汽车热冲压成型工艺的优点和发展展望

欧冶材料技术中心2021-11-23 06:58:53

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热冲压成型(Hot stamping / Hot press forming)也称冲压硬化(Press hardening)是近年来出现的一项专门用于汽车高强度钢板冲压成型件的新技术,也是实现汽车轻量化生产的关键技术工艺之一。



降低油耗、减少排放和提高汽车的安全性能已经成为目前汽车制造业关注和亟待解决的焦点问题,减轻车身重量是实现汽车节能减排的有效手段。采用超高强度钢板来代替原来大量使用的低碳钢等低强度钢材,是实现汽车轻量化最有效的途径。




然而,高强度也给汽车制造带来新的困难。高强度钢板随着屈服强度和抗拉强度的提高,其冲压成型性能下降,各种成型缺陷凸显,不仅需要非常大的成型力,而且回弹特别严重,很难保证制件的尺寸精度。钢板的强度越高,成型难度越大,当强度超过1000MPa以上时,对于一些几何形状比较复杂的零件,使用常规的冷冲压工艺几乎无法成型。




采用热冲压成型技术制得的冲压件强度可高达1500MPa,且在高温下成型几乎没有回弹,具有成型精度高、成型性好等突出优点,因此引起业界的普遍关注并迅速成为汽车制造领域内的热门技术,广泛用于车门防撞梁、前后保险杠等安全件以及A柱、B柱、C柱、中通道等车体结构件的生产。




常见汽车热冲压零件



★视频1:热冲压成型生产线3D动画过程(直接方式)

(汽车A/B柱加强板)



  热冲压生产线构成



★热冲压成型一般由以下几个工序组成

1.落料:是热冲压成型中的第一道工序,把板材冲压出所需外轮廓坯料。



2.奥氏体化:包括加热和保温两个阶段。这一工序的目的在于将钢板加热到一个合适的温度,使钢板完全奥氏体化,并且具有良好的塑性。




3.转移:指的是将加热后的钢板从加热炉中取出放进热成型模具中去。在这一道工序中,必须保证钢板被尽可能快地转移到模具中,一方面是为了防止高温下的钢板氧化,另一方面是为了确保钢板在成型时仍然处在较高的温度下,以具有良好的塑性。




4.冲压和淬火:在将钢板放进模具之后,要立即对钢板进行冲压成型,以免温度下降过多影响钢板的成型性能。成型以后模具要合模保压一段时间,一方面是为了控制零件的形状,另一方面是利用模具中设置的冷却装置对钢板进行淬火,使零件形成均匀的马氏体组织,获得良好的尺寸精度和机械性能。




5.后续处理:在成型件从模具中取出以后,还需要对其进行一些后续的处理,如利用酸洗或喷丸的方式去除零件表面的氧化皮,以及对零件进行切边和钻孔。热冲压件由于强度太高,不能用传统的手段对其进行切边及钻孔加工,而必须用激光技术来完成。


视频2:汽车热冲压成型生产线加工现场(1)



视频3:汽车热冲压成型生产线加工现场(2)



来源:冲压行业联盟

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