安赛乐米塔尔从1999年开始研发铝硅涂层热成型钢，20多年来在轻质材料铝硅涂层热成型钢领域不断探索近两年，在双碳目标的推动下，轻量化材料得到了进一步的发展和应用其中，最新产品吕林燕安赛乐米塔尔汽车板有限公司生产的第二代铝硅涂层热成型钢在商业应用上取得了很大进展
日前，在盖世汽车主办的2022第二届中国汽车车身大会上，VAMA高级客户技术支持工程师李久茂发表了主题为第二代铝硅涂层热成型钢产品及应用介绍的演讲。以下是演讲内容:
VAMA高级客户技术支持工程师李久茂
镀铝热成型钢的发展历史
19世纪90年代末，安赛乐米塔尔发明了铝硅涂层热成型钢与其他热成型硼钢尤其是裸板相比，铝硅涂层热成型钢不需要在加热炉中加入任何保护气体，热成型零件表面不会形成氧化皮和脱碳，从而省略了后续的抛丸工艺，也非常适合高温加热冲压工艺2006年，第一代热成型钢产品U SIBOR 1500在全球首次实现商业化，主要用于欧洲车企由于其超高的强度，优异的机械性能和简化的热成型生产工艺，铝硅涂层热成型钢特别适用于车身上的结构部件和加强件随后在欧洲和北美汽车市场得到大规模应用，2011年全球消费量达到50万吨2012年，中国成为全球最大的汽车市场，全球铝硅涂层热成型钢消费量迎来爆发式增长，2018年达到约300万吨的水平
2018年后，铝硅涂层热成型钢在大多数新兴汽车市场的使用量呈稳步上升趋势在与用户沟通合作的过程中，我们有一个明显的感受无论是国外品牌还是国内自主品牌，无论是高端机型还是低端机型，铝硅涂层热成型钢的应用都比以前推广的非常快伴随着新能源汽车的快速发展，铝硅涂层热成型钢的轻量化潜力和节能减排优势越来越突出我们有理由相信，铝硅涂层热成型钢将有更广阔的发展前景
为了满足市场的强劲需求，安赛乐米塔尔在全球范围内进行产能布局和扩张，包括国内合资企业VAMA到2017年，全球共投入10条生产线生产铝硅涂层热成型钢，5年间产能比2012年翻了一番
最近几年来，汽车正朝着更轻，更安全，更环保的方向发展安赛乐米塔尔对第一代铝硅涂层热成型钢的成功并不满意为了给快速发展的汽车工业带来更具竞争力的产品，早在十年前，安赛乐米塔尔就开始了新一代铝硅涂层热成型钢的研发通过尝试不同的技术路径，结合不同地区生产线的特点，安赛乐米塔尔在欧洲和北美的R&D中心进行了联合开发，并率先在欧洲和北美的工厂实现了工业化试生产成功的经验和成熟的方案被引进到中国的合资公司VAMA进行本土化
新一代产品进一步提升了产品的性能，尤其是在车身轻量化和安全性能方面同时也很好的匹配了现有成熟的烫印工艺和生产线，让用户快速实现新产品的应用
新一代铝硅涂层热成型钢，Ductibor 1000，U Sibor 2000
安赛乐米塔尔铝硅涂层热成型钢分为两个系列:用于能量吸收区域的软区材料Ductibor系列和用于抗侵入的硬区材料U Sibor系列下图是两代产品的性能差异，可以直观的反映出产品进化的特点横坐标是材料的抗拉强度，纵坐标反映材料冲击韧性的弯曲角度
从图中可以看出，DUCTIBOR系列从第一代的Ductibor 500进化到第二代的Ductibor 1000后，冲击韧性有一定程度的下降，但仍然保持了很高的水平同时，材料的强度增加了一倍因此，如果用新一代产品代替Ductibor 500，可以带来25%以上的减重潜力usibor系列从第一代Usibor 1500发展到新一代Usibor 2000，冲击韧性略有下降，但强度提高了500MPa左右，替代也能带来10%左右的轻量化效果
安赛乐米塔尔在Usibor 2000的开发过程中尝试了多种化学成分体系综合考虑材料的应用特点，我们最终决定保留现有的化学成分体系:高碳低锰高合金元素含量经过烫印和烘烤后，U SIBOR 2000的屈服强度，抗压强度和延伸率可分别达到1400MPa和1800MPa以上VAMA在2019年实现了U SIBOR 2000的工业化生产，2020年开始批量供货
众所周知，当材料特别是涂层材料的强度提高到2000MPa时，其应用特性将受到严峻挑战在材料开发阶段，我们对这些应用特性进行了深入的研究，并做了很好的平衡左图显示了usibor2000冲击韧性的评估我们使用弯曲实验来评估usibor2000在热冲压后和烘烤前后弯曲角度的变化结果表明，材料在烘烤前为45度左右，烘烤后可以提高到50度左右，这也使得Usibor 2000材料满足零件的要求
同时，我们还对U SIBOR 2000的抗氢脆性能进行了深入的研究用四点弯曲法评价了材料基体中氢含量对氢脆风险的影响上右图的研究结果表明，当材料基体中的游离氢低于0.5ppm时，U SIBOR 2000的氢脆风险可以得到很好的控制，国内的热冲压厂也具备相应的控制条件
Ductibor系列用于软地区，但强度达到了1000MPa的水平，韧性极佳除了通过激光拼焊与U Sibor系列材料结合使用，Ductibor 1000还可以单独冲压成零件经过烫印和烘烤，屈服强度可达800MPa以上，抗拉强度可提高到1000MPa以上，弯曲角度可达80度以上VAMA于2018年实现了Ductibor 1000的本地化生产，并于2019年开始批量供应
从下图左边的拉伸曲线可以看出，Ductibor 1000材料的断裂伸长率与U SIBOR 1500相差不大，但从右边ω实心部分的三点弯曲实验可以看出，U SIBOR 1500部分被压下90 mm，导致开裂严重可是，Ductibor 1000的材料被压下120mm，没有任何开裂该实验结果表明，Ductibor 1000的材料具有高韧性的优点
同时，由于Ductibor 1000的强度处于1000MPa的水平，基本不存在焊接和氢脆的风险，国产化后已大量应用目前年供应量达到4—5万吨
S—in Motion的汽车级轻钢解决方案
VAMA不仅是材料供应商，也是解决方案提供商除了新材料的开发，我们在材料解决方案的研发方面也处于领先水平为了不断适应汽车行业的发展趋势，安赛乐米塔尔一直致力于研发具有竞争力的汽车用钢解决方案自2010年推出首款S—in Motion B级车钢材解决方案以来，几乎每年都会推出不同车型的钢材解决方案伴随着近两年新能源汽车的快速发展，我们顺势推出了新能源汽车整车级钢铁解决方案，包括插电式混合动力和纯电动此外，我们还推出了一系列核心的总成级钢铁解决方案，如钢铁电池组，悬挂等，可以为用户提供更多的定制化服务
2020年初，我们推出了S—In Motion纯电动SUV车级钢解决方案通过大量应用安赛乐米塔尔先进的高强度钢和激光拼焊技术，车身在轻量化和安全性能两方面都做到了极致其中，高强度钢在汽车车身上的应用达到63%，铝硅涂层热成型钢的应用达到33%，尤其是第二代铝硅涂层热成型钢的应用比例达到24%，这也为新能源汽车的车身设计和选材策略提供了很好的示范
与常规镀锌产品相比，锌铝镁镀层可以显著提高材料的耐腐蚀性能，同时也在一定程度上提高了材料的冲压成形性和稳定性，从而提高了零件制造的效率在国内，以锌，铝，镁代替镀锌的行业趋势越来越明显
对此，安赛乐米塔尔开发了两种不同成分的锌铝镁涂层产品，一种铝镁含量相对较高，另一种含量相对较低其中，铝镁含量相对较低的涂料可进一步应用于外板VAMA项目二期投产后，锌铝镁涂层产品Zagnelis将实现国产化，为国内用户提供更多的涂层选择
安赛乐米塔尔第三代冷弯高强钢Fortiform采用淬火分区生产工艺，显著特点是兼具高强度和高延伸率用它代替常规DP钢，可以带来10%以上的轻量化效果目前，安赛乐米塔尔已经实现了Fortiform 980，Fortiform 1050，Fortiform 1180三个不同品牌的批量生产，VAMA二期也将在当地生产Fortiform
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