【经典回顾】冲压板材O5改O3成本及质量风险

锻造与冲压2021-02-21 16:46:57


 对03、05板材进行成本及风险研究,希望在部分冲压生产中由03板材代替05板材,降低原材料成本,强化价格优势。

冲压板材的使用现状

近年随着汽车行业的不断发展,汽车市场竞争日益激烈。在原材料价格上涨的趋势下,国内汽车行业不约而同地将目光聚焦在“降成本”上,只有降低成本,才能保障终端市场的价格优势,在竞争中取胜。作为汽车行业的一个生产部门,冲压车间可以从原材料的角度寻求降低制造成本的方法。

为提高冲压件产品的外观质量,对于重要的汽车外覆盖件及可视内板件,冲压生产使用的板材采用O5外观质量等级(即FD),本公司O5板的产品数量已达九十多种。随着公司产量的不断攀升,O5板材的用量越来越大,2006年冲压O5板材用量为两万多吨,2009年O5板材用量已超过三万吨。

根据钢铁公司提供的冲压板材技术资料,对比O5板与O3板的区别,认为同一种零件牌号的O3板和O5板在加工工艺、外形尺寸、材料组织、化学成份、工艺性能等方面都一样,只在表面质量上有所差别。表面差别具体表现在:O3板表面允许有少量不影响成形性及涂、镀附着力的缺陷。如轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等;O5板产品二面中较好的一面不得有任何缺陷,即不能影响涂漆后或电镀后的外观质量,另一面达到O3板要求。鉴于O3板的价格低于O5板,公司在引进板料清洗线的基础上,对两种板材进行成本及风险研究,希望将部分非重要外观件及内板件进行O5板改O3板的冲压生产,进一步降低生产成本。

项目试验

由于O5板与O3板材料性能一致,对产品成形性及生产工艺不造成影响,差异主要表现在表面的包点及划痕等缺陷,以包点为主。而产品表面包点与冲压生产环境、模具状况和板材供货状态等直接相关。同时,板材经模具落料后再成形时产生的包点数也会明显上升。本公司冲压部门立项对轻卡、皮卡车型部分冲压件进行了板材O5板改O3板的生产试验。

共进行两个批次的实验,第一批进行O3板的冲压件产品试验,不经板料清洗,包括前门内板左/右、前围框左/右、后门内板左/右,共6种。第二批进行O3板的冲压件产品试验,板料由清洗线清洗,包括中立柱外板左/右、前立柱外板左/右及中立柱内板共5种。

第一批次项目分析

第一批O3板试验中,如图1a所示,前门内板左/右(有落料工序)使用O3板包点率平均为17.59%,O5板包点率平均为10.90%;如图1b所示,前围框左/右(有落料工序)使用O3板包点率平均为14.18%,O5板包点率平均为9.11%;如图1c所示,后门内板左/右(无落料工序)使用O3板包点率平均为13.51%,O5板包点率平均为8.99%。

试验结果显示,以上6种冲压件分别以O3板和O5板生产时,O3板生产的产品包点数明显高于O5板。包点产生的主要原因是由材料的供货状态决定,其包点平均率基本保持在13%~18%,包点缺陷率较高。

第二批次项目分析

第二批O3板试验中(板料清洗后),如图2a所示,中立柱外板左/右(有落料工序)使用O3板包点率平均为6.05%,O5板包点率平均为9.42%;如图2b所示前立柱外板左/右(无落料工序)使用O3板包点率平均为3.32%,O5板包点率平均为6.23%;如图2c所示中立柱内板(有落料工序)使用O3板包点率平均为2.49%,O5板包点率平均为10.30%。       

试验结果显示,对以上5种冲压件分别以O3板和O5板生产时,O3板经过清洗后生产的包点数低于未经清洗的O5板,其平均包点数基本保持在3%~6%,优于未清洗的O5板。

通过两批共计11种冲压件的O5与O3板材的试验,发现:⑴所有使用的O3板未造成拉延工艺质量问题,但O3板供货中出现过几件划伤压痕的板料,导致零件需打磨返修。⑵未经清洗的O3板产品包点缺陷率最高,其次是未经清洗的O5板,再次是经过清洗的O3板。⑶有落料工序的产品相对无落料工序的产品包点缺陷率偏高。⑷在装配板料清洗线基础上进行O5改O3板,产品质量风险较小。

项目效益分析

第一批以O3板进行试用的前围框左/右、前门内板左/右、后门内板左/右共计6种冲压件,目前已切换为O3板进行正式生产,每年可节约成本81.83万元,2007年O5板与O3板价差为不含税320元/t,见表1。

⑵第二批以O3板进行试用的中立柱外板左/右、前立柱外板左/右及中立柱内板共计5种冲压件,目前也切换为O3板进行正式生产,每年可节约成本33.66万元,2009~2010年O5板与O3板价差为/不含税220元/t,见表1。

表1 冲压O5改O3板项目效益计算

项目名称

单台成本降低/元

试用数/件

每年产量/件

每年节约金额/元

前门内板R/L

5.71

2430

36000

205560

中立柱内板

1.42

1054

28000

39760

前围框R/L

10.77

5786

36000

387720

前立柱外板R/L

8.02

10878

28000

224560

中立柱外板R/L

2.58

9581

28000

72240

后门内板R/L

6.25

3084

36000

225000

随着新车型的不断开发,O5板材的使用量将越来越多,为降低今后新车型的制造成本,提高产品质量,公司将继续引进板料清洗线。   

潜在风险

目前,钢铁公司O3板的供货状态无法保证非常稳定,有时板材表面会有少量的颗粒物及轻微划痕,影响冲压件的产品外观质量。这时生产出来的产品需要经过返修打磨,如出现明显的划伤(压痕)等缺陷,对已经生产的冲压件产品将无法返修,原材料则需整批退货或降级改作它用。此类问题反映在两批次试验中,有3件板料划伤严重,致使报废,有二十多件轻微划伤,已通过返修解决,总体来看风险较小。另外对于共用落料模的外板件,如门外板,虽然使用的是O5板,但在拉延时板材两面均要用作为外观面,其中一面达到O3板质量要求。即便如此,但由于客户对产品质量的要求日益提升,O5改O3板已不能在轿车及其他外观要求严格的车型上实施,但对于一般的货运车型可斟酌考虑。另外由于各钢铁公司的供货板材质量有所差异,切换之前必须做好大批量的试生产验证。

结束语

通过O5板改O3板的项目实施,可以看出该项目既能保证产品质量,又能给公司带来了成本上的降低,但是局限性比较强,不适合轿车等外观要求严格的车型及重要的外覆盖件。现在国内大部分汽车公司都具备板料清洗线设备,建议对部分车型的非重要外观件和内观件进行O5板改O3板项目推广,相信必定能给企业带来更大的效益。

——节选自《锻造与冲压》杂志2010年05期


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