现在汽车轻量化、耐腐蚀需求越来越高,不锈钢在排气系统、油路管路、底盘支架、电池托盘这些部件上的用量越来越大,车用不锈钢加工和普通民用加工比,精度要求和工艺难度完全不是一个量级,稍有不慎就出批量废品。
先说精度要求,车用件基本都是精密配合的,尺寸公差普遍要控在±0.01mm以内,高端的发动机周边件、燃油管路件甚至要求±0.005mm。壁厚公差要控制在±0.1mm以内,长管路的直线度每米误差不能超过1mm,表面粗糙度也有明确要求,油路管内壁Ra值要低于0.8μm,避免积碳结垢,结构件表面不能有划痕、凹坑,不然会成为应力集中点,影响疲劳寿命。
最大的难点是材料本身的特性带来的加工问题。不锈钢尤其是奥氏体的304、316,加工硬化特别严重,切削的时候表面硬度能提升2-3倍,切削力比普通碳钢高20%以上,切削温度也高200℃左右,特别容易粘刀形成积屑瘤,刀具磨损快,寿命比普通加工短一半还多。而且它的线膨胀系数是碳钢的1.5倍,加工的时候热变形很明显,薄壁件稍微受力不均就容易翘曲。
冲压成型的难点也很突出。不锈钢的回弹比普通钢大很多,304折弯回弹角能到5°-15°,做底盘支架、电池托盘的时候,模具设计阶段就必须算好回弹补偿,不然装配合不上。深拉伸的时候容易开裂,因为金属流动性差,压边力调大了容易裂,调小了又容易起皱,现在很多厂都用伺服液压实时调压边力,还加纳米润滑膜减少摩擦。模具磨损也快,不锈钢硬度高,普通模具钢用不了几万次就崩刃,现在都用DLC涂层的模具钢,寿命能到50万次以上。
还有焊接和后续处理的要求也高。车用不锈钢件很多要焊接,焊后要酸洗钝化恢复耐蚀性,不然焊缝处很快就锈穿了。轻量化趋势下薄壁化设计越来越多,0.8mm以下的薄壁件加工,装夹力度稍微大点就变形,现在都用真空吸盘、软爪装夹,还要在恒温车间加工,避免温度波动影响尺寸精度。