (با ضخامت 0.15 تا 0.3 میلی‌متر) هستند. عملکرد خم‌برداری عالی آن‌ها امکان دستیابی به زوایای پیچیده در کلیپ‌ها را فراهم می‌کند و مقاومت در برابر روغن و آب آن‌ها مانع از خرابی بست‌های لوله در اثر خوردگی توسط محیط‌های میانی می‌شود.

اجزای کمکی سیستم قدرت

مانند صفحه تقویت‌کننده کارتر روغن موتور و پایه موقعیت‌یابی محفظه گیربکس که باید ارتعاشات و غوطه‌وری در روغن حین کارکرد موتور را تحمل کنند، از نوار فولاد زنگ‌نزن تیغه‌ای 316L استفاده می‌شود — این آلیاژ حاوی مولیبدن است که به‌طور قابل توجهی مقاومت در برابر ترکیبات سولفیدی موجود در روغن موتور را افزایش می‌دهد و استحکام کششی آن ≥515 مگاپاسکال است که می‌تواند در برابر تنش خستگی بلندمدت ناشی از ارتعاشات مقاومت کند و از تغییر شکل یا شکسته شدن پایه جلوگیری کند.

III. داخلی و خارجی: زیبایی، دوام و سبکی

داخل ماشین باید تعادلی بین "زیبایی و لمس" داشته باشد، در حالی که بدنه خارجی باید بتواند در برابر تابش آفتاب، باران و برخورد سنگ مقاومت کند. در چنین شرایطی، نوارهای فولاد ضدزنگ نوردشده عمدتاً از مزایای «کیفیت بالای سطح، مقاومت قوی در برابر عوامل جوی و شکل‌پذیری آسان» بهره می‌برند

اجزای دقیق داخلی

اجزای پنل سازمانی و کنترل مرکزی: براکت‌های پنل سازمانی، قاب‌های تزئینی پنل کنترل مرکزی، پره‌های خروجی کولر هوا و غیره که نیازمند دستیابی به «دیواره نازک + شکل پیچیده» از طریق فرآیند استمپینگ هستند. معمولاً از نوارهای فولاد ضدزنگ استمپ شده با سطح صیقلی 304 (پرداخت سطح Ra≤0.2μm) یا نوارهای فولاد ضدزنگ مات استفاده می‌شود؛ نوع صیقلی برای افزایش بافت داخلی مناسب است و نوع مات قادر به پنهان کردن اثر انگشت و خراش‌های جزئی است. عملکرد عالی آن در کشش عمیق (کشیدگی ≥40٪) امکان ایجاد سطوح منحنی پیچیده یا ساختارهای توخالی را فراهم می‌کند و در مقابل الکل و مواد تمیزکننده مقاوم است (برای مثال، هنگام پاک کردن پنل کنترل مرکزی هیچ اثری باقی نمی‌ماند).

قطعات داخلی صندلی و درب: صفحات دنده مکانیسم تنظیم صندلی و کلیپس‌های ثابت پنل‌های داخلی درب از نوار فولاد ضدزنگ استامپ شده 201 ساخته شده‌اند (با هزینه‌ای کمتر از 304 و استحکامی نزدیک به 304). پروفیل‌های دندانه‌ای با دقت بالا یا ساختارهای کلیپس از طریق فرآیند استمپ تولید می‌شوند و دارای مقاومت خوب در برابر سایش (سختی سطحی HV≥200) هستند و می‌توانند اصطکاک ناشی از تنظیمات طولانی‌مدت صندلی یا باز و بسته شدن مکرر درب را تحمل کنند.

اجزای کمکی خارجی

قطعات تزئینی پنجره و بدنه: قاب نوار آب‌بندی شیار راهنماي پنجره و تزئینات کناره دامن بدنه باید بتوانند در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش و خوردگی ناشی از باران مقاومت کنند. از نوار فولاد ضدزنگ نورد شده مقاوم در برابر عوامل جوی 304 استفاده می‌شود - با محتوای کروم ≥18% که می‌تواند لایه پسیویشن اکسید کروم پایداری روی سطح ایجاد کند و از پوسیدگی یا زنگ‌زدگی ناشی از تابش آفتاب و باران جلوگیری کند. در حین فرآیند نورد، می‌توان مقطع‌های پیچیده‌ای مانند "شیارهای U شکل" و "لبه‌های داخلی حلقه‌ای" ایجاد کرد که برای نیازهای نصب نوارهای آب‌بندی مناسب هستند.

اجزای چراغ جلو: براکت‌های منعکس‌کننده چراغ خودرو و کلیپ‌های ثابت‌کننده روکش چراغ باید از طریق فلنج‌زنی به "سبکی + موقعیت‌یابی با دقت بالا" دست یابند. معمولاً از نوارهای فولاد ضدزنگ استامپ شده فوق‌العاده نازک 304 (با ضخامت 0.1 تا 0.2 میلی‌متر) استفاده می‌شود که دارای عملکرد جوشکاری عالی (قابلیت اتصال به روکش پلاستیکی چراغ از طریق جوش لیزری) و مقاومت حرارتی (توانایی تحمل دمای بالا در هنگام روشن بودن طولانی‌مدت چراغ خودرو) است. این امر از انحراف نور ناشی از تغییر شکل براکت جلوگیری می‌کند.

چهارم. کاربردهای منحصربه‌فرد خودروهای نسل جدید انرژی

با توسعه خودروهای نوین انرژی (به‌ویژه خودروهای برقی)، تقاضاهای کاربردی جدیدی برای نوارهای فولاد ضدزنگ استامپ‌شده در "سیستم باتری و سیستم محرکه الکتریکی" پدید آمده است که تمرکز اصلی آن بر "مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، مقاومت در برابر ولتاژ بالا و مقاومت در برابر خوردگی" است:

اجزای سیستم باتری

قطعات تقویت‌کننده بدنه بسته باتری: قاب درب بالایی بسته باتری و تیر ضربه‌گیر در کف پوسته باید بتوانند در برابر نیروی ضربه در هنگام برخورد و دمای بالا (40-60 درجه سانتی‌گراد) در حین کارکرد باتری مقاومت کنند. از نوار فولاد ضدزنگ نشکسته کربن فوق پایین 301LN (با محتوای کربن ≤0.03% و افزودن نیتروژن برای افزایش استحکام) استفاده شده است که استحکام کششی آن ≥1000MPa می‌باشد. این ماده دارای عملکرد جوشکاری عالی نیز است (آب‌بندی بسته باتری از طریق جوشکاری لیزری قابل دستیابی است) و در برابر خوردگی الکترولیت مقاوم است (از آسیب به قطعات ناشی از نشت باتری جلوگیری می‌کند).

قطعه اتصال تاب باتری برای برخی از باتری‌های لیتیوم فسفات آهن، صفحات اتصال تاب باید به روش نوردی (استمپینگ) ساخته شوند تا ویژگی « فوق‌العاده نازک + هدایت الکتریکی بالا » حاصل شود. از نوارهای فولاد ضدزنگ کامپوزیتی مسی 304 (دارای لایه‌ای از مس به ضخامت 0.05 میلی‌متر که بر روی ماده پایه فولاد ضدزنگ لامینه شده است) استفاده می‌شود - فولاد ضدزنگ استحکام ساختاری را فراهم می‌کند و لایه مسی هدایت الکتریکی را افزایش می‌دهد. در حین فرآیند نوردی، اشکال دقیق تاب قابل دستیابی است و این قطعات در برابر محلول الکترولیت باتری مقاوم هستند.

اجزای سیستم درایو الکتریکی

به عنوان مثال، رادیاتورهای خنک‌کننده پوسته موتور و نگهدارنده‌های پوسته اینورتر باید در برابر دمای بالا (تا 120 درجه سانتی‌گراد) و ولتاژ بالا (≥300 ولت) در حین کارکرد موتور مقاوم باشند. برای این منظور از نوارهای فولاد ضدزنگ استامپ شده 316Ti (با افزودن تیتانیوم به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی بین دانه‌ای در دمای بالا) استفاده می‌شود. عملکرد عایقی آن‌ها نسبت به فولاد معمولی برتری دارد (نیازی به پوشش عایق اضافی نیست). علاوه بر این، ساختار رادیاتور خنک‌کننده ایجاد شده توسط استامپ می‌تواند کارایی پراکندگی گرما در سیستم محرک الکتریکی را افزایش دهد.