汽车工业中热冲压成形工艺的应用

毕殿东 刘爽

摘 要：作为我国国民经济重要支柱产业的汽车工业，在其发展过程中，节能、安全、环保、低碳逐渐成为了主要趋势。热冲压成形技术在车身轻量化、安全性提升方面的作用十分显著，因此我们应当对该技术展开更为深入的研究，再次获得材料、热冲压设备方面的突破，进一步减少热成形零件成本，实现更高的安全性和舒适性。

关键词：汽车工业;热冲压成形;应用

我国国民经济组成中，汽车产业占据的地位十分重要。有关汽车产业发展趋势而言，目前基本是以汽车轻量化为主，有关汽车安全性和舒适性方面也提出了更高的要求，传统冷冲压工艺也就无法将汽车工业高强度钢板制造要求满足。新兴的热冲压成形工艺也是冲压成形技术之一，其应用范围基本为高强度钢板成形，所得到的零件可实现高达1500MPa以上的强度。加之热冲压成形实施环境为高温，所以在成形力的需求方面偏小，且回弹也小，能够实现较高的精度和较好的性能。同时，热冲压成形的运用也有助于汽车轻量化的实现、安全性与舒适性的提升，因此在目前汽车工业中得到了极为广泛的运用与推广。

1 热冲压成形技术概述

热冲压成形技术，是利用金属热塑性成形的原理，能够在成形的同时实现对板料的淬火热处理，提高材料的成形性能，大大扩展了高强度超高强度钢在汽车零件的应用范围。

随着国家汽车正碰、侧碰、排放等强制法规的相继推出，汽车车身钢铁用材正日益面临严峻的挑战，采用先进高强钢，如DP钢、TRIP钢、高扩孔钢等也无可争议地成为汽车用材的主流趋势。通过车身零件减薄和高强的合理匹配，不仅可以有效减轻车身重量，降低油耗，而且可以确保、提高车型的安全性和舒适性。但对冲压成形工艺而言，减薄和高强是恶化成形性的双重因素，不仅使得车身零件在成形过程中容易开裂，而且容易产生过量回弹，影响车身后续的装配。

1.1 参数设置

热冲压成形中，热冲压过程阶段主要包含压边、成形两部分。这两阶段成形参数具体为：首先，压边阶段。模具75℃，初始材料温度810℃，模具运动速度200mm/s;成形阶段：压边阶段完成后的温度即为板料温度，模具运动速度保持不变，两者彼此间存在0.4的摩擦系数。

1.2 优缺点

热冲压成形技术相对于传统冲压成形技术而言，优劣并存。就该技术优点而言，首先变形抗力若，塑性、改变容易;其次，冲压中的压力显著减少，能使磨具和机床的使用要求降低;最后，减少了中间操作环节，产品生成周期相应的也缩短。然而，该技术也有一系列缺点存在，主要表现在：其一，能对该技术构成影响的因素较多，且具体实践中环境偏差;其二，该技术有着较高的成本，且产品成形后有着较高的冲孔、切边要求;其三，该技术在仿真方面不具备较高的准确性;其四，废品率偏高。

2 汽车工业中热冲压成形工艺的应用

2.1 汽车工业中热冲压成形工艺的应用

日益发展的汽车工业背景下，加之不断增大的保有量，使得汽车工业对安全、环保予以了更高的关注。汽车油耗与车重之间有明显的线性关系存在，结合相关研究成果得知，汽车每降低10%的自重，那么就会降低约7%的油耗和尾气排放，因此降低汽车的自重是实现环保的主要途径之一[2]。同时要想为汽车的使用提供安全保障，有关汽车材料的使用方面，应当采取厚度较大或碰撞吸能较高的材料，如此就会增加汽车的质量，尽管能提供一定的安全保障，然而却无法实现环保。

2.2 车身上热冲压成形件的应用

热冲压成形技术是强化零件冲压的关键途径，在汽车工业中的应用前景十分广阔，在A柱、B柱、门梁、边梁、侧栏、保险杠及顶盖纵梁等结构件中皆涉及到了应用。超高强热冲压成形件的应用，不但能为汽车提供更高的安全性保障，同时也有助于汽车自身质量的减轻。

早在几年前，就有多数车型上应用了热成形件，如速腾（高尔夫2代）和迈腾帕萨特B6便是首批将热成形超高强钢件运用于车身上的车型，基于PQ46平台的迈腾轿车车身中，使用了12%的超高强钢热成形钢板（高强钢占79%），前后保险杠支架、门槛、B柱、中央通道、顶盖纵梁及底部衡量等重要结构均采取热成形件，这类部件在危机碰撞是主要受力的部分，能够最大限度降低车内人员受伤的可能性。在车身强度相同的情况下，使用了热成形钢板的车身重量大约降低了20kg。

前挡板加强横梁中热成形件的运用，能够有效控制前碰时防火墙的侵入量。奇瑞有着同等于奥迪的热成形应用理念，然而前者在精细性能设计能力依旧落后于后者。热成型部件应用实现“理想载荷传递路径”的构建，整体车身呈现出的样式为“笼”式，前舱有四条纵向能量流吸收、传递通路的设计，也包含两条将前后保险杆连通的纵向大梁设计[3]。此外，超高强度热成形钢板也被运用在A柱、B柱和前门防撞板等部位，可实现高达1500MPa的实际抗拉强度。

3 结语

现下，人们逐渐具备了更强的环保意识，加之国家陆续出台的有关汽车各方面的法律法规，在汽车生产中节能、环保及安全也就成为了必须考虑在内的因素，而在处理这方面问题的手段中，汽車轻量化和高强度十分有效。热冲压成形工艺在汽车质量减轻、防撞和抗冲击性能的提升方面具有显著作用，因此本文围绕热冲压成形工艺展开了研究，以供参考。

参考文献：

[1]黄荣双.热冲成型技术在汽车工业中的应用[J].南方农机，2017，48（10）：89.

[2]阮广明.汽车车身的冲压成形技术的思考[J].建材与装饰，2018（44）：194.

[3]赵秀侠.浅谈车身零件热冲压技术的应用[J].模具制造，2017，17（04）：44-45+101.