車身輕量化，是每個車企都須攻克的難題，新能源汽車由於電池包帶來的重量增加，更要重視車身輕量化。在這方面，重慶有家企業找到了“新門道”
“以前，這種輕量化材料只有一家國外巨頭能生産，價格高，還必須使用他們的焊接工藝專利。行業大會上，他們在&上意氣風發地作介紹，我們在台下就暗暗下決心：一定要實現國産化，不再受制於人。”
近日，在兩江協同創新區，北京理工大學重慶創新中心裝備輕量化技術研究所副所長、重慶數元道科技有限公司（以下簡稱數元道）董事兼副總經理李金龍自豪地告訴記者，為汽車“瘦身”，數元道已成功找到了“新門道”。
“新門道”其實是數元道研發的一款汽車用無涂層、抗氧化熱成形鋼，名叫“LumiSword”，寓意“亮劍”，在輕量化的同時增強了安全性，能與國外涂層産品“叫板”。
目前，這款産品已從實驗室走向生産線，通過與河鋼邯鋼公司、攀鋼西昌鋼釩合作，實現了1000噸左右的試生産，已有多家車企排隊等待合作。
“依託北京理工大學的研發資源和兩江新區的産業基礎，我們有信心能在輕量化這個領域實現更大發展，助力重慶打造世界級智能網聯新能源汽車産業集群。”李金龍説。
汽車“瘦身”，一道“既要又要還要”的難題
産業發展新趨勢，正推動産業鏈變革。近年來，智能網聯新能源汽車的飛速發展，催生了汽車材料輕量化的需求。
在兩江新區，長安汽車、賽力斯汽車等整車企業都在加大輕量化方面的研發。其中，通過材料、工藝、結構等方面改進，問界M9的輕量化指數已經達到2.02，遠超行業平均水平。
“業內在輕量化方面已做了十幾年探索，大家發現一味減重會帶來安全性問題，鋁合金、碳纖維等材料成本又太高。”李金龍説，對輕量化的追求，既要安全性越來越強，又要越來越輕，還要成本可控。
經過驗證，業界公認能兼顧輕量化、安全性和經濟性的材料，當屬超高強鋼。超高強鋼的成分如何配比、採用什麼工藝，才能實現上述目標？這是材料學專家一直試圖攻克的難題。
第一道難關是成形。鋼的強度越高成形越難，業內一般採取熱衝壓成形方式，將材料加熱後衝壓成形同步進行模具淬火，能夠解決汽車零件超高強度與複雜成形的矛盾。
新的問題隨之出現——鋼加熱後容易和空氣中的氧氣反應，表面産生疏鬆氧化鐵皮，需要進行拋丸處理，但這會影響零件精度。率先實現技術突破的是全球鋼鐵巨頭安賽樂米塔爾，他們在鋼材表面加上一層鋁硅涂層，解決了鋼的高溫氧化問題。
“産品好，但價格也高，每公斤12元，而普通裸板僅每公斤5元。”進口産品用不起，國內鋼廠也開發了同等性能的鋁硅涂層板，價格大約在每公斤7元，但受限於國外專利，使用國內鋁硅涂層板的車型不能出口海外市場。
“打怪通關”，超高強鋼領域的“悟空”橫空出世
“便宜的不好用，好用的不便宜。”這是不少車企的痛點。
瞄準這一痛點，2020年，數元道創始人趙岩博士加盟北理工重慶創新中心，組建二十餘人團隊，開始LumiSword熱成形鋼的研發。
“4年來，就像《黑神話》裏的悟空一樣，一路‘打怪通關’搞研發。”李金龍回憶，一群博士、碩士每年有一半時間在實驗室，另一半時間蹲守在鋼鐵廠生産線旁。
第一步是材料成分體系確定。“超高強鋼成分包括鐵、碳、硅、錳、鋁、鉻、鈮等十余種合金，這是從上百種材料中經過數百次試驗挑選出來的。”李金龍介紹。
第二步是確定材料成分配比。煉鋼就像“抓中藥”，差之毫釐，謬以千里。大部分材料成分要精確到千分之一，極個別要精確到萬分之一。
就拿錳來説，錳是脫氧劑，還是保證強度的重要元素。“按照不同配比，我們一次會同步做十余組試驗，從中選出最符合性能的一組數據。”李金龍説，確定材料成分配比，就花費了半年左右。成分配比定了，接下來就要確定工藝參數。
鋼鐵製造工藝流程相當複雜，包括煉鋼、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋、連退等，整個流程下來幾百個參數，需要反復研究分析。
一次次“通關”下來，數元道研發的無涂層、免拋丸熱成形高強鋼LumiSword，實現了既不需要涂層，又可以免拋丸，同時抗氧化效果最佳，打破了國外專利限制，有助於超高強鋼進一步推廣應用，提升國産新能源汽車品質。
以汽車AB柱為例，冷成形零件的抗拉強度約為900—1000兆帕，熱成形零件則能達到1500—1600兆帕，比前者提高50%—80%。在輕量化方面，熱成形超強鋼零件可減重30%—50%左右，以其在車身中30%的佔比來算，整車可減重9%—15%。
離量産僅剩“最後一公里”，已有多家車企排隊等候
“據我了解，國內曾有三四個團隊和我們走在同一條路上，最後只有我們堅持下來了，走得最久，走在了最前面。”李金龍感嘆道，不過，從試生産到批量生産，還有“最後一公里”需要打通。
目前，他們正在集中火力，攻克熱成形後産品涂裝附着力不夠強的難題。“半年來，我們和車廠、零部件廠、涂裝廠等做了上百次試驗，幾乎每天都在‘頭腦風暴’，最近得到了比較好的試驗結果，有望很快解決。”李金龍説，爭取2024年底能實現批量生産。
“我們將産品取名為LumiSword，就是表明面對國外強手，我們也敢於亮劍。”李金龍説，“LumiSword”系列産品若能順利面市，不僅能將成本較進口産品降低50%左右，還能解決專利問題和出口問題，因此得到頭部車企的極大關注。
“目前已有多家頭部車企都放出話來，希望産品一下線，就啟動他們的産品認證流程。”李金龍説。
不只是汽車材料輕量化，數元道還聚焦被西方高度壟斷的汽車産業CAE（計算機輔助工程）問題，打造中國人的材料建模軟體MatFavor，通過材料建模數智化，為主機廠降低人力成本、提升開發效率，快速響應整車開發需求。
通過“材料+軟體”兩條腿走路，數元道的目標是聚焦汽車輕量化領域，加快形成零件製造、裝備製造、智能産線的産業閉環。