蓋世汽車特邀行業(yè)資深專家開堂授課并解答微友提問，同時(shí)來自東風(fēng)裕隆、北汽、上汽、奇瑞汽車、長(zhǎng)安標(biāo)致雪鐵龍、大運(yùn)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(yè)以及賓科、卓越、鴻基等緊固件相關(guān)企業(yè)共計(jì)266位人士在群內(nèi)展開熱烈討論。以下是課堂焦點(diǎn)內(nèi)容速記匯總，與業(yè)內(nèi)共饗：
緊固件的開發(fā)設(shè)計(jì)分為八個(gè)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(yè)市場(chǎng)上的應(yīng)用，第三個(gè)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(chǎn)品的開發(fā)驗(yàn)證主要從這5個(gè)方面來闡述，首先了解產(chǎn)品開發(fā)評(píng)審Q、C、D是否滿足?市場(chǎng)前景如何?第二個(gè)方面是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)、產(chǎn)品的輸入和輸出、產(chǎn)品的圖紙。第三個(gè)是過程設(shè)計(jì)與開發(fā)，比如平常用的FMEA分析、控制計(jì)劃、過程流程圖、工藝圖紙、工藝作業(yè)指導(dǎo)書等等相關(guān)的作業(yè)文件。第四個(gè)是產(chǎn)品過程設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證，所出來的一些樣件、全尺寸性能檢測(cè)、工程能力研究、產(chǎn)能評(píng)價(jià)等。第五個(gè)是反饋、評(píng)定與糾正措施。
接下來是我們緊固件行業(yè)中一些工藝流程，一個(gè)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(gè)完整的制造流程圖，我們也根據(jù)相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， JIS、GB、DIN、ISO標(biāo)準(zhǔn)及按照顧客指定標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)為汽車產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)方案。
第三個(gè)方面是模具設(shè)計(jì)參數(shù) ，我們首先了解緊固件的壓縮比率，強(qiáng)束材質(zhì)，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(chǎn)。所以這里以下做了一些區(qū)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(jì)算方式，在ppt中也有詳述。當(dāng)然對(duì)每一種材質(zhì)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(jīng)驗(yàn)所得來的一些壓縮比率值.
可能很少有緊固件企業(yè)會(huì)存在的一些模具軟件的設(shè)計(jì)，以下是現(xiàn)在德國(guó)CPM公司引進(jìn)的一套模具軟件設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，通過模具軟件設(shè)計(jì)，不需要進(jìn)行調(diào)試，
而且在電腦上可以操作這個(gè)可行度與否。
接下來有一套產(chǎn)品的模擬實(shí)驗(yàn)：
從產(chǎn)品模擬指標(biāo)查看 ，剛才我們前面提到了6個(gè)方面，現(xiàn)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(shí)候，使產(chǎn)品會(huì)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(yīng)力的變化?？串a(chǎn)品不同的地方的受力的情況。第三張是等效塑性應(yīng)變 。當(dāng)產(chǎn)品變形，每一個(gè)部位塑性變化是不一樣的，查看它塑性變化受力的情況。
關(guān)于緊固件材料材料，目前市場(chǎng)上標(biāo)準(zhǔn)件主要是碳鋼、不銹鋼、銅三種。碳鋼，我們?cè)谑褂眠^程中標(biāo)準(zhǔn)件有低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼以及合金鋼?，F(xiàn)在目前市場(chǎng)上使用的最多的是低碳鋼，中碳鋼，合金剛，高碳鋼目前市場(chǎng)上沒有出現(xiàn)的太多。在汽車緊固件行業(yè)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(zhì)主要分奧氏體和馬氏體兩種，目前市場(chǎng)上進(jìn)口材料主要是日本產(chǎn)品，按級(jí)別主要分SUS302、SUS304、SUS316。銅，市場(chǎng)上主要用H62、H65、H68銅做標(biāo)準(zhǔn)件。這里也有一份我們?cè)谶x材料對(duì)應(yīng)級(jí)別的一個(gè)區(qū)分，從4.8級(jí)到12.9級(jí)等等相關(guān)的對(duì)應(yīng)的相關(guān)的可選用的材質(zhì)，包括我們有一些螺母，焊接螺母材料的選用。
后續(xù)熱處理要求特別多的是對(duì)一些材料各個(gè)元素，對(duì)鋼的性質(zhì)的影響在熱處理上有一些特殊的要求，主要是這八個(gè)碳、錳、鎳、鉻、鉬、硼、礬、硅這幾種材料，對(duì)這幾種材料處理時(shí)它們會(huì)有一些特性。
緊固件材料在不同國(guó)家有不同的牌號(hào)，常用材料國(guó)內(nèi)外牌號(hào)對(duì)比是從4.8級(jí)到12.9級(jí)，在日本、中國(guó)跟美國(guó)相對(duì)應(yīng)的一些材料的牌號(hào)的區(qū)分，比如12.9級(jí)在日本通常是SCM435~440，在中國(guó)可能就是35~40Cr，在美國(guó)是4135~4140，不同國(guó)家有不同的材料牌號(hào)。
對(duì)于一個(gè)緊固件它的重量是如何得來的?我們?cè)谇捌陂_發(fā)過程中是不知道材料的實(shí)際重量，是需要經(jīng)過計(jì)算的，所以接下來這一張是計(jì)算材料用量的計(jì)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(xiàn)，鐵的密度是0.00785，不銹鋼跟黃銅是0.008
關(guān)于緊固件的熱處理。第一，對(duì)于4.8級(jí)到12.9級(jí)硬度相關(guān)一個(gè)要求，同時(shí)也結(jié)合國(guó)標(biāo)3098.1的一個(gè)技術(shù)參數(shù);第二個(gè)是一些小的緊固件，一些自攻、自鉆的產(chǎn)品的芯部和表面硬度的對(duì)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?yàn)楝F(xiàn)在受環(huán)保要求，我們基本上采用的是市場(chǎng)上常見的三價(jià)五鉻的處理方式，鍍鋅產(chǎn)品以藍(lán)白，彩鋅，黑鋅等為主。近兩年出現(xiàn)的是鋅鎳合金是汽車行業(yè)比較常用的，包括久美特，常用的原因是他們的鹽霧實(shí)驗(yàn)要求是非常高的。當(dāng)然常用表面處理類型及鹽霧標(biāo)準(zhǔn)，也可依據(jù)客戶要求通過增加封閉劑的方式來調(diào)節(jié)高鹽霧要求。
剛才提到了緊固件的一個(gè)芯部硬度，芯部硬度過高的話很容易產(chǎn)生芯脆，汽車緊固件必然要有一個(gè)除氫處理的方式和時(shí)間上的處理模式。除氫處理是針對(duì)鍍鋅、鍍鎘、鍍鎳，電鍍后盡快在4h內(nèi)進(jìn)行驅(qū)氫處理。驅(qū)氫在恒箱中進(jìn)行，溫度為190~230°C。驅(qū)氫時(shí)間必須從達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)開始計(jì)算，如果放進(jìn)去就計(jì)算是不準(zhǔn)確的。
緊固件的開發(fā)設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)是質(zhì)量管控 ，從進(jìn)料到成品出貨有幾大關(guān)口，這幾大關(guān)口有不同的檢驗(yàn)方式。首先進(jìn)料有相關(guān)是外觀、尺寸、元素、性能、有害物質(zhì)檢測(cè)等等;過程方面更多的是外觀、尺寸、敲擊實(shí)驗(yàn)、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(cè)試、鍍層、鹽霧等，包括出貨有一個(gè)有害物質(zhì)檢測(cè)。接下來給大家展示的是常用的緊固件品質(zhì)管控儀器，在尺寸、外觀檢測(cè)上，常見的是二次元、輪廓測(cè)量?jī)x、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、影像分選機(jī)(這個(gè)是個(gè)全選機(jī));力學(xué)和化學(xué)檢測(cè)上主要有硬度機(jī)(洛式和維氏)、拉力機(jī)、金相顯微鏡 、材料方面有一個(gè)光譜分析儀、鹽霧試驗(yàn)機(jī)。
接下來跟大家探討是緊固件的應(yīng)用范圍，汽車緊固件的應(yīng)用范圍非常廣泛，而且現(xiàn)在汽車是隨處可見的交通工具，所以可以應(yīng)用在在天窗、車燈、 轉(zhuǎn)向泵、 座椅、 空調(diào)、 玻璃升降器、 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、 汽車變速器 及汽車其他緊固件產(chǎn)品。如圖所示有一些具有代表意義產(chǎn)品能夠逐一體現(xiàn)它應(yīng)用的部位。緊固件不僅僅應(yīng)用在汽車上，緊固件產(chǎn)品其他常見應(yīng)用。連接用緊固件常見的有汽車底盤、車身 ; 傳動(dòng)用緊固件有車燈調(diào)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(fèi)、材料費(fèi) 、加工費(fèi) (加工費(fèi)包含每個(gè)工序所使用的費(fèi)用)、管理費(fèi)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(gòu)模式(小批量多頻次采購(gòu) )、制造過程 、成品庫(kù)存控制 ;隱性成本包括客戶服務(wù)、質(zhì)量管控、人文關(guān)懷 (產(chǎn)品是人做出來的，所以說這是一個(gè)很大的隱性成本)。
成本既然已經(jīng)出現(xiàn)，如何優(yōu)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(zhǔn)時(shí)化、自動(dòng)化的思想(客戶要一個(gè)，給一個(gè);給一個(gè)，做一個(gè);做一個(gè)， 對(duì)一個(gè))，這樣的話產(chǎn)品質(zhì)量和成品庫(kù)存得以管控，其實(shí)這樣沒有下面的支撐也是做不到的，所以我們加了3個(gè)流動(dòng)。工廠內(nèi)的流動(dòng)，這個(gè)跟客戶跟供應(yīng)商是有直接相關(guān)關(guān)系的。工廠與客戶之間的管理是信息流，工廠內(nèi)管理是信息怎樣傳達(dá)下去，如何發(fā)給供應(yīng)商。所以經(jīng)過這些可以引出來以客戶需求為導(dǎo)向的連續(xù)流，建立全面快速流動(dòng)的價(jià)值管理體系。目的是準(zhǔn)確快速響應(yīng)客戶，確保客戶之品質(zhì)交期;滿足客戶，感動(dòng)客戶。當(dāng)然最終目的是提升系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)賺錢的能力，產(chǎn)能的釋放，質(zhì)量的提升，信息的轉(zhuǎn)化等等，這些都是在緊固件生產(chǎn)制造過程中優(yōu)化成本的一些模式。
以下是提問環(huán)節(jié)：
1.汽車緊固件一般使用什么牌號(hào)的鋼種?
碳鋼：低碳鋼 08A，10A 12A 16A 18A 22A等等
中碳鋼 35,45號(hào)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(zhì)相對(duì)比較少
2.緊固件不同的表面處理是如何選擇的?以及對(duì)性能和成本的影響。
根據(jù)產(chǎn)品的顏色搭配和使用的環(huán)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(dá)克羅，久美特，電泳等;
不同的涂覆對(duì)性能要求不一樣，比如久美特，特點(diǎn)是鹽霧實(shí)驗(yàn)要求很高;鋅鎳合金，對(duì)鹽霧要求高，同時(shí)也影響成本，高電鍍層，成本同時(shí)也會(huì)增加。
3. 目前研發(fā)和設(shè)計(jì)上主要的困擾是什么?
一個(gè)是主要是目前針對(duì)外觀要求，久美特和達(dá)克羅的使用經(jīng)驗(yàn)比較欠缺，有很多要求難以達(dá)到。
二是耐腐蝕的驗(yàn)證的周期很長(zhǎng)，比如鋅鎳合金的驗(yàn)證是1000h，需要40多天;當(dāng)然理論上有些鍍層和鹽霧的聯(lián)系，理論是有的，實(shí)驗(yàn)上還是需要進(jìn)行去驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，關(guān)鍵部位的零件也會(huì)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(guī)級(jí)螺釘主要是指什么達(dá)標(biāo)了才是車規(guī)級(jí)螺釘?
主要指一次性，0缺陷，尺寸和性能方面符合汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的螺釘，可以稱為汽車緊固件規(guī)范的螺釘。
6. 扭矩控制法和扭矩轉(zhuǎn)角法分別適合什么類型的鎖附結(jié)構(gòu)?
通機(jī)聯(lián)桿、氣缸蓋螺栓適合扭矩/轉(zhuǎn)角法，這類螺栓要求預(yù)緊力充足均勻。扭矩法適合高強(qiáng)度螺栓，只是確定的單一扭矩控制，不適合關(guān)鍵部位緊固件。
7. 如果對(duì)緊固件摩擦系數(shù)做要求，成本一般會(huì)增加多少?
這個(gè)要根據(jù)不同的要求去測(cè)算，沒有直接答案。
有摩擦系數(shù)要求的緊固件在表面處理之后會(huì)凃潤(rùn)滑油，并進(jìn)行摩擦系數(shù)檢測(cè)，具體的費(fèi)用因產(chǎn)品要求而定，一般也會(huì)采取磷化表面處理，增加摩擦系數(shù)，產(chǎn)品的價(jià)格也是因產(chǎn)品而異。
8. 目前中國(guó)出口緊固件到歐洲有哪些限制?不同類別緊固件關(guān)稅大概分別是多少?
據(jù)2014年統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)放寬了很多限制，具體的內(nèi)容也需要同行共同探討。
9. 什么是汽車級(jí)的緊固件?8.8級(jí)螺釘螺栓是什么材質(zhì)的?
通常而言專用于汽車上的緊固件一般叫汽車級(jí)緊固件，8.8級(jí)螺釘螺栓一般使用中碳鋼和低碳鋼合金鋼精調(diào)解熱處理之后能達(dá)到要求，中碳鋼用的是35-45號(hào)鋼，合金鋼通常用的是10B21。
10. 緊固件的成本構(gòu)成是那些?不同的緊固件的成本差異，緊固件的生產(chǎn)工藝不同。
包括模具，材料，過程中的加工費(fèi)用和隱形費(fèi)用，其中隱形費(fèi)用主要是管理費(fèi)用，包括品質(zhì)，管控，還包括日常的倉(cāng)庫(kù)管理等一些人工管控費(fèi)用。同時(shí)成本差異主要來自生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)工藝的編排等因素，汽車緊固件相對(duì)于其他的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)焊接有無影響?
有影響，也是微小的變化，和鍍層的材料的導(dǎo)電性相關(guān)。導(dǎo)電性越好，對(duì)焊接的影響越小，對(duì)于有焊接的要求的產(chǎn)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(yàn)相對(duì)規(guī)范的范圍之內(nèi)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(nèi)容之一，線材占總成本的25-35%。
對(duì)于汽車緊固件的成本主要是材料這塊，對(duì)材料的要求比較高，材料的各項(xiàng)性能和指標(biāo)都要達(dá)到相對(duì)平衡點(diǎn)上，才能達(dá)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(zhì)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(duì)于好的緊固件要求比較高。
后處理要求包括熱處理滲碳，調(diào)制等
電鍍包括：涂覆，磨光，氧化發(fā)黑等
電鍍后續(xù)有放松處理的要求，根據(jù)產(chǎn)品使用的情況和部位做一些相關(guān)的處理
14. 施必牢螺母的行業(yè)現(xiàn)狀以及后續(xù)應(yīng)用前景是什么
是市場(chǎng)大的趨勢(shì)，前景比較好，怎么推廣和應(yīng)用是接下來的課題
15.緊固件在高速?zèng)_壓領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì);
目前緊固件領(lǐng)域在高速?zèng)_壓成型方面有哪些技術(shù)難度有待解決;
緊固件領(lǐng)域在高速?zèng)_壓方面有哪些成功的企業(yè);
緊固件領(lǐng)域國(guó)內(nèi)的模具沖壓技術(shù)在沖速方面是多少(一般企業(yè))
緊固件行業(yè)沖頻次沖速在100W左右模具，成功的企業(yè)案例，我們自己也引進(jìn)了德國(guó)的CTM模具軟件設(shè)計(jì)，能夠在辦公室就能把問題解決，不至于把生產(chǎn)調(diào)試的過程中發(fā)生很多問題來不及解決，這個(gè)軟件對(duì)于我們公司，對(duì)于行業(yè)我覺得有助于發(fā)展。
16.緊固件領(lǐng)域目前行業(yè)利潤(rùn)怎么樣，跟其他汽車成型沖壓件相比處于什么價(jià)位;緊固件領(lǐng)域沖壓后進(jìn)入企業(yè)需要怎樣實(shí)現(xiàn)厚積薄發(fā)?
實(shí)際利潤(rùn)按照不同的企業(yè)和定位去評(píng)價(jià)企業(yè)的利潤(rùn)。我們自己公司用了2大支柱，CTM模具軟件和精益生產(chǎn)，緊固件需要精益的模式去做，更重要的是開源節(jié)流。
