蓬莱市经济和信息化局李向阳
山东蓬翔汽车有限公司迟述迪闫连龙卢洪滨
宝山钢铁股份有限公司中厚板研究所姚连登
摘要：由于成本原因，市场现有高强度钢板很难在重卡车桥领域推广。蓬翔公司与宝钢中厚板研究所共同研发了BAX900D高强度钢板，采用现有工艺进行实验对比，其强度优于Q460C。通过轻量化桥壳的疲劳试验台架验证，采用BAX900D高强度钢板热冲压焊接成型的桥壳总成，其疲劳寿命高于国家标准要求，攻克了重卡桥壳降重这一难点。
关键词：高强度钢板；车桥；轻量化；BAX900D1.前言近些年国家对超载的治理，重型公路卡车（简称重卡）的超载情况得到较好控制，这为重卡轻量化打下良好的基础。重卡车桥作为汽车总成重要组成部分，其桥壳大部分采用钢板冲焊结构，桥壳钢板目前普遍使用Q460C或16MnL，为保证设计强度，一般桥壳设计截面较大，且采用的钢板较厚[1]；由于冲焊桥壳需要加热至830℃左右进行冲压，再经过空冷抛丸，后经对接拼焊而成，市场上的高强度钢板在此工艺下，一般强度下降较大，且成本上升较高，如HQ960易焊接钢板，经高温回火后，强度下降15%以上，但成本增加3倍[2]。为此，需要针对重卡车桥所用的高强钢板进行专项研究，在尽量不改变现有工艺或不增加现有工艺难度上，开发出适应企业需求性价比较高、符合国家轻量化政策引导的桥壳高强板。
2.BAX900D高强度钢板的研究与应用山东蓬翔汽车有限公司与宝山钢铁股份有限公司中厚板研究所共同研发了BAX900D高强桥壳钢板，其化学成分及焊接冷裂纹敏感性指数（Pcm）如表1所示：表1BAX900D化学成分及Pcm指数
通过钢厂批量轧制，初始力学性能稳定，其原始板屈服强度不小于720MPa。
将BAX900D与Q460C钢板同时下料，采用相同工艺：加热至830℃，保温时间90秒，冲压成型后，强制风冷至室温，两者力学性能如表2所示：表2加热850℃后冲压、强制风冷后力学性能
表2说明：在上述相同工艺综合处理后，钢板BAX900D与Q460C相比，屈服强度提高30.4%，抗拉强度提高29.6%，塑性略有降低。
按照QC/T533-1999汽车驱动桥台架试验评价指标，对某轻量化桥壳总成进行桥壳疲劳试验。
试验结果如表3所示：表3采用高强板轻量化桥壳疲劳试验数据
试验结果表明，采用高强钢板的轻量化桥壳基本达到使用标准（平均疲劳寿命达80×104次），但桥壳与轴头环缝焊处出现薄弱环节。2013年11月成立专门的项目攻关小组，针对环缝焊处出现断裂问题进行专项研究，经检查轴头环焊缝底层衬环熔深不足，衬环与桥壳本体和轴头间存在未焊透焊接缺陷，另有部分桥壳轴头环焊缝表面余高过高，易引起应力集中，以上问题对桥壳疲劳寿命影响很大。改进方案为将轴头与本体焊缝根部间隙由4mm调整为6mm，衬环熔深可达2-3mm，熔合良好；第三层盖面焊缝焊枪摆动总幅度加宽至16mm可以减少焊缝余高并减少应力集中，经桥壳疲劳台架试验表明，改进后的桥壳疲劳寿命达200×104次未损坏。
3.结论采用BAX900D高强板轻量化桥壳，设计截面可由原150×160×16改为135×150×14，桥壳总成减重20Kg左右，桥壳疲劳试验寿命达200万次未损坏的良好效果。研究表明，商用汽车总质量每减少1000kg，油耗可降低6%~7%。因此重卡车桥用高强钢板BAX900D，符合国家对轻量化、环保排放等政策性指导规范，具有较好的应用前景。
参考文献：[1]余海燕，陈关龙，李淑慧.TRIP高强度钢板成形极限的实验研究[J].中国机械工程.2011（23）[2]张凤泉，陈贵江，康永林，杨雄飞，刘本仁，刘文仲，欧阳金明.汽车用低合金钢的现状与发展[J].特殊钢.2013（04）