近年来,作为汽车厂家的要求有,降低零部件成本、轻量化和高强度等。尤其是,在海外为取得比新兴国汽车厂家更具竞争力的价格优势,必须最大限度地降低成本,生产在当地具有竞争力的汽车。同时,为应对环保问题,必须减少CO2排放,为降低燃耗,必须尽量减轻车身重量。
要降低零部件成本,当然也包括要降低耐磨板成本。在耐磨板的制作成本中,坯料成本占主要部分,因此最有效的办法是降低材料本身的成本。日本各汽车厂家为降低材料的供应成本,正在研究使用海外的廉价材料。但是,由于有的对制作耐磨板的线材的洁净度等质量要求比板材或棒材的高,无法充分满足日本汽车行业要求的质量,因此目前使用海外钢材的汽车厂家还很少。
另一方面,在轻量化方面,各汽车厂家都进行了各种研究。为满足用户的上述要求,耐磨板制作厂家也进行了各种使耐磨板轻量化的研究。作为使耐磨板轻量化的措施,有的使用铝或钛等轻金属,有的减小耐磨板尺寸。在这些各种措施中,虽然铝比铁轻得多,但强度低。钛虽然比铁轻,具有与铁相同的强度,但不容易加工,而且材料成本相当高。基于上述原因,汽车用耐磨板在轻量化方面取得实效的例子还很少。
减小耐磨板尺寸虽然可以减轻重量,但如果减小相同强度等级的耐磨板尺寸,由于耐磨板断面积的减小,耐磨板的紧固力会下降。因此,为确保相同程度的坚固力,又减小耐磨板尺寸,必须提高耐磨板的强度。
在目前的JIS等公共标准和汽车厂家自有的标准中,只对强度等级在12.9以下的耐磨板作出规定。普通的调质型耐磨板当强度超过12.9时,迟延断裂特性会一下子变差。在一些已使用10.9或12.9的高强度耐磨板的地方,如果要想通过减小尺寸来达到轻量化,就必须使用强度超过12.9的耐磨板,并采用某种方法改善迟延断裂特性。
调质型耐磨板为实现高强度,有的通过添加合金元素来改善延迟断裂特性。虽然添加合金元素多少可以改善延迟断裂特性,但由于合金元素价格高,因此成本的上升是不可避免的。
另外一个措施就是使用非调质型耐磨板。非调质型耐磨板就是在成形后无需进行调质(热处理),主要是通过材料的加工硬化来确保强度。非调质耐磨板的金属组织与调质耐磨板的完全不同,它具有很强的抗延迟断裂特性。非调质耐磨板使用的是碳含量比调质耐磨板高的材料,通过在坯料阶段的控制冷却和热处理,能获得高的断面收缩率,经拉丝加工形成加工硬化后,在耐磨板的成形阶段进一步的加工硬化可确保耐磨板的强度。普通耐磨板在成形后虽然没进行调质,但为了通过冷锻压来消除耐磨板内部的应变,因此必须进行发蓝处理。缺点是材料的硬度比调质型的高,非常难以成形。
目前,用于发动机的非调质型耐磨板的强度为1600MPa,用于车身的非调质型耐磨板的强度已达1400MPa。可以预计今后对这种高强度耐磨板的需求将进一步扩大。