超强钢板热成形技术及装备行业发展现状与方向

山东大王金泰集团热成形项目部经理　任晓琪

超强钢板热成形技术及装备行业发展现状与方向

山东大王金泰集团热成形项目部经理任晓琪

随着我国装备制造业的不断发展，热冲压装备逐渐开始国产化，如机械科学研究总院、湖北永喆的热冲压试验线，大王金泰的4大系列的热冲压成套装备。从装备的高性价比、服务质量等方面，国产热冲压装备已经达到全面替代进口设备的水平。

世界上第一辆应用硼钢板热冲压零件的轿车至今已有30多年历史，从瑞典人将锰硼钢板用在轿车上开始，超强钢就注定了和汽车的结缘。21世纪初，超强钢热冲压成形技术进入中国，伴随着中国汽车工业的蓬勃发展，超高强度钢板和热冲压成形相关技术装备在中国的研究应用呈现出欣欣向荣的趋势。

热冲压技术的应用

汽车轻量化已经成为现代汽车设计制造的主流，车身轻量化对减轻汽车整车自重，提高整车燃油经济性和节能环保至关重要。汽车重量每降低100kg，每百公里至少可节约1.6L燃油。既实现轻量化又能保证安全性，且同时实现成本和效益最优化，是汽车制造业极为关注的目标，采用高强度钢板热冲压生产技术是目前最好的途径。

热冲压是在冲压成形的同时实现相变，从而获得更高强度、抗变形性与更高硬度。采用这种超高强度的结构件，可显著提高汽车的碰撞安全性，同时通过减小壁厚或截面，减少相应汽车零部件的数量和尺寸，从而实现轻量化。热冲压技术不仅有高强度比的优点，且在高温下材料成形性好，能消除回弹影响，零件精度高，成形质量好。

正因为热冲压的技术优势，使得超高强度钢板及热冲压技术受到全球汽车厂商与钢铁生产企业的青睐和极大关注。近年来，国外汽车制造商已将高强度钢板热冲压技术应用于前保险杠、后保险杠、A/B/C柱、车顶构架、车底框架，以及车门内板、车门防撞梁在内的结构件上。使用量逐年递增，如在VOLVO车型中的热冲压件预计将达到白车身的45%以上。

超高强度钢板是指抗拉强度>1200MPa的锰硼钢板，主要分为涂层板和非涂层板（裸板）两种。受Al-Si涂层板专利保护的影响，目前在国内生产使用的Al-Si涂层板主要是安塞洛米塔尔、浦项和新日铁三家公司的产品。而非涂层板，国内钢厂如宝钢、武钢、鞍钢、莱钢、首钢、唐钢及马钢等，均已研发或量产。为避免专利保护到期的竞争影响，安

塞洛米塔尔在湖南娄底合资建设钢铁企业，生产汽车用钢板。

国内热冲压技术工艺理论研究主要集中在高校和科研院所，如哈尔滨工业大学、华中科技大学、东北大学重点轧钢实验室、同济大学、吉林大学、山东建筑大学等，数年来发表了大量的理论著作和学术报告。

从2007年以来，国内热冲压零件生产从无到有，众多汽车冲压件供应商试水热冲压汽车零部件产品。

三类热冲压件相关生产商

一是国外老牌冲压件供应商把持着中国的热冲压零件供应，他们紧随着我国汽车产业的迅猛发展，抓紧时机在各汽车产地布局，垄断着热冲压零件的市场，并影响着汽车零部件的定价权，如海斯坦普、本特勒、卡斯玛等。这些企业一般使用着欧洲的热冲压装备、钢板、模具，宣称着热冲压成形技术的“高冷”。

二是国内零部件企业，近年来自主自强，逐渐掌握热冲压技术，不断扩大在汽车热冲压行业的份额，如凌云股份、上海屹丰、赛科利、东风天汽模、富丰等。

三是相当一部分摩拳擦掌跃跃欲试，却仍在徘徊观望的众多中小企业。

究其原因，由于热冲压工艺的特殊性，造成了多年来的投资门槛高、技术门槛高的宣传导向。的确，相对冷冲压而言，热冲压成形技术特征决定了它不同于常规冲压的装备及关键技术，它是将落料、加热、防氧化、冲压、淬火冷却、激光切边和喷丸处理等合为一体的综合制造集成加工系统，是体现机械加工、电控和材料化工紧密交叉的国际前沿高新技术。而国内研究主要集中在工艺理论方面，热冲压成形生产线关键装备的开发力量相对薄弱。

热冲压生产线市场现状

目前，国内的热冲压生产线有三种形式：第一种，全面引进欧洲成套装备，如德国舒勒、瑞典AP&T、西班牙法格等，造价昂贵，使用成本高；第二种，采用DIY方式，分别购买国外的压力机、加热炉，采用如ABB机器人等自动化输送装置进行集成，投资相对少，但同时生产效率也低，如东风天汽模的生产线；第三种，自主开发完全国产化的热冲压专用装备，如山东大王金泰集团、机械科学研究总院，此类装备性价比高，使用维护费用低，由于刚进入热冲压行业，受到国外企业的排挤和用户的担心。

长期以来，热冲压零件定位在“高大上”的汽车品牌上。国外汽车主机厂、钢厂、设备厂、零件供应商、模具厂、学者等异口同声，不断宣扬其技术复杂，产品质量控制风险大，必须使用国外材料、设备、工艺、模具等；同时实行技术封锁，垄断中国市场，造成了相当部分汽车人士采取对热成形技术应用敬而远之的态度，而国外进口的高昂的装备费用，和难以保障的售后服务，又助长了冲压行业的观望心理。

热冲压技术的展望

随着我国装备制造业的不断发展，热冲压装备逐渐开始国产化，如机械科学研究总院、湖北永喆的热冲压试验线，大王金泰的4大系列热冲压成套装备。从装备的高性价比、服务质量等方面，国产热冲压装备已经达到全面替代进口装备的水平。

未来数年，国内热冲压工艺技术和装备将会普及，市场进一步细分。目前，除中高端乘用车在使用热冲压零件外，部分普及车型也将采用或尝试采用热冲压零件，如北汽幻速、福田轻卡，还有低速电动汽车如俊通、时风等。我们可以预见，汽车零部件供应商主要采用辊底式加热炉的大批量生产线；高校和科研机构将使用箱式炉的试验线；模具制造商采用试模线；热冲压工艺将拓展至汽车行业以外的领域，如家电、船舶、军工、有色金属等不同领域。