Железо для авто российского производства и не только — DRIVE2

Железо для авто российского производства и не только

Из железа. Причем, практически все автомобили, которые собираются в России, делаются из российского железа.

В первую очередь, это кузова, сталь для которых делают на российских металлургических заводах.

Сегодня я покажу, как делают оцинкованную сталь на Череповецком металлургическом комбинате «Северсталь», основным потребителем которой является как раз отечественный автопром.
Нужно понимать, что именно здесь закладывается тот запас прочности и коррозийной устойчивости, которые будут определять длительность и беспроблемность эксплуатации автомобилей в суровых российских условиях и именно поэтому оцинковочный цех является лицевым участком Череповецкого меткомбината. Попадая сюда из других цехов, просто поражаешься стерильной, чуть ли не медицинской чистоте, гостеприимуству и практически полной автоматизации процесса. Сразу видно, что все здесь оснащено по последнему слову техники и понятно, почему именно в цех оцинковки осуществлял свой визит В.В. Путин во время посещения Северстали в феврале 2014 года…

Итак, как же оцинковывают сталь для наших автомобилей?

На склад оцинковочного цеха сталь приходит в рулонах. Они разной толщины и длины и эти параметры зависят от заказчика. Естественно, каждая партия под каждого заказчика оцинковывается по разным программам и с разными параметрами. На сегодняшний день предприятие про50 марок горячеоцинкованного листового металла толщиной 0,4 – 2,0 мм и шириной от 900 до 1850 мм для отечественного автопрома и международных автомобильных концернов: Renault-NISSAN, VOLKSWAGEN, HYUNDAI-KIA, Ford, GM и др. Некоторые марки оцинкованного листа выпускаются и поставляются на автопредприятия в России только Череповецким металлургическим комбинатом.

Рядом с рулонами стали можно увидеть огромные …-кн чушки с цинком, который будут женить с листовой сталью в специальной ванной (но об этом чуть ниже)

Сначала рулоны стали разматывают, а затем сваривают, чтобы получить непрерывное полотно. Делается это при помощи специальной хитрой машины, которая позволяет сделать процесс непрерывным, несмотря на то, что для процесса сварки необходимо на короткое время останавливать конвейер.

Это огромная печь. Здесь листовой металл нагревают до 800 градусов. Фактически, это состояние, близкое к температуре плавления, но не доходящее до нее. Так сказать

И прямиком из разогретой природным газом печи лист металла попадает в ванную с жидким цинком.
Скорость движения стали через ванную определяется компьютером с заданной программой согласно требуемой марке оцинковки. На выходе из бассейна свежеоцинкованную сталь обдувают сильным потоком воздуха, охлаждая ее.

После того, как оцинкованная сталь пройдет контроль, она снова сматывается в рулоны и разрезается в тех же местах, где полотно сваривали в начале…

Как я уже говорил выше, Северсталь поставляет оцинкованную сталь для таких концернов, как Renault-NISSAN, VOLKSWAGEN, HYUNDAI-KIA, Ford, GM и др. Например, этот рулон уходит в Питер, на завод HYUNDAI-KIA

Санкции санкциями, а бизнес есть бизнес. Этот рулон уходит в США.
Кстати, помимо российского автопрома, череповецкая оцинкованная сталь уходит и на белорусский МАЗ, и на украинский ЗАЗ.

Перевозят рулоны с оцинкованной сталью в специальных крытых выгонах, которые больше похожи на нечто секретно-военное.

Почему кузов современного авто становится все тоньше и мнется как картонка

В последнее время автолюбители всего мира задаются вопросом: почему с каждой новой моделью металл в кузове становится все тоньше? Также интересует их и то, на какие факты опираются производители, уверяя, что тонкий металл кузова безопаснее для людей, чем детали из толстого и прочного сплава. На этот и другие вопросы мы постараемся детально ответить в данном материале.

Какие материалы используют при производстве

За все время автоиндустрии компании применяли различные материалы при производстве и обшивки кузова автомобиля. Вот самые популярные из них:

• сталь;
• алюминий;
• пластмасса и стеклопластик.

Сталь

Самым популярным на сегодня материалом для изготовления кузова остается сталь с низким содержанием углерода. Именно этот компонент позволяет добиться снижения общей массы автомобиля.

Сталь отличается высокой прочностью в механике и достаточно сильной расположенностью к глубокой вытяжке. Последнее свойство материала позволяет изготовить деталь любой формы без дополнительных производственных усилий.

Толщина металла на старых авто была намного больше

Однако низкоуглеродная сталь легко подвергается коррозии, поэтому требует дополнительного ухода для предотвращения процесса гниения.

• низкая цена;
• простой ремонт.

• подвергается коррозии.

Алюминий

Еще одним металлом, из которого делают корпуса для автомобилей, является алюминий. Данный материал появился в автомобильной индустрии относительно недавно. В отличие от стали, уровень прочности у алюминия значительно ниже, поэтому исходные листы должны быть больше по толщине.

Толстый слой алюминия, в свою очередь, значительно увеличивает общую массу автомобиля, хотя и имеет более легкий вес в сравнении со сталью. Также из этого материала могут делать отдельные части кузова: капот, двери или элементы багажника. Из недостатков следует отметить низкую шумоизоляцию.

Кузов Лады

Чтобы нивелировать этот эффект, инженеры применяют технологии, которые позволяют добиться нужной акустики внутри кузова.

Изготовление обшивки для машин из алюминия во многом похоже на производственные процессы, в которых используются листы стали.

На первом этапе из исходников получают детали посредством штампа. После заготовки собирают в единую конструкцию, используя сварку, специализированный клей или современное лазерное оборудование. Также детали можно соединять заклепками.

Процесс сварки на заводе

• высокая прочность;
• вес ниже, чем у стали;
• возможность повторной обработки;
• изготовление деталей разной формы;
• в отличие от стали, меньше подвергается коррозии.

• высокая цена;
• потребность в дополнительном оборудовании;
• большие энергозатраты;
• дорогие способы соединения конструкций.

Стеклопластик и различные виды пластмассы

Стеклопластик представляет собой наполнитель из волокна, пропитанный смолами из полимера. Кевлар, карбон и стекломатериал или стеклоткань – это наиболее популярные материалы и наполнители, применяемые в производстве автомобилей.

Большую часть кузова из пластмассы собирается из пяти типов исходников: стеклопластика, полипропилена, поливинилхлорида, АБС-пластика и полиуретана.

Кузов современного BMW из композитных материалов

Для того чтобы уменьшить общий вес автомобиля, некоторые детали, такие как наружные панели, изготавливают из стеклопластика. Также из данного материала делают противоударные накладки, сиденья и подушки.

С недавнего времени из него же стали производить крышки багажника, крылья или крышки капота.

Что происходит с кузовом во время краш-тестов

• малый вес при хорошей прочности;
• изготовление деталей любой сложности;
• декоративная поверхность.

Почему металл кузова современного автомобиля становится все тоньше

Если окунуться в историю автомобильного производства, можно заметить, что в середине XX века компании стремились получить качественный и надежный автомобиль, не жалея при этом ни краски, ни металла. В машинах еще не было процессов, связанных с электроникой. В те времена самой надежной считалась механика. Кузов был прочный и не деформировался от небольших ударов. Сейчас же с каждым годом кузов становится тоньше.

Металл авто стал тонким и легко мнется

Современные автомобили претерпели множество изменений. В первую очередь это касается безопасности, мощности, автоматики и множества различных «фишек».

Многие нововведения и современные технологии «влетают в копеечку» компаниям-производителям. Исходя из желания сделать продукцию более доступной для потребителя, производство уменьшает толщину металла кузова, лака и краски.

В итоге, с одной стороны мы получаем современный автомобиль, наполненный последними технологиями в области машиностроения, а с другой стороны – это не очень прочный кузов.

Ели вы уверены, что толщина кузова машины напрямую влияет на безопасность пассажиров, производители спешат заверить – это не так!

Безопасность в современных машинах обеспечивают подушки

Рассмотрим основные преимущества более легкого кузова:

1. Безопасность. Да, к удивлению многих, в машине с более легким кузовом ездить будет безопасней. Причина кроется в элементарных законах физики. Чем меньше масса тела, тем меньше его инерция. Следовательно, в момент столкновения сила удара также будет меньше.
2. Экономия топлива. Снова возвращаемся к законам физики. Гораздо больше горючего понадобится для обеспечения движения тяжелого транспортного средства. Данная особенность в виде тонкого кузова позволяет сэкономить не только производителю, но и потребителю.
3. Маневренность и простое управление на сложных участках. Чем больше будет масса тела, а в нашем случае транспортного средства, тем сложнее оно будет набирать скорость, маневрировать на поворотах, а также тормозить.

Итоги

Разобравшись в причинах, почему современные авто имеют тонкий кузов, отметим, что не стоит бояться изменений. Не все они подразумевают ухудшение тех или иных качеств. В частности, это касается толщины кузова машины.

Как мы выяснили, это совершенно не делает поездку в любимом авто менее безопасной. А совсем наоборот, ездить становится безопасней. Плюс ко всему автомобилисты получают приятные бонусы в виде экономии на топливе, маневренности и улучшении аэродинамики.

Вы согласны с тем, что автомобили из тонкого металла безопаснее?

От мягкой до сверхвысокопрочной — эволюция сталей в кузове автомобиля

Александр Тычинин

Если бы не глобальное оледенение, по Земле до сих пор бы бродили динозавры. А если бы не проигрыш армий Сирии, Египта, Ирака и Иордании в так называемой войне Судного дня с Израилем в октябре 1973 года, то не было бы последующего нефтяного кризиса, то есть топливного бойкота арабскими странами Америки и Европы. И кто знает, как бы пошла тогда эволюция основного кузовного материала — стали?

В плоть до семидесятых годов прош­лого века кузова по-прежнему производили преимущественно из дешевой низкоуглеродистой стали с высоким содержанием кремния и кислорода — ее еще называют кипящей. Разве что к пятидесятым годам миллиметровые внешние панели для снижения себестои­мости и массы сделали тоньше — толщиной 0,8 мм. А из более качественной спокойной стали, пластичность которой выше благодаря пониженной концентрации кремния и кислорода, штамповали лишь некоторые сложные детали.

Но тут грянула война Судного дня, а за ней — и нефтяной кризис. Очереди на заправках, снижение популярности исконно американских больших, тяжелых и мощных машин. В 1978 году в США ввели средние корпоративные нормы по расходу топлива, известные как CAFE (Corporate Average Fuel Economy). А еще как раз в те времена в Америке всерьез озаботились пассивной безопасностью. И автопроизводители оказались в тисках. С одной стороны, машины должны были стать безопаснее, но с другой — экономичнее. Может, вообще отказаться от стали?

Прогресс металлургии, конечно, не стоял на месте. Сталелитейные компании в те времена уже выпускали автомобильный прокат повышенного качества IF (Interstitial Free, без фаз внедрения) с очень низким содержанием углерода (около 0,002%) и азота и с микролегированием титаном и ниобием. Но в 1975 году, согласно данным аналитического агентства Ducker, на сталь повышенной прочности, в том числе на IF, в конструкции кузова в среднем приходилось менее 5%.

В конце 70-х к интенсивным разработкам в области несущих алюминиевых кузовов приступили Porsche и Audi, а в 1984 году Pontiac Fiero и Renault Espace обзавелись пластиковыми наружными панелями. И вот тут крупнейшие поставщики стального проката задумались. Ведь переход автоконцернов на альтернативные материалы грозил потерей многомиллиардных прибылей!

Несущий кузов проекта ULSAB, спроектированный почти двадцать лет назад, был невероятно передовым. Доля мягких сталей в нем составляла менее 8%, все остальное — обычная «высокопрочка» плюс несколько усилителей из сверхвысокопрочной стали. Масса — около 200 кг. Многие технические решения с успехом применяются и в современных кузовах: так называемые Tailored Blanks, то есть детали из заготовок переменной толщины и прочности, гидроформинг, а также соединения лазерной сваркой и клеем

В начале 1990-х свыше тридцати крупнейших производителей стали и металлопроката, в том числе Nippon, Posco, Tata, Krupp и U.S. Steel, объединились в консорциум под названием ULSAB (Ultralight Steel Auto Body) для разработки облегченного стального кузова. Проект, к которому привлекли компанию Porsche Engineering, стартовал в 1994 году. В качестве точки отсчета инженеры усреднили характеристики нескольких серийных автомобилей того времени, включая BMW пятой серии, Mercedes Е-класса, Хонду Accord и Lexus LS. В итоге масса референсного кузова оказалась 271 кг, а жесткость на кручение — 11500 Нм/градус. Спустя четыре года был сделан опытный образец кузова, в котором суммарная доля высокопрочных (предел текучести 210—550 МПа) и сверхвысокопрочных сталей (свыше 550 МПа) составила 90% при толщине деталей от 0,65 до 2 мм. Массу удалось снизить на 70 кг, а жесткость на кручение выросла в два раза!

А экономический расчет специалистов Porsche Engineering показал, что всего через два года массового выпуска себестоимость таких кузовов будет не выше, чем у тогдашних серийных.

Как мы знаем, это не помешало расширять применение алюминия таким компаниям, как Audi, Jaguar, BMW или Mercedes-Benz. Но самым востребованным кузовным материалом до сих пор остается сталь: консорциум ULSAB собирался не зря.

Впрочем, концерн BMW и без того постоянно увеличивал долю высокопрочных сталей. Если в 1981 году в кузове пятой серии поколения E28 было всего четыре процента «высокопрочки», то через семь лет в Е34 — двенадцать, а в E39, дебютировавшей в 1995-м, — уже сорок.

Сталь получают из чугуна, снижая в нем концентрацию углерода. В первой половине ХХ века производство стали осуществлялось в мартеновских печах. Туда загружали чугун, стальной лом, железную руду и известняк — и плавили шихту, используя коксовый или природный газ. Плавка длилась до десяти часов и требовала большого количества топлива, а качество готового продукта оставляло желать лучшего. Сейчас сталь получают кислородно-конвертерным способом: в огромный сосуд (на фото) заливают жидкий чугун и продувают его технически чистым кислородом. Этот процесс гораздо эффективнее, длится меньше часа и не требует внешнего источника тепла

Сейчас в каталоге крупнейшего в мире производителя стали ArcelorMittal значится больше семидесяти разновидностей проката для автомобильной промышленности. А что в России? Увы, наши металлурги долгое время вообще не могли производить подобный качественный прокат — и лишь в 2011 году окончательно прекратили выплавлять сталь старым и неэффективным способом в мартеновских печах. Хотя в Германии, США и Японии их «потушили» еще в начале 90-х, перейдя на современный кислородно-конвертерный процесс. У нас же тогда только-только освоили выпуск ­IF-проката. А история помнит времена, когда вазовские машины на треть состояли из импортной стали.

Источник https://www.drive2.ru/b/466346313122840602/

Источник https://mycary.ru/how/tips/tonkij-kuzov-avto-bezopasnost.html

Источник https://autoreview.ru/articles/kak-eto-rabotaet/stalenizm