主動應(yīng)變勇爭先 協(xié)同攻堅鑄精品——基于高局部成形性和經(jīng)濟(jì)性需求的鍍鋅高強(qiáng)鋼開發(fā)及應(yīng)用側(cè)記
主動應(yīng)變勇爭先 協(xié)同攻堅鑄精品——基于高局部成形性和經(jīng)濟(jì)性需求的鍍鋅高強(qiáng)鋼開發(fā)及應(yīng)用側(cè)記
項目名片
隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展與“雙碳”工作的不斷推進(jìn)，“節(jié)能、減排、安全”的發(fā)展目標(biāo)對車身制造材料研發(fā)提出了新的要求，兼具輕量化和高成形性能成為材料升級的兩大重要屬性。在此背景下，高性能高強(qiáng)鋼成為鋼鐵企業(yè)滿足車企用戶需求的重要研發(fā)方向。首鋼京唐與首鋼技術(shù)研究院聯(lián)合打造“基于高局部成形性和經(jīng)濟(jì)性需求的鍍鋅高強(qiáng)鋼開發(fā)及應(yīng)用”項目，采取低合金化設(shè)計并結(jié)合設(shè)備特點制定相應(yīng)工藝，成功開發(fā)了590—1180MPa級別系列熱鍍鋅低合金高強(qiáng)鋼。該項目不僅使高強(qiáng)鋼的擴(kuò)孔和折彎性能得到明顯改善，滿足了用戶對復(fù)雜零件的成形需求，同時首創(chuàng)了新型加熱工藝，有效改善了高強(qiáng)鋼的性能波動情況。目前，首鋼高強(qiáng)鋼產(chǎn)品在國內(nèi)外知名車企多款車型上得到廣泛應(yīng)用，對整車輕量化和安全性起到了重要的支撐作用，獲得用戶好評。
攻關(guān)故事
在競爭激烈的汽車板市場，從來沒有輕易取得的成功，唯有持之以恒的奮進(jìn)。面對汽車行業(yè)輕量化和低成本的發(fā)展需求，由首鋼技術(shù)研究院首席研究員劉華賽和首鋼京唐制造部副部長周紀(jì)名共同領(lǐng)銜的高強(qiáng)汽車板攻關(guān)團(tuán)隊，自京唐高強(qiáng)鍍鋅專線投產(chǎn)以來，便踏上了低合金高性能鍍鋅高強(qiáng)鋼的開發(fā)征途。長期以來，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的鍍鋅高強(qiáng)鋼，普遍添加較高含量的Mo、Cr等合金元素，生產(chǎn)成本高企。但如若降低合金含量，又會引發(fā)一系列生產(chǎn)問題：一方面，材料力學(xué)性能將發(fā)生顯著變化，局部成形性能會大幅下降；另一方面，熱軋基料組織分布會更不均勻，導(dǎo)致成品性能穩(wěn)定性控制的難度顯著增加。這些難題猶如一座座難以翻越的高山，橫亙在團(tuán)隊的前進(jìn)道路上。“我們不僅要生產(chǎn)出成形性能滿足市場發(fā)展的低合金鍍鋅高強(qiáng)鋼產(chǎn)品，還要確保材料的性能穩(wěn)定性良好。”攻關(guān)伊始，項目負(fù)責(zé)人、首鋼技術(shù)研究院陽鋒便暗下決心。
在這場征途中，首鋼技術(shù)研究院、首鋼京唐與首鋼股份營銷中心依托“一院多中心”研發(fā)體系和產(chǎn)銷研一體化高效協(xié)同模式，緊密協(xié)同、攻堅克難。技術(shù)研究院憑借前沿視野和技術(shù)積累，牽頭主導(dǎo)基礎(chǔ)理論研究與核心技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)突破技術(shù)難題；首鋼京唐充分發(fā)揮先進(jìn)產(chǎn)線優(yōu)勢，通過生產(chǎn)實踐實時反饋工藝痛點和產(chǎn)線數(shù)據(jù)，構(gòu)建起從實驗室到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的快速轉(zhuǎn)化通道；營銷中心深入洞察市場脈搏，將用戶痛點和訴求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品升級的精準(zhǔn)坐標(biāo)，助力形成“需求牽引研發(fā)—研發(fā)提升品質(zhì)—品質(zhì)贏得市場”的創(chuàng)新閉環(huán)。產(chǎn)銷研團(tuán)隊堅定不移推動技術(shù)創(chuàng)新成為首鋼**競爭力，通過協(xié)同合作與不懈努力，讓首鋼高強(qiáng)汽車板在市場競爭中脫穎而出，成為行業(yè)標(biāo)桿。
聚力降本 靶向攻堅鍛長板
降低高強(qiáng)鋼合金含量后材料力學(xué)性能難達(dá)標(biāo)成為團(tuán)隊首先需要攻克的難題。為趕在項目節(jié)點前進(jìn)行工業(yè)試制，團(tuán)隊成員邱木生不分晝夜奮戰(zhàn)在中試現(xiàn)場。他白天在設(shè)備旁仔細(xì)記錄每一個工藝參數(shù)，不放過任何一個可能影響產(chǎn)品性能的環(huán)節(jié)；晚上回到辦公室整理數(shù)據(jù)，一遍遍推演合金減量的路徑。為了找到**成分配比，邱木生針對不同級別高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分，先后進(jìn)行了十多次調(diào)整與優(yōu)化，開展了一輪又一輪從冶煉到退火的中試試驗。功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過實驗室的大量探索和反復(fù)驗證，團(tuán)隊終于找到了低合金高強(qiáng)鋼的**成分配比，在產(chǎn)線試制成功，力學(xué)性能全部達(dá)標(biāo)，實現(xiàn)了鍍鋅高強(qiáng)鋼降本不降質(zhì)的目標(biāo)。
在產(chǎn)業(yè)化落地階段，團(tuán)隊又遭遇了低合金體系鍍層質(zhì)量不易控制的難題。團(tuán)隊成員李釗、巫雪松等深入研究化學(xué)成分與產(chǎn)線關(guān)鍵工藝參數(shù)的匹配關(guān)系，從熱軋加熱溫度、層冷工藝、卷取溫度到退火工序的退火溫度、保溫時間、爐區(qū)露點的控制，事無巨細(xì)，認(rèn)真尋找隱藏在每個環(huán)節(jié)背后的影響規(guī)律。團(tuán)隊不斷總結(jié)經(jīng)驗，及時優(yōu)化試制參數(shù)，最終創(chuàng)新性地提出了一種匹配低合金體系的鍍鋅生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)了鍍層質(zhì)量的穩(wěn)定控制，開發(fā)出590—1180MPa級別系列低合金高性能熱鍍鋅產(chǎn)品。
前瞻布局 自主創(chuàng)新勇爭先
用戶需求是產(chǎn)品研發(fā)的源動力。首鋼股份營銷中心首席工程師黃學(xué)啟等人堅持以市場為導(dǎo)向精準(zhǔn)布局，敏銳捕捉到了新能源汽車領(lǐng)域鋼制電池包需求激增，但配套鍍鋅高強(qiáng)鋼存在折彎性能短板的商機(jī)。通過對頭部車企電池包輥壓梁失效案例的分析，他們率先識別出材料局部成形性能不足的技術(shù)痛點，并向研發(fā)部門發(fā)出專項技術(shù)預(yù)警。面對這一市場需求，陽鋒深知，傳統(tǒng)工藝難以勝任這一新型應(yīng)用場景，必須要從基礎(chǔ)原理出發(fā)，尋找破局之法。然而國內(nèi)外文獻(xiàn)中卻鮮有關(guān)于退火工藝與局部成形性能的關(guān)聯(lián)機(jī)制研究，要想真正解決問題，團(tuán)隊唯有依靠自身力量，探索前行。陽鋒聯(lián)合成形專業(yè)成員多次開展頭腦風(fēng)暴，在一次小組分析會上，團(tuán)隊成員韓龍帥從理論層面深入剖析了局部成形過程的機(jī)理差異，提出了高局部成形材料所應(yīng)具備的性能特征。受此啟發(fā)，陽鋒意識到可以通過調(diào)整退火工藝來滿足高局部成形性能高強(qiáng)鋼的變形需求。為驗證這一想法的可行性，他迅速擬訂方案并進(jìn)行中試驗證。經(jīng)過多輪試驗和數(shù)據(jù)對比，退火工藝與局部成形性能之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制逐漸清晰。據(jù)此，團(tuán)隊總結(jié)梳理形成了差異化的退火新工藝，并首次提出高折彎高強(qiáng)鋼的概念，成功開發(fā)出具有優(yōu)異擴(kuò)孔率和折彎性能的高強(qiáng)鋼系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源頭部車企，有效鍛造了首鋼高強(qiáng)鋼的核心技術(shù)長板。
群策群力 高效協(xié)同解難題
超高強(qiáng)鋼的性能一致性控制是反映企業(yè)超高強(qiáng)鋼生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)。首鋼超高強(qiáng)鋼生產(chǎn)一度出現(xiàn)看似“無緣由”的性能波動，而排查上下游的工藝參數(shù)卻找不到明顯異常，問題像一團(tuán)揮之不去的烏云籠罩著整個團(tuán)隊。既然從工藝上找不出問題原因，陽鋒便決定轉(zhuǎn)換思路，把關(guān)注點轉(zhuǎn)移到設(shè)備上。他與首鋼京唐任偉超等設(shè)備專業(yè)科研人員一起，圍繞設(shè)備情況展開了深入細(xì)致的排查。經(jīng)過不懈努力，終于找到了問題的癥結(jié)所在——帶鋼實際溫度存在異常波動。為了確保帶鋼加熱溫度穩(wěn)定性，陽鋒決定開發(fā)新的加熱工藝。團(tuán)隊另辟蹊徑，跳出傳統(tǒng)材料學(xué)思維，打破專業(yè)壁壘，以設(shè)備為切入點，開展了跨專業(yè)、跨部門的協(xié)同攻關(guān)，在行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)了一套新型控制工藝，顯著改善了高強(qiáng)鋼的性能波動問題，大幅提升了產(chǎn)品性能一致性。正是基于這樣多單位、多部門、多專業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，首鋼高強(qiáng)鋼不斷實現(xiàn)新突破。2024年，首鋼汽車用超高強(qiáng)鋼供貨量再創(chuàng)新高，穩(wěn)居國內(nèi)第二，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，首鋼品牌深受市場認(rèn)可。
不同的崗位，卻燃燒著同樣熾熱與拼搏的火焰。首鋼高強(qiáng)汽車板研發(fā)團(tuán)隊乘著“一院多中心”研發(fā)體系和產(chǎn)銷研一體化高效協(xié)同的東風(fēng)，秉持“主動應(yīng)變、協(xié)同攻堅、勇當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新排頭兵”的團(tuán)隊精神，在低成本、高性能高強(qiáng)鋼的開發(fā)征程中登高瞭望、反復(fù)沖鋒，用創(chuàng)新與拼搏攻克了一項又一項關(guān)鍵技術(shù)難題，為首鋼汽車板高質(zhì)量發(fā)展探索了有效路徑。