一、簡介
解決全球環境問題，尤其需要提高汽車尾氣凈化率，美國建立了法規LEV監管體系。近年來，減少CO2排放已成為重要的研究課題。措施是減少燃料消耗和提高催化劑凈化性能。作為降低油耗的一種手段，減輕重量并改善排氣系統材料的高溫特性，減少用于廢氣冷卻的燃料用量。由于耐蝕性的提高，壁厚減少，重量減輕。作為提高催化劑凈化性能的一種手段，除了改善催化劑本身外，為了抑制排氣溫度的下降，提高催化劑的啟動能力，催化劑裝置應安裝在靠近發動機的位置，即會使安裝發動機的地方變小，除了排氣歧管外，緊接其上的前排氣管由于空間限制必須加工最小R彎。此外，為了降低成本和省去法蘭，膨脹率一般要提高，因此需要進一步提高不銹鋼管的加工特性。
由于采用CBR成型機提高加工性能，汽車排氣系統不銹鋼管采用高r值材料制成，本文介紹其加工特點。
2 汽車排氣管的種類及特點
不銹鋼汽車排氣管根據使用場所的環境溫度有如圖1所示的型號，其代表部件見下頁表1。其典型機械性能（JIS11 管狀拉伸試驗結果））如下頁表2 所示。
為了使發動機下方的排氣歧管和前排氣管達到高溫廢氣的溫度，要求管子具有高溫抗氧化性、高溫疲勞性和熱疲勞強度。為此，要求靠近消聲器的中央排氣管具有抵抗排氣冷凝物腐蝕的能力。關于不銹鋼管的尺寸，從防滲漏的角度考慮，最好使用直徑盡可能大的，但由于空間限制，不同型號的設計尺寸有所不同。此外，從減輕重量的角度來看，壁厚越薄越好，但從疲勞壽命、隔音和腐蝕成本的角度來看。必須根據零件的特性和適合的車輛類型進行設計。為了減輕重量，薄壁設計仍然是首選。
與過去相比，川崎制鋼的鋼管制造范圍擴大到更大的直徑范圍。
3CBR成型機特點
為了提高不銹鋼管的加工性能，川崎制鋼采用了川崎制鋼開發的低應變成型方法，一種CBR軋制管。成型工藝見如圖2，軋制線概況見如圖3.傳統的鋼坯方法是通過一對上下輥交錯成型，而CBR層壓機由在狹小空間內準備的保持架輥組成，非常緊湊。因此，在上、下輥擠壓的情況下，可以毫不費力地形成坯法。成型過程中箍圈的外觀如圖1所示，成型區帶鋼的外觀如圖2所示。
CBR軋機軋制的不銹鋼成品管材與傳統方坯法軋制管材的伸長率結果對比見如圖4，可見CBR軋機軋制管材的伸長率可以提高約10%。
4高r值材料層壓不銹鋼成品管的特點
針對適用于800以上排氣溫度高的排氣歧管的Type429Nb材料（我司標準R429EX），介紹了其r值對不銹鋼成品軋管加工性能的影響。表4顯示了不銹鋼管的力學性能和特性退火鋼管的力學性能。在軋制狀態下比較常規材料和高r值材料的特性時，除了材料的r值外，延伸率沒有差異。由于退火，退火鋼甚至會降低YS。
為了比較不銹鋼精軋管的可加工性，進行了擴管（6節擴管）和彎曲工藝（50R，90）的對比。在擴管過程中，高r值材料與退火材料具有相同的極限膨脹率。傳統材料使用1.37D的膨脹率時，會斷裂；而高r值材料可以擴展到1.45D。在彎曲過程中，高r值材料的壁厚減少率比傳統材料高5%左右。這表明對于需要按常規壁厚減少率指定值進行退火的零件，可以省略退火。
下面，高r 值SUS436 和R436LT 的膨脹特性如圖7 所示。擴容后的樣張如圖5所示。由于R436LT和R429EX的r值相同，極限擴容率由傳統的1.2D提高到1.45D。
此外，利用我公司開發的模擬方法計算了近年來在液壓成形中引起關注的高r值并分析其影響。此時的負載通過條件如下頁表5 和下頁圖10 所示。一般在進行T形整形時，r值為1.0和1.4時，表示凸肚高度與墻體坡度的關系。當T型模具頂部無反壓板且凸肚高度為20mm時，r取值為1.0。當時的壁厚為0.65mm。
5. 結論
川崎制鋼的汽車排氣系統用不銹鋼精軋管由CBR軋機軋制，采用高r值鋼板制造，因此與傳統材料相比，不銹鋼管的可加工性實際上得到了提高。例如，在折彎工藝中，經過折彎工藝開發的不銹鋼成品軋管的厚度減薄率為29%，而傳統材料的厚度減薄率為34%，可見規定厚度減薄率的通用規范可以取消。這樣，我們應該考慮采取措施，以進一步提高未來的生存能力。
