新聞&媒體
+
您現在的位置:首頁 > 新聞&媒體 > 媒體報道
媒體報道
汽車緊固件的開發、應用和成本分析

  蓋世汽車特邀行業資深專家開堂授課并解答微友提問,同時來自東風裕隆、北汽、上汽、奇瑞汽車、長安標致雪鐵龍、大運汽車、金龍客車、重汽等整車廠;延鋒、佛吉亞、漢拿偉世通、西德科等零部件企業以及賓科、卓越、鴻基等緊固件相關企業共計266位人士在群內展開熱烈討論。以下是課堂焦點內容速記匯總,與業內共饗:

  緊固件的開發設計分為八個部分和大家一起探討,第二大部分主要圍繞緊固件在汽車行業市場上的應用,第三個部分講的是緊固件的成本分析。

  首先。我們來看一下第一部分,產品的開發驗證主要從這5個方面來闡述,首先了解產品開發評審Q、C、D是否滿足?市場前景如何?第二個方面是產品的設計與開發、產品的輸入和輸出、產品的圖紙。第三個是過程設計與開發,比如平常用的FMEA分析、控制計劃、過程流程圖、工藝圖紙、工藝作業指導書等等相關的作業文件。第四個是產品過程設計開發驗證,所出來的一些樣件、全尺寸性能檢測、工程能力研究、產能評價等。第五個是反饋、評定與糾正措施。

  

  接下來是我們緊固件行業中一些工藝流程,一個緊固件是如何制造出來的,通過盤元,拔絲,再是冷鐓成型跟搓絲成牙,再是熱處理,表面處理,選別再送到客戶手中這么一個完整的制造流程圖,我們也根據相關的行業標準, JIS、GB、DIN、ISO標準及按照顧客指定標準持續為汽車產業提供技術方案。

  第三個方面是模具設計參數 ,我們首先了解緊固件的壓縮比率,強束材質,壓縮的可能性 ,從這些方面考慮要緊固件是否能最大程度的生產。所以這里以下做了一些區分,從3mm到5mm以上,每一種可能范圍不一樣,所以按照這種百分比計算方式,在ppt中也有詳述。當然對每一種材質也有一些壓縮比率要求,比如我們常說的10A,10毫鋼,它的壓縮比率是最大值像 SUS43012不銹鐵的一些壓縮比率,這是經驗所得來的一些壓縮比率值.

  可能很少有緊固件企業會存在的一些模具軟件的設計,以下是現在德國CPM公司引進的一套模具軟件設計的驗證,通過模具軟件設計,不需要進行調試,

  而且在電腦上可以操作這個可行度與否。

  接下來有一套產品的模擬實驗:

 

  從產品模擬指標查看 ,剛才我們前面提到了6個方面,現在展示是第一,就是金屬材料流向,我們通常沒有使用軟件的時候,使產品會通過切割片用放大鏡來看它的金屬流向,但是我們有了這套軟件之后,能夠直接在電腦上查看它的金屬流向的情況。第二張是等效應力的變化??床凡煌牡胤降氖芰Φ那榭?。第三張是等效塑性應變 。當產品變形,每一個部位塑性變化是不一樣的,查看它塑性變化受力的情況。

 

  關于緊固件材料材料,目前市場上標準件主要是碳鋼、不銹鋼、銅三種。碳鋼,我們在使用過程中標準件有低碳鋼,中碳鋼,高碳鋼以及合金鋼。現在目前市場上使用的最多的是低碳鋼,中碳鋼,合金剛,高碳鋼目前市場上沒有出現的太多。在汽車緊固件行業中,合金鋼,特別像SCM435,SCM440像這種鉻鉬合金鋼用的特別的廣泛。我所接觸到的不銹鋼材質主要分奧氏體和馬氏體兩種,目前市場上進口材料主要是日本產品,按級別主要分SUS302、SUS304、SUS316。銅,市場上主要用H62、H65、H68銅做標準件。這里也有一份我們在選材料對應級別的一個區分,從4.8級到12.9級等等相關的對應的相關的可選用的材質,包括我們有一些螺母,焊接螺母材料的選用。

 

  后續熱處理要求特別多的是對一些材料各個元素,對鋼的性質的影響在熱處理上有一些特殊的要求,主要是這八個碳、錳、鎳、鉻、鉬、硼、礬、硅這幾種材料,對這幾種材料處理時它們會有一些特性。

  緊固件材料在不同國家有不同的牌號,常用材料國內外牌號對比是從4.8級到12.9級,在日本、中國跟美國相對應的一些材料的牌號的區分,比如12.9級在日本通常是SCM435~440,在中國可能就是35~40Cr,在美國是4135~4140,不同國家有不同的材料牌號。

  對于一個緊固件它的重量是如何得來的?我們在前期開發過程中是不知道材料的實際重量,是需要經過計算的,所以接下來這一張是計算材料用量的計算方法。常用的是這兩種方法,體積乘以材料比重,這上面也有體現,鐵的密度是0.00785,不銹鋼跟黃銅是0.008

  關于緊固件的熱處理。第一,對于4.8級到12.9級硬度相關一個要求,同時也結合國標3098.1的一個技術參數;第二個是一些小的緊固件,一些自攻、自鉆的產品的芯部和表面硬度的對比,包括自攻,自鉆螺絲在滲碳層上也有一些要求,以免脫碳層的脫落。

  熱處理之后最重要的是表面處理,表面處理因為現在受環保要求,我們基本上采用的是市場上常見的三價五鉻的處理方式,鍍鋅產品以藍白,彩鋅,黑鋅等為主。近兩年出現的是鋅鎳合金是汽車行業比較常用的,包括久美特,常用的原因是他們的鹽霧實驗要求是非常高的。當然常用表面處理類型及鹽霧標準,也可依據客戶要求通過增加封閉劑的方式來調節高鹽霧要求。

  剛才提到了緊固件的一個芯部硬度,芯部硬度過高的話很容易產生芯脆,汽車緊固件必然要有一個除氫處理的方式和時間上的處理模式。除氫處理是針對鍍鋅、鍍鎘、鍍鎳,電鍍后盡快在4h內進行驅氫處理。驅氫在恒箱中進行,溫度為190~230°C。驅氫時間必須從達到規定的溫度時開始計算,如果放進去就計算是不準確的。

  

  緊固件的開發設計最重要的環節是質量管控 ,從進料到成品出貨有幾大關口,這幾大關口有不同的檢驗方式。首先進料有相關是外觀、尺寸、元素、性能、有害物質檢測等等;過程方面更多的是外觀、尺寸、敲擊實驗、鍛流線;熱處理更多的是外觀、硬度、扭矩、拉力、金相等等;表面處理更多的是一些氫脆測試、鍍層、鹽霧等,包括出貨有一個有害物質檢測。接下來給大家展示的是常用的緊固件品質管控儀器,在尺寸、外觀檢測上,常見的是二次元、輪廓測量儀、三坐標測量儀、影像分選機(這個是個全選機);力學和化學檢測上主要有硬度機(洛式和維氏)、拉力機、金相顯微鏡 、材料方面有一個光譜分析儀、鹽霧試驗機。

  接下來跟大家探討是緊固件的應用范圍,汽車緊固件的應用范圍非常廣泛,而且現在汽車是隨處可見的交通工具,所以可以應用在在天窗、車燈、 轉向泵、 座椅、 空調、 玻璃升降器、 汽車發動機、 汽車變速器 及汽車其他緊固件產品。如圖所示有一些具有代表意義產品能夠逐一體現它應用的部位。緊固件不僅僅應用在汽車上,緊固件產品其他常見應用。連接用緊固件常見的有汽車底盤、車身 ; 傳動用緊固件有車燈調光螺栓、儀器上用的搖擺螺栓; 管用緊固件常見的有水管接頭、油管接頭;特殊用途緊固件常見的有螺旋、門閥。

 

  再來看一下第三部分緊固件的成本分析 ,首先來看一下緊固件的成本組合。我們要分析緊固件成本,首先要了解這些成本是哪些地方造成的。通常包括模具費、材料費 、加工費 (加工費包含每個工序所使用的費用)、管理費用。成本有一些是可以看到的,有一些是隱形的。顯性成本包括采購模式(小批量多頻次采購 )、制造過程 、成品庫存控制 ;隱性成本包括客戶服務、質量管控、人文關懷 (產品是人做出來的,所以說這是一個很大的隱性成本)。

  成本既然已經出現,如何優化緊固件成本呢?我在這里給大家展示一張圖,目前汽車緊固件都是一些小批量多頻次的供貨量,所以我們要植入一些準時化、自動化的思想(客戶要一個,給一個;給一個,做一個;做一個, 對一個),這樣的話產品質量和成品庫存得以管控,其實這樣沒有下面的支撐也是做不到的,所以我們加了3個流動。工廠內的流動,這個跟客戶跟供應商是有直接相關關系的。工廠與客戶之間的管理是信息流,工廠內管理是信息怎樣傳達下去,如何發給供應商。所以經過這些可以引出來以客戶需求為導向的連續流,建立全面快速流動的價值管理體系。目的是準確快速響應客戶,確??突е分式黃?滿足客戶,感動客戶。當然最終目的是提升系統在單位時間內賺錢的能力,產能的釋放,質量的提升,信息的轉化等等,這些都是在緊固件生產制造過程中優化成本的一些模式。

 

  以下是提問環節:

  1.汽車緊固件一般使用什么牌號的鋼種?

  碳鋼:低碳鋼 08A,10A 12A 16A 18A 22A等等

  中碳鋼 35,45號鋼

  合金鋼主要是35、42鉻鉬、SCM435,SCM440和10B21

  不銹鋼主要是SUS430,SUS304、SUS316

  銅的材質相對比較少

  2.緊固件不同的表面處理是如何選擇的?以及對性能和成本的影響。

  根據產品的顏色搭配和使用的環境,耐腐蝕的要求,表面處理的種類包括氧化,電鍍鋅,涂覆包括達克羅,久美特,電泳等;

  不同的涂覆對性能要求不一樣,比如久美特,特點是鹽霧實驗要求很高;鋅鎳合金,對鹽霧要求高,同時也影響成本,高電鍍層,成本同時也會增加。

  3. 目前研發和設計上主要的困擾是什么?

  一個是主要是目前針對外觀要求,久美特和達克羅的使用經驗比較欠缺,有很多要求難以達到。

  二是耐腐蝕的驗證的周期很長,比如鋅鎳合金的驗證是1000h,需要40多天;當然理論上有些鍍層和鹽霧的聯系,理論是有的,實驗上還是需要進行去驗證。

  4.在新能源汽車方面有沒有用武之地?

  新能源汽車在行駛的過程中也會產生振動,關鍵部位的零件也會做放松的處理,所以未來在新能源汽車上還是有用武之地。

  5. 車規級螺釘主要是指什么達標了才是車規級螺釘?

  主要指一次性,0缺陷,尺寸和性能方面符合汽車設計標準規定的螺釘,可以稱為汽車緊固件規范的螺釘。

  6. 扭矩控制法和扭矩轉角法分別適合什么類型的鎖附結構?

  通機聯桿、氣缸蓋螺栓適合扭矩/轉角法,這類螺栓要求預緊力充足均勻。扭矩法適合高強度螺栓,只是確定的單一扭矩控制,不適合關鍵部位緊固件。

  7. 如果對緊固件摩擦系數做要求,成本一般會增加多少?

  這個要根據不同的要求去測算,沒有直接答案。

  有摩擦系數要求的緊固件在表面處理之后會凃潤滑油,并進行摩擦系數檢測,具體的費用因產品要求而定,一般也會采取磷化表面處理,增加摩擦系數,產品的價格也是因產品而異。

  8. 目前中國出口緊固件到歐洲有哪些限制?不同類別緊固件關稅大概分別是多少?

  據2014年統計,已經放寬了很多限制,具體的內容也需要同行共同探討。

  9. 什么是汽車級的緊固件?8.8級螺釘螺栓是什么材質的?

  通常而言專用于汽車上的緊固件一般叫汽車級緊固件,8.8級螺釘螺栓一般使用中碳鋼和低碳鋼合金鋼精調解熱處理之后能達到要求,中碳鋼用的是35-45號鋼,合金鋼通常用的是10B21。

  10. 緊固件的成本構成是那些?不同的緊固件的成本差異,緊固件的生產工藝不同。

  包括模具,材料,過程中的加工費用和隱形費用,其中隱形費用主要是管理費用,包括品質,管控,還包括日常的倉庫管理等一些人工管控費用。同時成本差異主要來自生產工藝,生產工藝的編排等因素,汽車緊固件相對于其他的標準來說,牙紋和扭力矩也是有一定的要求,所以制造成本也是不一樣。

  11. 鍍層厚度和表面處理類型對焊接有無影響?

  有影響,也是微小的變化,和鍍層的材料的導電性相關。導電性越好,對焊接的影響越小,對于有焊接的要求的產品,在焊接前最好不要做表面處理。

  12. 緊固件的各種的電鍍成本,原材料成本占總成本的比例?

  電鍍成本占制造成本的10%-20%;鍍層厚的話,電鍍成本就高,鹽霧試驗相對規范的范圍之內的話,成本基本上控制占總成本的10%左右。原材料是緊固件主要的成本內容之一,線材占總成本的25-35%。

  對于汽車緊固件的成本主要是材料這塊,對材料的要求比較高,材料的各項性能和指標都要達到相對平衡點上,才能達到汽車緊固件的其他的性能要求,緊固件其他的原材料成本占比比較低,大體上來說緊固件的成本主要是包括電鍍和原材料的成本。

  13. 緊固件的大體分類,材質要求,模具要求,后處理要求,可靠性要求等是那些?

  螺栓,螺柱,螺絲,螺母,墊圈,墊片等

  材料要求:碳鋼(低碳,中碳鋼,合金)不銹鋼,銅

  模具要求:粗糙度,銅鋅度,精密度對于好的緊固件要求比較高。

  后處理要求包括熱處理滲碳,調制等

  電鍍包括:涂覆,磨光,氧化發黑等

  電鍍后續有放松處理的要求,根據產品使用的情況和部位做一些相關的處理

  14. 施必牢螺母的行業現狀以及后續應用前景是什么

  是市場大的趨勢,前景比較好,怎么推廣和應用是接下來的課題

  15.緊固件在高速沖壓領域的現狀及發展趨勢;

  目前緊固件領域在高速沖壓成型方面有哪些技術難度有待解決;

  緊固件領域在高速沖壓方面有哪些成功的企業;

  緊固件領域國內的模具沖壓技術在沖速方面是多少(一般企業)

  緊固件行業沖頻次沖速在100W左右模具,成功的企業案例,我們自己也引進了德國的CTM模具軟件設計,能夠在辦公室就能把問題解決,不至于把生產調試的過程中發生很多問題來不及解決,這個軟件對于我們公司,對于行業我覺得有助于發展。

  16.緊固件領域目前行業利潤怎么樣,跟其他汽車成型沖壓件相比處于什么價位;緊固件領域沖壓后進入企業需要怎樣實現厚積薄發?

  實際利潤按照不同的企業和定位去評價企業的利潤。我們自己公司用了2大支柱,CTM模具軟件和精益生產,緊固件需要精益的模式去做,更重要的是開源節流。

滬ICP備11026724號 |  | 梭哈扑克牌套装
Copyright © 2001 - 2015 施必牢(中國)有限公司 DTFLOCK(China)Co.,Ltd. 版權所有
  
在線客服系統