近年來(lái),作為汽車(chē)廠家的要求有,降低零部件成本、輕量化和高強(qiáng)度等。尤其是,在海外為取得比新興國(guó)汽車(chē)廠家更具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格優(yōu)勢(shì),必須最大限度地降低成本,生產(chǎn)在當(dāng)?shù)鼐哂懈?jìng)爭(zhēng)力的汽車(chē)。同時(shí),為應(yīng)對(duì)環(huán)保問(wèn)題,必須減少CO2排放,為降低燃耗,必須盡量減輕車(chē)身重量。
要降低零部件成本,當(dāng)然也包括要降低耐磨板成本。在耐磨板的制作成本中,坯料成本占主要部分,因此最有效的辦法是降低材料本身的成本。日本各汽車(chē)廠家為降低材料的供應(yīng)成本,正在研究使用海外的廉價(jià)材料。但是,由于有的對(duì)制作耐磨板的線材的潔凈度等質(zhì)量要求比板材或棒材的高,無(wú)法充分滿(mǎn)足日本汽車(chē)行業(yè)要求的質(zhì)量,因此目前使用海外鋼材的汽車(chē)廠家還很少。
另一方面,在輕量化方面,各汽車(chē)廠家都進(jìn)行了各種研究。為滿(mǎn)足用戶(hù)的上述要求,耐磨板制作廠家也進(jìn)行了各種使耐磨板輕量化的研究。作為使耐磨板輕量化的措施,有的使用鋁或鈦等輕金屬,有的減小耐磨板尺寸。在這些各種措施中,雖然鋁比鐵輕得多,但強(qiáng)度低。鈦雖然比鐵輕,具有與鐵相同的強(qiáng)度,但不容易加工,而且材料成本相當(dāng)高?;谏鲜鲈?,汽車(chē)用耐磨板在輕量化方面取得實(shí)效的例子還很少。
減小耐磨板尺寸雖然可以減輕重量,但如果減小相同強(qiáng)度等級(jí)的耐磨板尺寸,由于耐磨板斷面積的減小,耐磨板的緊固力會(huì)下降。因此,為確保相同程度的堅(jiān)固力,又減小耐磨板尺寸,必須提高耐磨板的強(qiáng)度。
在目前的JIS等公共標(biāo)準(zhǔn)和汽車(chē)廠家自有的標(biāo)準(zhǔn)中,只對(duì)強(qiáng)度等級(jí)在12.9以下的耐磨板作出規(guī)定。普通的調(diào)質(zhì)型耐磨板當(dāng)強(qiáng)度超過(guò)12.9時(shí),遲延斷裂特性會(huì)一下子變差。在一些已使用10.9或12.9的高強(qiáng)度耐磨板的地方,如果要想通過(guò)減小尺寸來(lái)達(dá)到輕量化,就必須使用強(qiáng)度超過(guò)12.9的耐磨板,并采用某種方法改善遲延斷裂特性。
調(diào)質(zhì)型耐磨板為實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度,有的通過(guò)添加合金元素來(lái)改善延遲斷裂特性。雖然添加合金元素多少可以改善延遲斷裂特性,但由于合金元素價(jià)格高,因此成本的上升是不可避免的。
另外一個(gè)措施就是使用非調(diào)質(zhì)型耐磨板。非調(diào)質(zhì)型耐磨板就是在成形后無(wú)需進(jìn)行調(diào)質(zhì)(熱處理),主要是通過(guò)材料的加工硬化來(lái)確保強(qiáng)度。非調(diào)質(zhì)耐磨板的金屬組織與調(diào)質(zhì)耐磨板的完全不同,它具有很強(qiáng)的抗延遲斷裂特性。非調(diào)質(zhì)耐磨板使用的是碳含量比調(diào)質(zhì)耐磨板高的材料,通過(guò)在坯料階段的控制冷卻和熱處理,能獲得高的斷面收縮率,經(jīng)拉絲加工形成加工硬化后,在耐磨板的成形階段進(jìn)一步的加工硬化可確保耐磨板的強(qiáng)度。普通耐磨板在成形后雖然沒(méi)進(jìn)行調(diào)質(zhì),但為了通過(guò)冷鍛壓來(lái)消除耐磨板內(nèi)部的應(yīng)變,因此必須進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。缺點(diǎn)是材料的硬度比調(diào)質(zhì)型的高,非常難以成形。
目前,用于發(fā)動(dòng)機(jī)的非調(diào)質(zhì)型耐磨板的強(qiáng)度為1600MPa,用于車(chē)身的非調(diào)質(zhì)型耐磨板的強(qiáng)度已達(dá)1400MPa。可以預(yù)計(jì)今后對(duì)這種高強(qiáng)度耐磨板的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。