Яке застосування мають штамповані смуги з нержавіючої сталі у виробництві автомобілів?

Штамповані смуги з нержавіючої сталі — це вид матеріалу у вигляді смуги з нержавіючої сталі, що має відмінні властивості для штампування та широко використовується в багатьох галузях.

​

Штамповані смуги з нержавіючої сталі завдяки своїм винятковим механічним властивостям, стійкості до корозії та формопластичності стали одним із ключових матеріалів у виробництві автомобілів. Їх широко використовують у таких основних ланках, як конструкції кузова, функціональні компоненти, системи безпеки та внутрішні/зовнішні обшивки. Вони не лише відповідають вимогам автомобілів щодо безпеки та довговічності, але й узгоджуються з тенденціями виробництва легких і прецизійних конструкцій.

I. Конструкція кузова та елементи безпеки: Основні несучі та захисні компоненти

Кузов автомобіля — це його «скелет», а елементи безпеки безпосередньо впливають на захист водія та пасажирів. У таких випадках штамповані смуги з нержавіючої сталі в основному задовольняють ключові вимоги «висока міцність, стійкість до ударів і корозії». Поширені сфери застосування включають:

Елементи підсилення кузова

Такі як балки проти зіткнення дверей, підсилювальні пластини стійок B/C кузова автомобіля, підсилювальні елементи поздовжніх балок шасі тощо. Такі компоненти мають поглинати енергію та зменшувати деформацію кузова під час зіткнення. Зазвичай використовують смуги з високоміцної нержавіючої сталі для штампування (наприклад, типу 301 з загартуванням при холодній обробці, серії 201/430 підвищеної міцності). Їх межа міцності може досягати 500–1200 МПа, і після точного штампування вони зберігають стабільність форми та не руйнуються під час зіткнення. У той же час, корозійна стійкість нержавіючої сталі запобігає іржавінню місць з'єднання шасі та кузова через дощ та реагенти для розтанення льоду, тим самим подовжуючи термін служби кузова автомобіля.

Компоненти системи безпеки

Збірка ременя безпеки. Точні компоненти, такі як пряжки ременя безпеки та роликові кронштейни, мають складну структуру защелок і монтажні отвори, які виконуються шляхом штампування. Зазвичай використовуються смуги з нержавіючої сталі 304, що штампуються, — їхня висока пластичність забезпечує відсутність тріщин під час штампування, висока якість поверхні (Ra≤0,8 мкм) зменшує тертя між компонентами, а корозійна стійкість запобігає іржавінню через пот і пил під час тривалого використання, забезпечуючи надійну функцію блокування ременя безпеки.

Компонент спускового механізму подушок безпеки. Корпус генератора газу для подушки безпеки, кріплення спускового механізму тощо мають надзвичайно високі вимоги до точності та узгодженості матеріалів. Стрічка з нержавіючої сталі (наприклад, 316L, що містить молібден для підвищення стійкості до корозії) прокатується в холодному стані, щоб забезпечити допуск за товщиною ±0,01 мм. У поєднанні з прецизійними штампувальними матрицями можна отримати складні порожнинні структури. Крім того, властивість стійкості до високих температур (температура безперервної роботи 316L може досягати 800 ℃) дозволяє адаптуватися до миттєвого високотемпературного середовища під час роботи генератора газу.

II. Ходова частина та трансмісія: стійкість до погодних умов, стійкість до нафтопродуктів і здатність витримувати великі навантаження

Шасі та силова система автомобілів постійно піддаються впливу зовнішнього середовища (дощ, пісок і бруд) або контактують із агресивними середовищами, такими як моторне масло та охолоджувальна рідина, і повинні витримувати вібрації двигуна та удари від дороги. Характеристики «корозійна стійкість + висока жорсткість» штампованої стрічки з нержавіючої сталі є особливо важливими саме в таких умовах:

Функціональні компоненти шасі

Компоненти гальмівної системи: кронштейни гальмівного супорта, пластини гальмівних колодок тощо, повинні витримувати високу температуру під час гальмування (до 300–500 ℃) та хімічну дію гальмівної рідини. Зазвичай обирають феритну штамповану стрічку з нержавіючої сталі марки 430 — її стабільність при високих температурах краща, ніж у аустенітної нержавіючої сталі, а вартість нижча, ніж у 304. Після штампування поверхню можна використовувати безпосередньо (додаткове покриття не потрібне), що запобігає іржавінню через відшарування покриття традиційних сталевих листів.

Кріплення для магістралей шасі: затискачі та кронштейни для паливних і охолоджувальних трубопроводів мають мати «легку + протизакручену» конструкцію, яка досягається шляхом штампування. Найчастіше використовуються ультратонкі штамповані стрічки з нержавіючої сталі 304 (товщиною 0,15–0,3 мм). Їх відмінні властивості згинання дозволяють отримати складні кути затискачів, а стійкість до води й олії запобігає виходу з ладу кріплень трубопроводів через ерозію середовища.

Допоміжні компоненти системи живлення

Такі деталі, як пластина підсилення картера двигуна та кронштейн фіксації корпусу коробки передач, повинні витримувати вібрацію та контакт з мастилом під час роботи двигуна. Для цього обрано штамповану стрічку з нержавіючої сталі 316L — вона містить молібден, що значно підвищує стійкість до корозії від сульфідів у моторному маслі, а її границя міцності становить ≥515 МПа, що дозволяє протистояти тривалому втомному напруженню від вібрації та запобігти деформації або руйнуванню кронштейна.

Iii. Інтер'єр та екстер'єр: естетичність, довговічність і легкість

Інтер'єр автомобіля має поєднувати «естетику та тактильність», тоді як екстер'єр повинен витримувати вплив сонячних променів, дощу та уражень камінням. У таких умовах штамповані смуги з нержавіючої сталі використовуються завдяки своїм перевагам — «висока якість поверхні, висока стійкість до погодних умов і простота формування»

Точкові компоненти інтер'єру

Панель приладів та компоненти центрального керування: кріплення панелі приладів, декоративні рамки центральної панелі керування, лопатки вентиляційних отворів кондиціонера тощо — мають бути виготовлені методом штампування за технологією «тонкостінна + складна форма». Найчастіше використовують дзеркальні смуги з нержавіючої сталі марки 304 (шорсткість поверхні Ra≤0,2 мкм) або смуги з матовою обробкою поверхні — дзеркальний тип підвищує естетичні якості салону, тоді як матова обробка приховує відбитки пальців та невеликі подряпини. Висока витяжність матеріалу (витяжність ≥40%) дозволяє створювати складні вигнуті поверхні або порожнисті конструкції; матеріал стійкий до спирту та засобів для чищення (наприклад, після протирання центральної панелі слідів не залишається).

Деталі сидіння та дверей: пластини передач механізму регулювання сидіння та фіксовані затискачі внутрішніх панелей дверей виготовлені зі штампованої нержавіючої сталі марки 201 (вартість нижча, ніж у 304, а міцність близька до 304). Високоточні профілі зубців або конструкції затискачів отримують шляхом штампування, матеріал має хорошу зносостійкість (твердість поверхні HV≥200), здатний витримувати тертя при тривалому регулюванні сидіння або відкриванні/закриванні дверей.

Зовнішні допоміжні компоненти

Деталі обрамлення вікон і кузова: рама ущільнювального елемента пазу направляючої вікна та бокові накладки кузова повинні витримувати ультрафіолетове випромінювання та дощову ерозію. Використовується стійка до погодних умов штампована стрічка з нержавіючої сталі 304 — з вмістом хрому ≥18%, що дозволяє утворити на поверхні стабільну оксидну плівку хрому, яка запобігає витіканню кольору або іржавіння під впливом сонячного світла та дощу. Під час штампування можна отримати складні поперечні перерізи, такі як «пази у формі літери U» та «внутрішні загорнуті краї», що відповідає вимогам монтажу ущільнювальних стрічок.

Компоненти фари: кріплення для рефлектора фари та фіксуючі затискачі для кришки лампи мають забезпечувати "легку вагу + високоточне позиціонування" за рахунок штампування. Найчастіше використовуються ультратонкі штамповані стрічки з нержавіючої сталі 304 (товщиною 0,1–0,2 мм), які мають відмінні властивості зварювання (можуть бути закріплені з пластиковими кришками фар за допомогою лазерного зварювання) та стійкість до високих температур (витримують тривале нагрівання при роботі фари). Запобігають відхиленню світлового променя через деформацію кріплення.

IV. Унікальні сценарії застосування у транспортних засобах із електроприводом

Із розвитком транспортних засобів на альтернативних джерелах енергії (особливо електромобілів) виникли нові вимоги щодо застосування штампованих стрічок з нержавіючої сталі в "системах акумуляторів та електроприводів", основна увага в яких приділяється "електромагнітній сумісності, стійкості до високої напруги та корозії":

Компоненти системи акумуляторів

Елементи підсилення корпусу батарейного блоку. Рама верхньої кришки батарейного блоку та антиударна балка нижнього корпусу повинні витримувати ударне навантаження під час зіткнення та високу температуру (40–60 ℃) під час роботи акумулятора. Використовується стрічка з нержавіючої сталі марки 301LN з наднизьким вмістом вуглецю (вміст вуглецю ≤0,03%, з додаванням азоту для підвищення міцності), межа міцності якої становить ≥1000 МПа. Матеріал також має відмінні властивості зварювання (герметизація батарейного блоку може бути досягнута за допомогою лазерного зварювання) і стійкий до корозії електролітом (запобігає пошкодженню компонентів у разі витоку батареї).

З’єднувальна пластина для батарейного модуля. Для деяких літій-залізо-фосфатних акумуляторів пластини з’єднання ТАБ потрібно штампувати, щоб досягти «надтонкого + високопровідного» стану. Використовуються штамповані стрічки з композиту міді 304 і нержавіючої сталі (з шаром міді товщиною 0,05 мм, ламінованим на поверхні основи з нержавіючої сталі) — нержавіюча сталь забезпечує структурну міцність, а мідний шар підвищує провідність. Під час штампування досягаються високоточні форми ТАБ, які також стійкі до дії електроліту акумулятора.

Компоненти системи електроприводу

Наприклад, радіатори охолодження корпусу двигуна та кронштейни корпусу інвертора повинні витримувати високу температуру (до 120 °C) та високу напругу (≥300 В) під час роботи двигуна. Використовуються штамповані стрічки з нержавіючої сталі 316Ti (з додаванням титану для підвищення стійкості до міжкристалічної корозії при високих температурах). Їх ізоляційні властивості перевершують властивості звичайної сталі (додаткове ізоляційне покриття не потрібне). Крім того, конструкція радіатора, отримана штампуванням, може підвищити ефективність відведення тепла електроприводної системи.