Dải thép không gỉ dập có những ứng dụng gì trong lĩnh vực sản xuất ô tô?

Dải thép không gỉ dập là một loại vật liệu dải thép không gỉ có hiệu suất dập nổi bật và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

​

Các dải thép không gỉ dập, với tính chất cơ học vượt trội, khả năng chống ăn mòn và khả năng tạo hình tốt, đã trở thành một trong những vật liệu then chốt trong lĩnh vực sản xuất ô tô. Chúng được sử dụng phổ biến ở nhiều khâu cốt lõi như kết cấu thân xe, các bộ phận chức năng, hệ thống an toàn và ốp nội/ngoại thất. Những vật liệu này không chỉ đáp ứng yêu cầu về độ an toàn và độ bền của ô tô mà còn phù hợp với xu hướng sản xuất nhẹ và chính xác.

I. Kết cấu thân xe và các bộ phận an toàn: Phần chịu lực và bảo vệ cốt lõi

Thân xe ô tô là "bộ khung", và các thành phần an toàn có liên quan trực tiếp đến việc bảo vệ tài xế và hành khách. Trong những tình huống như vậy, dải thép không gỉ dập nguội chủ yếu đáp ứng các yêu cầu cốt lõi về "độ bền cao, khả năng chịu va chạm và chống ăn mòn". Các ứng dụng phổ biến bao gồm:

Các bộ phận gia cố thân xe

Ví dụ như các thanh chống va chạm cửa, các tấm gia cường trụ B/trụ C của thân xe, các chi tiết gia cường dầm dọc của khung gầm, v.v. Những bộ phận này cần hấp thụ năng lượng và giảm biến dạng thân xe trong trường hợp va chạm. Thông thường, người ta chọn các dải thép không gỉ cán nguội độ bền cao (như loại 301 tăng cứng do biến dạng nguội, series 201/430 độ bền cao). Độ bền kéo của chúng có thể đạt 500-1200 MPa, sau khi được dập chính xác có thể duy trì độ ổn định hình dạng và tránh gãy trong quá trình va chạm. Đồng thời, khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ có thể ngăn ngừa các điểm nối giữa khung gầm và thân xe bị rỉ sét do mưa và các chất chống đóng băng, từ đó kéo dài tuổi thọ của thân xe.

Các bộ phận hệ thống an toàn

Bộ dây đai an toàn Các thành phần chính xác như khóa dây đai an toàn và giá đỡ con lăn cần đạt được các cấu trúc khớp nối phức tạp và lỗ lắp ráp thông qua quá trình dập. Thông thường, sử dụng dải thép không gỉ 304 dập - độ dẻo dai vượt trội của chúng đảm bảo không bị nứt trong quá trình dập, độ nhám bề mặt cao (Ra≤0,8μm) có thể giảm ma sát giữa các bộ phận, và khả năng chống ăn mòn giúp ngăn ngừa rỉ sét do mồ hôi và bụi trong thời gian sử dụng dài hạn, đảm bảo chức năng khóa đáng tin cậy của dây đai an toàn.

Bộ phận kích hoạt túi khí Vỏ máy phát khí túi khí, giá đỡ cơ chế kích hoạt, v.v., có yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác và tính nhất quán của vật liệu. Dải thép không gỉ (ví dụ như 316L, chứa molypden để tăng khả năng chống ăn mòn) được cán nguội để đảm bảo dung sai độ dày ±0,01mm. Khi kết hợp với khuôn dập chính xác, có thể tạo ra các cấu trúc buồng phức tạp. Đồng thời, đặc tính chịu nhiệt độ cao (nhiệt độ làm việc liên tục của 316L có thể đạt 800℃) có thể thích nghi với môi trường nhiệt độ cao tức thời trong quá trình hoạt động của máy phát khí.

II. Khung gầm và Truyền động: Chịu được thời tiết, chịu dầu và có khả năng chịu tải trọng cao

Khung gầm và hệ thống truyền động của ô tô liên tục tiếp xúc với môi trường ngoài trời (mưa, cát và bùn) hoặc tiếp xúc với các chất ăn mòn như dầu động cơ và chất làm mát, đồng thời phải chịu được rung động từ động cơ và tác động từ mặt đường. Đặc tính "chống ăn mòn + độ cứng cao" của dải thép không gỉ dập là đặc biệt quan trọng trong những tình huống như vậy:

Các bộ phận chức năng khung gầm

Các bộ phận hệ thống phanh như giá đỡ kẹp phanh, tấm nền má phanh, v.v., cần phải chịu được nhiệt độ cao trong quá trình phanh (lên tới 300-500℃) và sự ăn mòn hóa học của dầu phanh. Thông thường, người ta chọn dải thép không gỉ ferritic 430 dập - độ ổn định ở nhiệt độ cao của chúng tốt hơn so với thép không gỉ austenitic, đồng thời chi phí thấp hơn so với loại 304. Sau khi dập, bề mặt có thể sử dụng trực tiếp (không cần lớp phủ bổ sung), tránh hiện tượng gỉ sét do lớp phủ trên tấm thép truyền thống bị bong tróc.

Các chi tiết kẹp đường ống khung gầm: Các kẹp và giá đỡ cho ống nhiên liệu và ống làm mát cần đạt được cấu trúc "nhẹ + chống tuột" thông qua phương pháp dập. Vật liệu thường dùng là dải thép không gỉ 304 dập siêu mỏng (độ dày từ 0,15-0,3mm). Tính năng uốn tốt của chúng cho phép tạo ra các góc kẹp phức tạp, đồng thời khả năng chịu dầu và nước giúp ngăn các chi tiết kẹp đường ống bị hỏng do ăn mòn bởi môi trường truyền dẫn.

Các thành phần phụ trợ hệ thống truyền động

Ví dụ như tấm gia cường cárter dầu động cơ và giá đỡ định vị vỏ hộp số, những bộ phận này cần chịu được rung động và ngâm dầu trong quá trình vận hành động cơ, do đó chọn dải thép không gỉ dập 316L - loại vật liệu này chứa molypden, có thể tăng đáng kể khả năng chống ăn mòn bởi các hợp chất sunfua trong dầu động cơ, đồng thời độ bền kéo ≥515MPa giúp chịu được ứng suất mỏi dài hạn do rung động, ngăn giá đỡ bị biến dạng hoặc gãy.

III. Nội thất và Ngoại thất: Thẩm mỹ, Bền và Nhẹ

Nội thất xe hơi cần cân bằng giữa "tính thẩm mỹ và cảm giác khi chạm", trong khi ngoại thất cần chịu được tác động của ánh nắng, mưa và đá bắn. Trong những tình huống như vậy, các dải thép không gỉ dập nổi bật nhờ những ưu điểm như "chất lượng bề mặt cao, khả năng chống thời tiết tốt và dễ gia công tạo hình"

Các bộ phận chính xác nội thất

Các bộ phận bảng điều khiển và điều khiển trung tâm: giá đỡ bảng đồng hồ, khung trang trí bảng điều khiển trung tâm, cánh cửa thông gió điều hòa, v.v., cần đạt được yêu cầu "thành mỏng + hình dạng phức tạp" thông qua quá trình dập. Loại thường dùng là dải thép không gỉ dập bề mặt gương 304 (độ nhám bề mặt Ra≤0,2μm) hoặc dải thép không gỉ bề mặt xước - loại bề mặt gương có thể tăng độ sang trọng cho nội thất, trong khi loại bề mặt xước có khả năng che dấu dấu vân tay và các vết trầy xước nhỏ. Tính năng kéo sâu xuất sắc của vật liệu (độ giãn dài ≥40%) cho phép tạo ra các bề mặt cong phức tạp hoặc cấu trúc rỗng, đồng thời vật liệu có khả năng chống cồn và các chất tẩy rửa (ví dụ: khi lau bảng điều khiển trung tâm sẽ không để lại dấu vết).

Các bộ phận nội thất ghế và cửa: Các tấm bánh răng của cơ chế điều chỉnh ghế và các kẹp cố định của tấm nội thất cửa được làm từ dải thép không gỉ dập 201 (có chi phí thấp hơn 304 và độ bền gần bằng 304). Các biên dạng răng hoặc cấu trúc kẹp độ chính xác cao được tạo thành thông qua quá trình dập, và có khả năng chống mài mòn tốt (độ cứng bề mặt HV≥200), có thể chịu được ma sát do việc điều chỉnh ghế hoặc mở/đóng cửa trong thời gian dài.

Các bộ phận phụ trợ ngoại thất

Các bộ phận ốp cửa sổ và thân xe: Khung rãnh dẫn hướng cửa sổ, dải gioăng bịt kín và ốp viền bên hông thân xe cần phải chịu được tia cực tím và sự ăn mòn do mưa. Được lựa chọn là dải thép không gỉ dập chịu thời tiết 304 – có hàm lượng crôm ≥18%, có thể tạo thành lớp màng thụ động oxit crôm ổn định trên bề mặt để ngăn ngừa phai màu hoặc gỉ sét do ánh nắng và mưa. Trong quá trình dập, có thể đạt được các thiết diện phức tạp như "rãnh hình U" và "mép cuộn trong", phù hợp với yêu cầu lắp đặt của các dải gioăng bịt kín.

Các thành phần đèn pha Các giá đỡ cho phản xạ đèn xe và các kẹp cố định nắp đèn cần đạt được yêu cầu "nhẹ trọng lượng + định vị độ chính xác cao" thông qua quá trình dập. Vật liệu thường dùng là dải thép không gỉ 304 dạng siêu mỏng (độ dày 0,1–0,2mm), có khả năng hàn tốt (có thể cố định với nắp đèn nhựa bằng hàn laser) và chịu nhiệt tốt (chịu được nhiệt độ cao khi đèn xe bật sáng trong thời gian dài). Tránh hiện tượng lệch ánh sáng do biến dạng giá đỡ.

IV. Các Tình Huống Ứng Dụng Độc Quyền Của Xe Năng Lượng Mới

Với sự phát triển của xe năng lượng mới (đặc biệt là xe điện), đã xuất hiện các nhu cầu ứng dụng mới đối với dải thép không gỉ dập trong "hệ thống pin và hệ thống truyền động điện", tập trung chủ yếu vào các yêu cầu cốt lõi là "chống nhiễu điện từ, chịu được điện áp cao và chống ăn mòn":

Các thành phần hệ thống pin

Các bộ phận gia cố vỏ pin: Khung nắp trên của cụm pin và dầm chống va chạm của vỏ dưới cần phải chịu được lực va chạm trong lúc xảy ra tai nạn cũng như nhiệt độ cao (40-60℃) trong quá trình hoạt động của pin. Được lựa chọn là loại thép không gỉ dập cán nguội 301LN có hàm lượng carbon cực thấp (hàm lượng carbon ≤0,03%, có bổ sung nitơ để tăng cường độ), với độ bền kéo ≥1000MPa. Vật liệu này còn có khả năng hàn tốt (việc bịt kín cụm pin có thể thực hiện bằng hàn laser), đồng thời chịu được sự ăn mòn của chất điện phân (tránh hư hại linh kiện do rò rỉ pin).

Bộ phận nối TAB pin Đối với một số pin lithium sắt phosphate, các tấm nối TAB cần được dập để đạt được độ "siêu mỏng + dẫn điện cao". Được chọn là dải thép không gỉ dập hợp kim đồng 304 (có lớp đồng dày 0,05mm ép phủ trên bề mặt vật liệu nền thép không gỉ) - thép không gỉ cung cấp độ bền cấu trúc, và lớp đồng tăng cường khả năng dẫn điện. Trong quá trình dập, có thể đạt được hình dạng TAB chính xác cao, đồng thời chịu được sự ăn mòn từ chất điện phân của pin.

Các thành phần hệ thống truyền động điện

Ví dụ, các bộ tản nhiệt của thân động cơ và các giá đỡ vỏ của bộ biến tần cần phải chịu được nhiệt độ cao (lên đến 120℃) và điện áp cao (≥300V) trong quá trình vận hành động cơ. Các dải thép không gỉ dập 316Ti (có thêm titan để tăng khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn giữa các hạt ở nhiệt độ cao) được lựa chọn. Tính năng cách điện của chúng vượt trội hơn so với thép thông thường (không cần lớp phủ cách điện bổ sung). Hơn nữa, cấu trúc tản nhiệt được tạo thành bằng phương pháp dập có thể nâng cao hiệu quả tản nhiệt của hệ thống truyền động điện.