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浅谈热冲压成形技术摘要】热冲压成形技术主要应用于车体制造领域，该技术的应用降低了生产成本，并提高了车体的安全性能，减轻车身的重量。
随着热成形工艺的进一步完善，此项技术将逐步投入生产实践，且在市场上得到了飞速的发展和应用。
本文将通过介绍热冲压技术的成形原理及其工艺特点，根据热冲压材料的性能及模具的选择与改进，简要地阐述热冲压技术的研究进展。
【关键词】热成形模具；热冲压成形技术；研究现状0引言由于冷冲压成形技术存在很多技术缺陷，如产品质量差、成型困难、成形后容易变形等种种问题，所以超高强度钢热冲压技术的研究提到日程。
虽然热冲压技术已在我国的车体制造领域崭露头角，但还有一些技术难题需要解决。
本文对热冲压成形技术特点及其相关的研究进展进行了阐述和分析。
1 、热冲压成形工艺特点随着我国钢的冲压技术的发展，新兴的冲压技术——热冲压工艺技术在冲压界受到的极大关注。
通过热冲压加工技术，能够获得先进的高强度冲压件，使钢的抗拉强度、延展性、和塑性等指标明显增加。
热冲压工艺技术解决了传统的冷冲压成形中所带来的形状冻结性等诸多不良问题。
1 . 3 热冲压成形的材料在冷冲压的传统工艺中，采用一些先进的高强度钢板如马氏体钢、TRIP 钢等经过加工成形后，材料的性能基本上保持稳定不变。
然而在热冲压工艺中，硼钢则广泛地被应用，在常温下的抗拉强度只有 500 ~ 700MPa ，通过热冲压成形件淬火后，成为马氏体组织，材料的性能显著提高，其抗拉强度能达至1500MPa ，屈服强度能够达到 1000MPa 以上，硬度则可达至 50HRC 。
1. 4 热冲压的成形模具在传统的冷冲压成形技术中，模具只是用于零件的成形，冲压前后的机械强度不会发生显著差别。
但在热冲压的工艺中，模具需要成形、淬火等技术工艺，工序复杂，零件的强度高，综合性能很好。
热冲压模具的材料在成形和冷却淬火的技术中需要实现快速且均匀冷却还要有快速传热、冷却的功能。
所以，模具不但要具有良好的热机械性能、耐锈蚀性、耐磨性和热疲劳性，并且合理设计凸、凹模的尺寸，以保证生产零件的质量合格可靠。
热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形
热冲压成型工艺流程主要包括以下步骤：
1. 预热处理：首先，将需要加工的钢板进行预热处理。
预热温度通常控制在800℃\~950℃之间，以保证钢板的均匀加热和塑性变形。
同时，为了防止钢板在加热过程中氧化，需要采用保护气体或真空加热方式。
2. 冲压成形：将预热的钢板放入冲压模具中，通过冲压机施加压力进行成型。
冲压过程中需控制好压力、速度和时间等参数，以保证钢板的塑性变形和模具的完好无损。
同时，为了确保成品的精度和质量，需要对冲压过程中的压力、速度和时间等参数进行实时监控和调整。
在热冲压成形过程中，钢板在加热和冷却的过程中会发生相变硬化，从而提高其强度和韧性。
这种技术也被称为“冲压硬化”技术。
经过热冲压成形后的钢板，其强度可以大幅提高，例如从初始的500\~600MPa提高到1500MPa，同时零件的硬度也可以达到50HRC。
但需要注意的是，热冲压成形后的钢板伸长率会有所下降。
此外，完成冲压加工后，还需要对板材进行回火处理，以消除加工过程中的残余应力，并提高板材的韧性和可塑性。
最后，还需要对成型件进行后处理，包括去毛刺、打磨、修整等操作，以及可能的涂装或喷涂处理，以确保成品的表面质量和尺寸精度符合要求。
总的来说，热冲压成型工艺流程是一个复杂而精细的过程，需要严格控制各个环节的参数和操作，以保证最终产品的质量和性能。
热冲压原理热冲压是一种利用热变形原理进行成形的工艺方法，它是将金属材料加热到一定温度后进行成形的过程。
在这个过程中，金属材料会发生热变形，从而达到所需的成形效果。
下面将详细介绍热冲压的原理。
一、热冲压的基本原理1.1 热变形原理热变形是指在高温下，材料因受到应力而发生塑性变形的现象。
在高温下，金属材料的晶粒会发生较大的位错活动和扩散现象，从而使其塑性增强。
这种增强效应可以使金属材料在受到应力时更容易发生塑性变形。
1.2 热冲压工艺流程热冲压工艺流程包括：原材料切割、预加工、加热、成形和后处理等环节。
其中，加热环节是整个过程中最为关键的环节之一。
通过加热可以使金属材料达到足够高的温度，从而使其发生塑性变形。
二、热冲压的主要特点2.1 成形精度高由于热冲压工艺采用的是加热后成形的方式，因此可以使金属材料发生较大的塑性变形，从而达到较高的成形精度。
2.2 成形效率高相比于传统的冷冲压工艺，热冲压工艺具有更高的成形效率。
这是因为在加热后，金属材料更容易发生塑性变形，从而可以在较短的时间内完成成形过程。
2.3 适用范围广热冲压工艺适用于各种不同类型的金属材料。
例如铝、镁、钛等轻合金材料以及不锈钢、铜、铁等常规金属材料都可以采用热冲压工艺进行成形。
三、热冲压的应用领域3.1 汽车制造业汽车制造业是热冲压应用最广泛的领域之一。
在汽车制造中，许多零部件都需要采用热冲压工艺进行成形。
例如车身件、底盘件、发动机件等。
3.2 电子制造业在电子制造业中，热冲压工艺也得到了广泛的应用。
例如手机、电视、电脑等电子产品中的金属外壳、散热片等部件都可以采用热冲压工艺进行成形。
3.3 航空航天制造业在航空航天制造业中，热冲压工艺也是一种重要的成形方法。
例如飞机发动机叶片、涡轮盘等部件都需要采用热冲压工艺进行成形。
四、总结综上所述，热冲压是一种利用热变形原理进行成形的工艺方法。
它具有成形精度高、成形效率高和适用范围广等优点，在汽车制造、电子制造和航空航天制造等领域都得到了广泛应用。
热冲压成形的高强度钢—硼钢技术应用发展国内首家热冲压零部件有限公司于05年在宝钢成立。
并且用于热冲压成形的高强度钢—硼钢，也是由上海宝钢独家供货。
宝钢生产的硼钢牌号为：1.85mm以上热轧，BR1500HS；1.85mm以下冷轧，B1500HS。
与欧洲热冲压高强度钢22MnB5对应。
屈服强度1000MPa、抗拉强度1400MPa、延伸率5%。
相对于热冲压零部件有限公司的批量生产，宝钢股份研究院技术中心拥有独立的试制生产线。
从2005年开始，已完成车身165个件的试制，其中12个样件一次试制成功。
表3为宝钢热冲压机组相关参数。
近几年来，热成形制造的零件的应用越来越广泛。
中国上海大众在PASSATB6等多款车型中，热成形的部分占据了整个车身质量的15%，一般用在A/B/C柱及加强板还有中央通道、保险杠支架等地方。
将典型的热成形用钢22MnB5在冲压前加热到950℃附近，然后在一个水冷模具中加压成形，再通过模具淬火最终零件的强度可以将大众汽车提到的1500MPa。
但是在强度提高的同时，硼钢的冲击韧性受到越来越多的关注。
由于微观组织全是由非常硬的马氏体构成，韧性就降低了，这一点非常关键。
因为在碰撞试验中，这些零件通常都是放在用来承受很高的冲击载荷的地方。
但是，现在还没有可靠的材料可以用来进行韧性与脆性之间的转换。
在蒂森公司最近对淬火－回火的厚坯的研究中提到，铌微合金化的应用可以提高热成形钢的韧性。
在这种情况下，用来防止硼和溶解的铌相结合，钛应该由铌和铝的化合物取代。
这样做的结果是造成裂纹起始点的TiN粒子可以避免或被细小的碳、氮铌化物沉淀取代，从而降低热轧时晶粒尺寸，同样也可以在冲压前加热到950℃的过程中限制晶粒的长大。
通常，晶粒细化对韧性是有利的。
由高强度板热成形制造的车身零部件如图6所示。
与传统成形零件相比，热成形零件具有以下优点：1)高强度：屈服强度可达到1200MPa，抗拉强度可达到1600MPa-2000MPa。
汽车板热冲压成形生产线的相关设计热冲压成形技术是实现汽车轻量化的关键技术之一，其相关设计是汽车板加工的重要环节。
本文主要介绍其技术原理、主要工艺流程、设备和工艺的选择以及工厂设计的要求。
标签：汽车板；热冲压成形；工厂设计随着人们对环保意识的加强，节能减排成为了工业企业转型升级的重要任务，而汽车轻量化则在汽车行业中担负起了节能减排的重任，也是当前汽车发展的主要潮流。
针对汽车轻量化，目前采用的先进生产技术主要有硼合金钢板的研发和生产、开卷落料、激光拼焊、热冲压成形、激光切割等。
其中，作为关键技术之一的热冲压成形生产线的设计是汽车板加工的重要环节。
1 热冲压成形简述1.1 热冲压成形技术原理热冲压成形的主要技术原理是将高强度钢板加热到奥氏体温度范围，在完成组织转变后将其快速移动到压机模具中进行热冲压，并通过模具中的冷却回路对其进行一定速度的淬火冷却以实现超高强度（抗拉强度可達1500MPa甚至更高）的冲压零件。
1.2 主要工艺流程主要工艺步骤如下：（1）上料。
用机械手将原料料片从原料料垛运送到加热炉中。
（2）加热。
在加热炉中将料片加热到AC3以上温度，对钢材进行充分的奥氏体化。
该温度根据材料的成分、相变过程、板料厚度和最终零件的形状来确定，加热温度一般控制在900～930℃之间。
（3）料片定位。
在将料片放入模具之前，需要合理的定位，以保证机械手上料后准确送到模具给定位置。
（4）装载。
用特殊的夹具将料片装载到模具预定位置。
（5）成形。
压机合模，将料片冲压成形。
（6）淬火。
模具合模之后，立即开始淬火过程，以大于30～40℃/s的冷却速度将零件均匀冷却到150～200℃。
准确的冷却速度由钢在机械变形下淬火时的临界冷却速度决定。
（7）卸料。
用机械手将成形后已冷却到给定温度的零件从模具中取出，并送到堆垛筐进行堆垛。
2 热冲压成形工艺选择2.1 主要技术选择热冲压成形的核心技术包括原材料、涂层技术、热冲压模具、工艺总控制及优化设计等。
热冲压成形工艺解析热冲压成形工艺解析随着汽车轻量化的发展，钢板热冲压技术应运而生，其将高强度钢板在温度场内由奥氏体转变为马氏体，提高了板料的强度，降低了板料的重量。
本文对热冲压成形板料和设备应用进行了总结，并预测了热冲压技术的未来发展趋势...安全、节能和环保是消费者最关心的汽车性能指标。
目前，降低汽车燃料消耗、减少CO2和废气排放是社会的主要需求。
车身轻量化对于减轻整车自身重量、降低油耗和促进节能环保至关重要。
为了适应轻量化的发展趋势，热成形工艺和应用技术应运而生。
热成形压力机简称热冲压，是相对于常见的冷冲压成形而言。
为了帮助减轻汽车自身重量并提高汽车的安全性，钢铁业开发出许多种类的高强度钢板。
为了克服高强度钢板冷成形的困难，热冲压需要通过将钢板加热，使其板料上产生一个不断变化的温度场。
在温度场的影响下，板料的基体组织和力学性能发生变化，导致板料的应力场也发生变化，同板料的应力场变化又反作用于温度场。
热成形工艺过程为：首先将常温下强度为500～600MPa的硼合金钢板加热到约940℃，全奥氏体后，将材料从加热炉转移到热成形的压力机中，该过程在空气中进行，必须尽快完成，如果成形前材料温度降到750℃以下，就可能形成铁素体从而恶化零件的机械性能。
送入内部具有冷却系统的模具内，压力机进行冲压、成形。
板料在模具内快速冷却(水冷)，将奥氏体转变为马氏体(200℃以下)，冷却速度一般为-40～100℃/s以保证零件的淬透性，使冲压件得到硬化，大幅度提高强度(1500MPa)。
所以热成形工艺就是板料内部温度场与应力场共存且相互耦合的变化过程。
热冲压成形的生产流程为拆垛装置、加热炉、上料装置、成形冷却、激光切割和喷丸涂油，如图1所示。
图1 热冲压成形的工艺流程热成形板料选择目前，热成形用钢均选用硼钢，因微量的硼可有效提高钢的淬透性，使零件在模具中以适当的冷却速度获得所需要的马氏体组织，从而保证零件的高强度。
热成形冲压板材主要分为镀层与无镀层板材。
高强钢热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形淬火高强钢热冲压成型工艺流程主要包括以下三个阶段：
1.预热处理：首先，将高强钢板材加热至900摄氏度以上，然后在加热炉中保温
5-8分钟，使板料均匀奥氏体化。
这个阶段的目的是获得均匀奥氏体化的高强钢板料，以便进行后续的冲压成形。
2.冲压成形：将预热处理后的板料从加热炉中运送到模具内，进行高速成形的液
压机快速成形。
在成形过程中，板料的温度需要保持在马氏体转变温度以上的奥氏体区，以保证板料有良好的成形性和最终的机械性能。
3.淬火：在冲压成形结束后，进行保压和淬火处理。
这个阶段的目的是使成形件
得到强化，通过淬火使奥氏体转变为马氏体，提高零件的强度和硬度。
此外，根据具体的材料和工艺要求，可能还需要进行去氧化皮、激光切边冲孔、涂油防锈处理等后续操作。
高强钢热冲压成型工艺是一种先进的制造技术，广泛应用于汽车、航空航天等领域，可以提高零件的强度和安全性，同时实现零件的轻量化。
热冲压的现状和趋势热冲压是一种将金属板材加热至高温后进行冲压成型的金属加工方法。
它相对于常规冷冲压具有更高的成形性能和更复杂的几何形状，并且能够在更短的时间内完成成形过程。
以下是热冲压的现状和趋势：现状：1. 应用领域广泛：热冲压技术已广泛应用于汽车、航空航天、电子器件等行业。
特别是在汽车行业中，热冲压可以用于制造复杂形状的车身零部件和结构件，提高车辆的安全性能和整体轻量化水平。
2. 技术水平不断提高：随着材料科学、工艺技术和设备制造的进步，热冲压技术的成型能力和质量控制能力得到提高。
同时，在材料选择、模具设计和加热控制方面的研究也取得了一系列突破，使得热冲压能够更好地适应不同金属材料的加工需求。
3. 经济效益显著：热冲压可以减少成形过程中的弹性回弹和加工硬化现象，提高材料的利用率，降低成本。
同时，高温状态下的金属变形性能较好，可以在单一工位上完成多工序的加工，提高生产效率，减少人工操作。
趋势：1. 材料多样化：随着工程材料的不断发展，新型高强度、高韧性和轻量化材料的应用越来越广泛。
热冲压技术将会进一步研究和应用于这些材料的加工中，满足不同工业领域对材料性能的要求。
2. 模具制造精度提高：热冲压模具的制造精度对于成形质量的控制至关重要。
模具制造工艺和加工设备将进一步改进，以提高模具的加工精度和表面质量，提高成形产品的几何形状和尺寸一致性。
3. 数字化和自动化生产：热冲压过程中的温度、压力、成形力等参数对于产品质量具有重要影响。
通过引入数字化和自动化控制技术，可以实时监测和控制这些加工参数，提高生产过程的稳定性和一致性。
总的来说，热冲压技术在金属板材成形领域具有广阔的发展前景，将会继续在工业生产中得到广泛应用，并不断推动行业的发展和进步。
