首鋼GA汽車外板：創(chuàng)新鑄就“鋼鐵皮膚”傳奇

項(xiàng)目名片

GA汽車外板生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目由技術(shù)研究院、首鋼股份、首鋼冷軋研發(fā)，顯著降低了鋼質(zhì)缺陷發(fā)生率，有效解決了合金化斑跡、鋅層粉化等汽車外板表面質(zhì)量問題，GA外板合格率位居行業(yè)前列，已批量供貨多家國內(nèi)外主機(jī)廠的多款熱門車型，用于制造側(cè)圍、翼子板、發(fā)罩、車門等關(guān)鍵外覆蓋件，為首鋼汽車板提升市場競爭力提供了重要支撐。該項(xiàng)目還獲得多項(xiàng)專利授權(quán)，標(biāo)志著首鋼在自主創(chuàng)新之路上不斷邁出新步伐，為中國制造躋身世界舞臺(tái)注入了新的動(dòng)力。

隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車行業(yè)朝著輕量化與高端化加速邁進(jìn)，下游客戶對(duì)汽車用鋼的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)嚴(yán)苛。GA（熱鍍鋅鐵合金）外板作為汽車車身制造的關(guān)鍵材料，其表面質(zhì)量與性能直接關(guān)乎整車的美觀度和安全性。然而，與純鋅鍍層不同的是，GA鍍層在生產(chǎn)過程中增加了一道熱處理工序，促使鋅層與鋼基體發(fā)生合金化反應(yīng)形成鋅鐵合金層，正因如此，基體的微小缺陷都將對(duì)合金化進(jìn)程產(chǎn)生顯著影響，因而對(duì)基板表面質(zhì)量提出了更為嚴(yán)苛的要求。此外，GA鍍層所特有的合金化斑跡、鋅層粉化等缺陷問題也像是難以翻越的“大山”，始終橫亙?cè)谛袠I(yè)發(fā)展的道路上，成為制約產(chǎn)品質(zhì)量提升的關(guān)鍵瓶頸。如何有效提高GA外板的表面質(zhì)量，成為整個(gè)行業(yè)共同面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和亟待攻克的核心難題。

面對(duì)如此嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，首鋼技術(shù)團(tuán)隊(duì)沒有絲毫退縮，他們懷揣著“十年磨一劍”的堅(jiān)定信念，毅然決然地向表面缺陷治理、鍍層與性能協(xié)同控制等核心難題發(fā)起沖鋒。在這場艱苦卓絕的技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)中，團(tuán)隊(duì)?wèi){借頑強(qiáng)的韌勁，通過微納尺度缺陷表征技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)、合金化工藝的深度優(yōu)化，顯著降低了鋼質(zhì)缺陷的發(fā)生率，大幅提升了GA外板的合格率，取得了令人矚目的成績。

敢于擔(dān)當(dāng)，反復(fù)沖鋒攻克技術(shù)壁壘

回溯到2019年，首鋼在批量生產(chǎn)GA外板的初期階段，情況可謂是舉步維艱，合金化斑跡缺陷發(fā)生率超過50%。

在GA外板陷入質(zhì)量困擾的危急時(shí)刻，技術(shù)研究院、首鋼股份、首鋼冷軋以及營銷中心迅速響應(yīng)，緊急抽調(diào)各自領(lǐng)域的骨干精英，組建了一支攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)。他們深知，必須從根源上徹底解決這些問題，才能挽救首鋼GA汽車板的市場命運(yùn)?！癎A外板的質(zhì)量問題，對(duì)我們而言，絕不僅僅是一道技術(shù)難題，更是對(duì)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的一場極限考驗(yàn)。無論困難多大，我們都必須迎難而上，為首鋼在汽車板領(lǐng)域贏得核心競爭力貢獻(xiàn)全部力量！”項(xiàng)目指導(dǎo)專家、首鋼二級(jí)科學(xué)家滕華湘談及項(xiàng)目啟動(dòng)的初衷時(shí)，眼神中透露出無比堅(jiān)定的決心。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、首鋼技術(shù)研究院首席研究員劉李斌回憶起那段艱難歲月，感慨萬千：“當(dāng)時(shí)的形勢萬分危急，產(chǎn)品合格率遠(yuǎn)低于行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)，客戶對(duì)我們的產(chǎn)品幾乎失去了信心。我們沒有絲毫猶豫和退縮的余地，必須爭分奪秒地找到問題的根源，并制定出切實(shí)可行的解決方案。”

想要大幅提高GA外板的質(zhì)量，首要任務(wù)就是解決合金化斑跡等形形色色的表面缺陷問題。冷軋公司產(chǎn)品工程師李勇說道：“同樣質(zhì)量的基板，生產(chǎn)熱鍍鋅GI板質(zhì)量很好，但生產(chǎn)GA板時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)各類問題。”

針對(duì)斑跡等問題，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)首先將目光聚焦到缺陷的微觀表征領(lǐng)域，力圖探究缺陷形成的內(nèi)在機(jī)理。他們借助FIB（聚焦離子束）和EBSD（電子背散射衍射）等先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過無數(shù)次的嘗試和摸索，成功開發(fā)出適用于GA鍍層的樣品制備及檢測方法，一舉攻克了微納尺度缺陷難以定位和加工的世界性難題。通過對(duì)缺陷抽絲剝繭般的深度剖析，團(tuán)隊(duì)基本明確了其產(chǎn)生機(jī)理，據(jù)此制定了一套全流程關(guān)鍵控制技術(shù)優(yōu)化方案。

與此同時(shí)，為了進(jìn)一步摸清缺陷的出現(xiàn)規(guī)律以及工藝優(yōu)化后各環(huán)節(jié)的改善情況，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)選擇從最基礎(chǔ)的工作做起。他們?cè)a(chǎn)現(xiàn)場，開啟了一場不分晝夜、沒有節(jié)假日的“持久戰(zhàn)”。團(tuán)隊(duì)成員史昌和王川堅(jiān)定地表示：“無論何時(shí)，只要有GA板在生產(chǎn)，我們就必須有人堅(jiān)守現(xiàn)場！”就這樣，他們爭分奪秒地對(duì)煉鋼、熱軋、酸洗、冷軋到鍍鋅的全流程生產(chǎn)進(jìn)行跟蹤，不放過任何一個(gè)可能產(chǎn)生缺陷的環(huán)節(jié)。在逐工序排查的過程中，團(tuán)隊(duì)積累了海量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，逐漸掌握了工藝參數(shù)變化對(duì)缺陷的影響規(guī)律，最終成功解決了合金化斑跡這一長期困擾行業(yè)的疑難缺陷，使得GA外板的表面質(zhì)量得到了顯著提升。

“借助FIB和EBSD技術(shù)，我們首次在微納尺度上精準(zhǔn)定位了合金化斑跡等缺陷的成因，隨后有針對(duì)性地制定了關(guān)鍵工序的工藝調(diào)整方案，終于成功拔掉了這顆‘釘子’。”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員孟楊激動(dòng)地介紹道。

除此之外，團(tuán)隊(duì)還在GA外板鍍層相結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)調(diào)控方面付出了巨大努力，通過一系列創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，使得包括鋅層粉化在內(nèi)的多項(xiàng)鍍層指標(biāo)優(yōu)于行業(yè)同類產(chǎn)品。

創(chuàng)新突破，夯實(shí)產(chǎn)品市場競爭力

除了鍍層表面質(zhì)量問題，GA外板的鋼質(zhì)缺陷也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的一大“頑疾”。鋼質(zhì)缺陷的控制是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及煉鋼、連鑄、軋制等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了提升鋼液的純凈度，團(tuán)隊(duì)成員倪有金主動(dòng)扎根煉鋼現(xiàn)場，與一線操作人員深入交流，對(duì)每一個(gè)可能影響鋼液純凈度的因素進(jìn)行細(xì)致分析。在充分掌握情況的基礎(chǔ)上，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了鋼渣界面低氧化性控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，大大改善了GA外板鋼質(zhì)缺陷，將其發(fā)生率降低到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

為了進(jìn)一步鞏固首鋼在日系車企的GA汽車板供貨份額，團(tuán)隊(duì)與用戶開展了多個(gè)EVI項(xiàng)目。在成形技術(shù)領(lǐng)域，為了破解零件試模開裂的技術(shù)難題，團(tuán)隊(duì)成員金磊牽頭自主構(gòu)建了動(dòng)態(tài)摩擦模型，使零件成形仿真的精度提升至95%以上，進(jìn)而制定出合理的選材及沖壓工藝優(yōu)化措施，成功解決了應(yīng)用難題，增強(qiáng)了客戶黏性。

經(jīng)過五年多夜以繼日的艱苦攻關(guān)，首鋼GA外板合格率一路攀升至85%以上。團(tuán)隊(duì)成員黃學(xué)啟介紹道，在某日系主機(jī)廠的材料性能季度橫向比較中，首鋼產(chǎn)品表現(xiàn)優(yōu)異，居多家供應(yīng)商前列。產(chǎn)品質(zhì)量的顯著提升，贏得了客戶的高度信任，訂單量也隨之大幅增長。如今，首鋼GA外板產(chǎn)品已批量供貨多家國內(nèi)外主機(jī)廠的多款熱門車型，用于制造側(cè)圍、翼子板、發(fā)罩、車門等關(guān)鍵外覆蓋件，成為支撐汽車制造品質(zhì)升級(jí)的重要力量。

展望未來，團(tuán)隊(duì)將堅(jiān)定不移貫徹落實(shí)集團(tuán)“推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新成為首鋼第一競爭力”的發(fā)展戰(zhàn)略，深入踐行“一引領(lǐng)兩融合·做表率當(dāng)先鋒”群眾性主題實(shí)踐活動(dòng)，持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力，主動(dòng)識(shí)變應(yīng)變求變，以更優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量贏得更多市場份額，為首鋼的持續(xù)健康發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量！

來源 | 首鋼新聞中心

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