Quali sono le applicazioni dei nastri in acciaio inossidabile stampati nel campo della produzione automobilistica?

La striscia in acciaio inossidabile stampata è un tipo di materiale in striscia di acciaio inossidabile con eccellenti prestazioni di stampaggio ed è ampiamente utilizzata in molti settori.

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Le strisce in acciaio inossidabile per stampaggio, grazie alle loro eccezionali proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione e formabilità, sono diventate uno dei materiali chiave nel settore della produzione automobilistica. Sono ampiamente impiegate in diversi collegamenti fondamentali come strutture della carrozzeria, componenti funzionali, sistemi di sicurezza e rivestimenti interni/esterni. Oltre a soddisfare i requisiti delle autovetture in termini di sicurezza e durata, si adattano anche alle tendenze produttive di leggerezza e precisione.

I. Struttura della carrozzeria e componenti di sicurezza: supporto portante principale e protezione

La carrozzeria di un'auto è il suo "scheletro", e i componenti per la sicurezza sono direttamente correlati alla protezione di conducente e passeggeri. In queste situazioni, le strisce stampate in acciaio inossidabile soddisfano principalmente i requisiti fondamentali di "alta resistenza, resistenza agli urti e resistenza alla corrosione". Applicazioni comuni includono:

Parti di rinforzo della carrozzeria

Ad esempio travi antischiacciamento delle porte, piastre di rinforzo dei montanti B/C della carrozzeria, componenti di rinforzo del longherone del telaio, ecc. Questi componenti devono assorbire energia e ridurre la deformazione della carrozzeria in caso di collisione. Solitamente si utilizzano nastri in acciaio inossidabile stampati ad alta resistenza (ad esempio tipo 301 indurito a freddo, serie ad alta resistenza 201/430). La loro resistenza alla trazione può raggiungere i 500-1200 MPa e, dopo essere stati stampati con precisione, possono mantenere la stabilità della forma ed evitare rotture durante un impatto. Nel contempo, la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile previene l'arrugginimento dei punti di collegamento tra telaio e carrozzeria causato da pioggia e agenti antigelo, prolungando così la durata della carrozzeria.

Componenti del sistema di sicurezza

L'insieme della cintura di sicurezza richiede componenti di precisione come fibbie e supporti scorrevoli, che devono realizzare strutture complesse a scatto e fori di installazione mediante stampaggio. Solitamente si utilizzano nastri in acciaio inossidabile stampato 304: la loro eccellente duttilità garantisce l'assenza di crepe durante lo stampaggio, l'elevata finitura superficiale (Ra≤0,8μm) riduce l'attrito tra i componenti e la resistenza alla corrosione previene la ruggine causata dal sudore e dalla polvere durante un uso prolungato, assicurando così il corretto funzionamento di bloccaggio della cintura di sicurezza.

Componente di attivazione dell'airbag: la carcassa del generatore di gas per airbag, il supporto del meccanismo di attivazione, ecc., hanno requisiti estremamente elevati riguardo alla precisione e alla costanza dei materiali. La lamina in acciaio inossidabile (ad esempio 316L, contenente molibdeno per migliorare la resistenza alla corrosione) viene laminata a freddo per garantire una tolleranza di spessore di ±0,01 mm. Combinata con stampi di precisione per tranciatura, consente di realizzare strutture complesse a cavità. Allo stesso tempo, la caratteristica di resistenza alle alte temperature (la temperatura di funzionamento continua del 316L può raggiungere gli 800 ℃) permette di adattarsi all'ambiente di alta temperatura istantanea durante il funzionamento del generatore di gas.

II. Telaio e powertrain: resistenti agli agenti atmosferici, resistenti all'olio e in grado di sopportare carichi elevati

Il telaio e il sistema motore delle automobili sono costantemente esposti a condizioni ambientali esterne (pioggia, sabbia e fango) o vengono a contatto con sostanze corrosive come l'olio motore e il liquido di raffreddamento, e devono resistere alle vibrazioni del motore e agli urti della strada. Le caratteristiche "resistenza alla corrosione + elevata rigidità" della lamiera stampata in acciaio inossidabile sono particolarmente cruciali in questi scenari:

Componenti funzionali del telaio

Componenti del sistema frenante: pinze freno, supporti pastiglie freno, ecc., devono resistere alle alte temperature generate durante la frenata (fino a 300-500℃) e alla corrosione chimica del liquido freni. Solitamente si utilizzano lamiere stampate in acciaio inossidabile ferritico 430, la cui stabilità ad alta temperatura è migliore rispetto a quella dell'acciaio inossidabile austenitico, con un costo inferiore rispetto al 304. Dopo lo stampaggio, la superficie può essere utilizzata direttamente (non è richiesto alcun rivestimento aggiuntivo), evitando così la formazione di ruggine causata dallo sfaldamento dello strato di rivestimento presente sulle tradizionali lamiere d'acciaio.

Fissaggi per tubazioni del telaio: Le clip e le staffe per tubi del carburante e tubi del liquido di raffreddamento devono realizzare una struttura "leggera + antislittamento" mediante stampaggio. I materiali comunemente utilizzati sono nastri in acciaio inossidabile stampati ultra-sottili 304 (con uno spessore di 0,15-0,3 mm). Le loro eccellenti prestazioni di piegatura consentono di ottenere angoli complessi delle clip, mentre la resistenza all'olio e all'acqua evita il malfunzionamento dei fissaggi delle tubazioni a causa dell'erosione del mezzo.

Componenti ausiliarie del sistema propulsivo

Ad esempio la piastra di rinforzo del carter dell'olio del motore e la staffa di posizionamento della scatola del cambio, che devono sopportare le vibrazioni e l'immersione nell'olio durante il funzionamento del motore; si sceglie il nastro in acciaio inossidabile stampato 316L, che contiene molibdeno, elemento che migliora significativamente la resistenza alla corrosione da solfuri presenti nell'olio motore, e la cui resistenza a trazione è ≥515 MPa, in grado di resistere alle sollecitazioni da fatica a lungo termine causate dalle vibrazioni ed evitare deformazioni o rotture della staffa.

III. Interni ed esterni: Estetici, durevoli e leggeri

L'interno di un'auto deve bilanciare "estetica e qualità al tatto", mentre l'esterno deve resistere all'esposizione al sole, alla pioggia e agli urti di pietre. In queste situazioni, le strisce in acciaio inossidabile stampate sfruttano principalmente i vantaggi di "alta qualità superficiale, forte resistenza agli agenti atmosferici e facilità di formatura"

Componenti di precisione per interni

Componenti del cruscotto e della centralina: supporti del cruscotto, cornici decorative del pannello centrale, pale delle bocchette dell'aria condizionata, ecc., devono realizzare una struttura "sottile + forma complessa" mediante stampaggio. I materiali più utilizzati sono nastri in acciaio inossidabile stampati 304 con finitura lucida (finitura superficiale Ra≤0,2μm) oppure nastri in acciaio inossidabile spazzolato; il tipo lucido può migliorare la qualità estetica interna, mentre quello spazzolato nasconde le impronte digitali e i piccoli graffi. L'elevata capacità di imbutitura (allungamento ≥40%) consente di creare superfici curve complesse o strutture cave ed è resistente all'alcol e agli agenti detergenti (ad esempio, non lascia tracce quando si pulisce il pannello centrale).

Parti interne di sedile e porta: Le piastre dentate del meccanismo di regolazione del sedile e le clip fisse dei pannelli interni della porta sono realizzate in lamina stampata in acciaio inossidabile 201 (con un costo inferiore rispetto al 304 e una resistenza simile al 304). Profili dentati ad alta precisione o strutture a clip sono ottenuti mediante stampaggio, e presentano buona resistenza all'usura (durezza superficiale HV≥200), in grado di sopportare l'attrito derivante da continue regolazioni del sedile o aperture e chiusure della porta.

Componenti ausiliarie esterne

Parti di finitura per vetri e carrozzeria: La cornice della guarnizione del canale di scorrimento del vetro e le modanature laterali della carrozzeria devono resistere ai raggi ultravioletti e all'erosione causata dalla pioggia. Viene selezionato un nastro in acciaio inossidabile stampato resistente alle intemperie 304 – con un contenuto di cromo ≥18%, in grado di formare sulla superficie un film passivante stabile di ossido di cromo che previene lo scolorimento o la ruggine causati dall'esposizione al sole e alla pioggia. Durante lo stampaggio, è possibile realizzare sezioni complesse come "scanalature a U" e "bordi arrotolati internamente", adatte ai requisiti di installazione delle guarnizioni.

Componenti dei fari: le staffe per il riflettore della lampada dell'auto e le clip di fissaggio per il coperchio della lampada devono raggiungere una "leggerezza + posizionamento ad alta precisione" mediante stampaggio. Comunemente utilizzate sono strisce in acciaio inossidabile stampate ultra-sottili 304 (con uno spessore di 0,1-0,2 mm), che presentano eccellenti prestazioni di saldatura (possono essere fissate a coperchi in plastica mediante saldatura laser) e resistenza al calore (in grado di sopportare le alte temperature generate quando il faro è acceso per periodi prolungati). Evitare deviazioni del fascio luminoso causate da deformazioni della staffa.

IV. Scenari applicativi unici dei veicoli a energia nuova

Con lo sviluppo dei veicoli a energia nuova (in particolare veicoli elettrici), sono emerse nuove esigenze applicative per le strisce in acciaio inossidabile stampate nei "sistemi della batteria e nei sistemi di trazione elettrica", con un focus centrale su "resistenza alle interferenze elettromagnetiche, resistenza all'alta tensione e resistenza alla corrosione":

Componenti del sistema della batteria

Componenti di rinforzo della scocca del pacco batteria: il telaio del coperchio superiore del pacco batteria e la trave anticolpo della scocca inferiore devono resistere alla forza d'impatto durante una collisione e alle alte temperature (40-60℃) durante il funzionamento della batteria. Viene selezionato un nastro in acciaio inossidabile stampato ultra-low carbon 301LN (contenuto di carbonio ≤0,03%, con aggiunta di azoto per migliorare la resistenza), con una resistenza a trazione ≥1000MPa. Il materiale presenta inoltre eccellenti caratteristiche di saldabilità (la sigillatura del pacco batteria può essere ottenuta mediante saldatura laser) ed è resistente alla corrosione da elettrolita (evitando danni ai componenti causati da perdite della batteria).

Componente di collegamento della batteria TAB Per alcune batterie al litio ferro fosfato, le piastre di collegamento TAB devono essere stampate per ottenere una "ultra-sottile + alta conduttività". Vengono selezionate strisce in acciaio inossidabile composito rame 304 (con uno strato di rame spesso 0,05 mm laminato sulla superficie del materiale base in acciaio inossidabile) - l'acciaio inossidabile fornisce resistenza strutturale, mentre lo strato di rame ne migliora la conduttività. Durante la stampatura, è possibile ottenere forme TAB ad alta precisione, resistenti alla corrosione causata dall'elettrolita della batteria.

Componenti del sistema di trazione elettrica

Ad esempio, i dissipatori di calore della carcassa del motore e le staffe della scatola dell'inverter devono resistere alle alte temperature (fino a 120℃) e all'alta tensione (≥300V) durante il funzionamento del motore. Si utilizzano nastri in acciaio inossidabile stampato 316Ti (con l'aggiunta di titanio per migliorare la resistenza alle alte temperature e alla corrosione intergranulare). Le loro prestazioni di isolamento sono superiori a quelle dell'acciaio ordinario (non è richiesto alcun rivestimento isolante aggiuntivo). Inoltre, la struttura del dissipatore ottenuta mediante stampaggio può migliorare l'efficienza di dissipazione termica del sistema di trazione elettrica.