Где применяются штампованные полосы из нержавеющей стали в производстве автомобилей?

Штампованная полоса из нержавеющей стали — это вид материала из нержавеющей стали с отличными характеристиками штамповки, который широко используется во многих областях.

​

Штампованные полосы из нержавеющей стали благодаря своим выдающимся механическим свойствам, устойчивости к коррозии и способности к формованию стали одним из ключевых материалов в автомобильной промышленности. Они широко применяются на множестве основных этапов — в конструкциях кузова, функциональных компонентах, системах безопасности, а также при изготовлении внутренних и внешних элементов отделки. Эти полосы не только отвечают требованиям автомобилей к безопасности и долговечности, но и соответствуют современным тенденциям производства — облегчению конструкции и повышению точности.

I. Конструкция кузова и элементы безопасности: основные несущие и защитные компоненты

Кузов автомобиля — это его «скелет», а элементы безопасности напрямую связаны с защитой водителя и пассажиров. В таких случаях штампованные полосы из нержавеющей стали в основном отвечают основным требованиям «высокая прочность, устойчивость к ударам и коррозионная стойкость». Типичные области применения включают:

Детали усиления кузова

Например, балки противодействия столкновению дверей, усиливающие пластины стойки B/стойки C кузова автомобиля, детали усиления продольных балок шасси и т.д. Такие компоненты должны поглощать энергию и уменьшать деформацию кузова при столкновении. Обычно выбирают высокопрочные штампованные полосы из нержавеющей стали (например, тип с упрочнением холодной обработкой 301, серия высокопрочной стали 201/430). Их предел прочности на растяжение может достигать 500–1200 МПа, а после точного штампования они способны сохранять стабильность формы и не разрушаться при столкновении. В то же время коррозионная стойкость нержавеющей стали предотвращает ржавление соединительных точек между шасси и кузовом из-за дождя и противогололедных реагентов, тем самым увеличивая срок службы кузова автомобиля.

Компоненты системы безопасности

Сборка ремня безопасности. Прецизионные компоненты, такие как пряжки ремней безопасности и направляющие скобы, должны иметь сложные защелкивающиеся конструкции и монтажные отверстия, изготавливаемые методом штамповки. Обычно используются полосы из нержавеющей стали 304, полученные штамповкой, — их высокая пластичность обеспечивает отсутствие трещин при штамповке, высокое качество поверхности (Ra≤0,8 мкм) снижает трение между компонентами, а коррозионная стойкость предотвращает ржавление, вызванное потом и пылью при длительной эксплуатации, что гарантирует надежную фиксацию ремня безопасности.

Компонент срабатывания подушки безопасности. Корпус газогенератора подушки безопасности, кронштейн механизма срабатывания и т.д. предъявляют чрезвычайно высокие требования к точности и однородности материалов. Лента из нержавеющей стали (например, 316L, содержащая молибден для повышения коррозионной стойкости) подвергается холодной прокатке для обеспечения допуска по толщине ±0,01 мм. В сочетании с прецизионными штамповочными матрицами можно создавать сложные полостные конструкции. Кроме того, свойство устойчивости к высоким температурам (непрерывная рабочая температура 316L может достигать 800 °C) позволяет адаптироваться к мгновенной высокотемпературной среде при работе газогенератора.

II. Шасси и трансмиссия: Устойчивые к погодным условиям, маслостойкие и способные выдерживать высокие нагрузки

Шасси и силовая система автомобилей постоянно подвергаются воздействию внешней среды (дождь, песок и грязь) или контактируют с агрессивными средами, такими как моторное масло и охлаждающая жидкость, а также должны выдерживать вибрации двигателя и удары от дорожного покрытия. Характеристики «стойкость к коррозии + высокая жесткость» штампованной нержавеющей стальной ленты особенно важны в таких условиях:

Функциональные компоненты шасси

Компоненты тормозной системы: суппортные скобы, опорные пластины тормозных колодок и т.д., должны выдерживать высокую температуру при торможении (до 300–500 °C) и химическую коррозию тормозной жидкости. Обычно выбирают ферритную нержавеющую сталь марки 430 в виде штампованной ленты — её термостабильность выше, чем у аустенитной нержавеющей стали, а стоимость ниже, чем у марки 304. После штамповки поверхность можно использовать напрямую (дополнительное покрытие не требуется), что позволяет избежать ржавчины, вызванной отслаиванием покрытия на традиционных стальных пластинах.

Крепежные элементы для трубопроводов шасси: Зажимы и кронштейны для топливных и охлаждающих трубопроводов должны иметь «облегчённую + против ослабления» конструкцию, достигаемую методом штамповки. Обычно используются ультратонкие штампованные ленты из нержавеющей стали марки 304 (толщиной 0,15–0,3 мм). Их отличные показатели гибкости позволяют реализовать сложные углы зажимов, а устойчивость к маслу и воде предотвращает выход крепёжных элементов трубопроводов из строя из-за эрозии среды.

Вспомогательные компоненты силовой системы

Например, для усилительной пластины масляного поддона двигателя и кронштейна фиксации корпуса коробки передач, которые должны выдерживать вибрацию и воздействие масла во время работы двигателя, выбирается штамповочная лента из нержавеющей стали марки 316L — она содержит молибден, который значительно повышает коррозионную стойкость к сульфидам в моторном масле; кроме того, её предел прочности при растяжении составляет не менее 515 МПа, что позволяет противостоять долгосрочным усталостным напряжениям от вибрации и предотвращать деформацию или разрушение кронштейна.

III. Интерьер и экстерьер: Эстетика, долговечность и легкий вес

Интерьер автомобиля должен сочетать «эстетику и тактильные ощущения», в то время как экстерьер должен выдерживать воздействие солнечных лучей, дождя и ударов камней. В таких условиях штампованные полосы из нержавеющей стали используются преимущественно благодаря своим преимуществам — «высокому качеству поверхности, высокой устойчивости к атмосферным воздействиям и простоте формовки»

Точные компоненты интерьера

Компоненты панели приборов и центральной консоли: кронштейны панели приборов, декоративные рамки центральной консоли, лопасти воздуховодов кондиционера и т.д., должны изготавливаться методом штамповки с достижением «тонкостенной сложной формы». Чаще всего используются зеркальные ленты из нержавеющей стали марки 304 (шероховатость поверхности Ra≤0,2 мкм) или ленты из матовой нержавеющей стали — зеркальная поверхность повышает качество интерьера, а матовая скрывает отпечатки пальцев и мелкие царапины. Высокие показатели вытяжки (удлинение ≥40 %) позволяют создавать сложные изогнутые поверхности или полые конструкции, материал устойчив к спирту и чистящим средствам (например, при протирании центральной консоли следов не остается).

Детали интерьера сиденья и двери: пластины механизма регулировки сиденья и фиксирующие скобы панелей внутренней обшивки дверей изготовлены из штампованной нержавеющей стали марки 201 (с более низкой стоимостью по сравнению с 304 и прочностью, близкой к 304). Высокоточные профили зубьев или конструкции скоб достигаются методом штамповки и обладают хорошим сопротивлением износу (твердость поверхности HV≥200), что позволяет выдерживать трение при длительной регулировке сиденья или открывании/закрывании дверей.

Внешние вспомогательные компоненты

Детали облицовки окон и кузова: рама паза уплотнительной ленты окна и боковые молдинги кузова должны выдерживать ультрафиолетовое излучение и воздействие дождя. Выбрана штампованная нержавеющая сталь 304 с атмосферостойкостью — с содержанием хрома ≥18%, способная образовывать на поверхности стабильную пассивирующую плёнку из оксида хрома, предотвращающую выцветание или коррозию под действием солнечных лучей и дождя. При штамповке могут быть получены сложные профили сечения, такие как «П-образные пазы» и «внутренние завальцованные края», что соответствует требованиям монтажа уплотнительных лент.

Компоненты фар. Кронштейны для отражателя автомобильной лампы и фиксирующие зажимы для крышки лампы должны обеспечивать "облегчение + высокоточную установку" посредством штамповки. Обычно используются ультратонкие штампованные ленты из нержавеющей стали 304 (толщиной 0,1–0,2 мм), которые обладают отличными сварочными характеристиками (могут крепиться к пластиковым крышкам фар с помощью лазерной сварки) и термостойкостью (выдерживают высокую температуру при длительном включении автомобильной лампы). Предотвращают отклонение светового потока, вызванное деформацией кронштейна.

IV. Уникальные сценарии применения в транспортных средствах на новой энергии

С развитием транспортных средств на новой энергии (особенно электромобилей) появились новые требования к применению штампованных стальных лент из нержавеющей стали в «системах аккумуляторов и электропривода», основное внимание сосредоточено на «защите от электромагнитных помех, устойчивости к высокому напряжению и коррозионной стойкости»:

Компоненты системы аккумуляторов

Детали усиления корпуса блока аккумуляторов. Рама верхней крышки блока аккумуляторов и балка нижнего корпуса, предотвращающая столкновения, должны выдерживать ударные нагрузки при аварии, а также высокую температуру (40–60 °C) в процессе работы аккумулятора. Используется ультранизкоуглеродистая штампованная нержавеющая стальная лента марки 301LN (содержание углерода ≤0,03%, с добавлением азота для повышения прочности), имеющая предел прочности при растяжении ≥1000 МПа. Материал обладает также отличными сварочными свойствами (герметизация блока аккумуляторов может быть достигнута с помощью лазерной сварки) и устойчивостью к коррозии электролитом (предотвращая повреждение компонентов из-за утечки аккумулятора).

Коннекторная пластина TAB для некоторых литий-железо-фосфатных аккумуляторов, пластины соединения TAB необходимо штамповать для достижения «сверхтонкого + высокопроводящего» состояния. Выбираются штампованные полосы из композитной стали 304 с медью (с медным слоем толщиной 0,05 мм, нанесённым на поверхность стальной основы) — нержавеющая сталь обеспечивает прочность конструкции, а медный слой повышает проводимость. При штамповке достигаются высокоточные формы TAB, устойчивые к коррозии электролитом аккумулятора.

Компоненты системы электропривода

Например, радиаторы охлаждения корпуса двигателя и кронштейны корпуса инвертора должны выдерживать высокую температуру (до 120 ℃) и высокое напряжение (≥300 В) во время работы двигателя. Используются штампованные ленты из нержавеющей стали марки 316Ti (с добавлением титана для повышения устойчивости к межкристаллитной коррозии при высоких температурах). Их изоляционные свойства превосходят свойства обычной стали (дополнительное изоляционное покрытие не требуется). Кроме того, конструкция радиатора, полученная методом штамповки, позволяет повысить эффективность теплоотдачи электропривода.