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一种对汽车业发展具有重要意义的新工艺——热冲压成形

    热冲压成形技术是一项专门用于高强度钢板冲压件成形的新技术,其主要原理是将钢板加热到奥氏体再结晶温度以上,并且保温一段时间,使板料完全奥氏体化,然后将处于高温下的板料迅速转移到热冲压模具中快速成形,在热冲压模具中与成形同时进行淬火,使钢板的显微结构由奥氏体组织转变为均匀的马氏体组织,从而使成形件具有更高的机械强度和良好的尺寸精度。

    众所周知,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,其冲压成形性能下降,各种成形缺陷凸显,不仅需要非常大的成形力,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,成形难度越大,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形。

    采用热冲压成形技术制得的冲压件强度可以高达1500MPa,而且高温下成形几乎没有回弹,具有成形精度高、成形性好等突出优点,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。

    与传统的冷冲压成形技术相比,热冲压成形技术具有以下诸多优点:

1.成形后零件强度等性能指标大幅度提高,能够承受更大的撞击力,能够吸收更多的能量,有效地提高汽车的驾乘安全性能。例如,在载荷为40KN的情况下,冷成形梁的侵入量为105mm左右,而热成形梁的侵入量仅为约17mm,一旦发生事故,能够给驾乘人员带来更多的保护。

2.巨大的减重潜力。零件在热冲压成形后强度可以提高2.5倍,在相同的强度要求下,可以通过减小零件厚度,减少零件数量来减轻车身的重量,从而达到节能减排的目的。

3.材料在高温下塑性好,变形抗力小,延伸率高,可成形冷冲压所无法成形的复杂零件,还可以对冷冲压需要多道工序多套模具成形的零件实现一次成形。

4.板料在高温下成形没有回弹。回弹一直是冲压成形中的主要缺陷,尤其是对于高强度钢板的成形,回弹问题十分严重。而在热冲压成形工艺中,几乎完全消除了回弹对零件形状的影响,实现了零件的高精度成形,这是常规冷冲压成形所无法做到的。

5.高温下材料变形抗力小,因此所需压力机吨位比冷成形小,可以大幅削减设备投资,减少能耗。

热冲压的上述特点,使之在汽车领域显示出广阔的应用前景。目前,钢板热成形技术在国外已成为汽车制造业的热门技术,发展非常迅速,而在国内尚处于起步阶段,需要我们急起直追。

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| 发布时间:2015.06.02    点击次数: