超高强度钢板冲压件热成形工艺
热冲压成型概述
热冲压成型的冷却系统
热冲压模具冷却系统直接影响着板料奥氏体到马氏体微观组织转变的好坏以及相变产生是否均匀。因此热冲压 模具冷却系统必须满足冷却能力强，冷却均匀性好的要求。为了使奥氏体尽可能多的转变为板条状马氏体，冷却系 统首先要使成形件的冷却速度足够大，超过转变的最小冷却速率27° C /s，以保证转变的发生;其次，为了实现连续 生产，冷却系统要能够在冲压间歇时间内使模具迅速冷却，确保每次冲压前模具初始温度相同。 冷却系统不仅要实现对成形件的淬火，还要使淬火均匀，即对模具和成形件的冷却要均匀。如果冷却不均匀， 导致成形件各部分淬火程度不同，淬火后组织分布不均匀，成形件力学性能不均匀，还容易产生热应力影响成形件 的尺寸精度和模具寿命。因此，冷却系统要尽量减小模具各个位置的温度差，使各个位置的冷却速率尽量相同。 目前热冲压的冷却方式主要是在热冲压模具内部开设冷却管道通入冷却介质。整个冷却过程包括板料与模具表 面的热交换，模具内部的热传导，模具与冷却介质间的热对流，模具对外界热辐射和板料边缘的热辐射等过程。虽 然整个冷却过程复杂，但是冷却效果好，冷却速率易于控制，因此成为了实际生产中广泛采用的冷却方式。实际生 产中通入的冷却介质多为水。水的成本低廉可以重复使用，易于得到，而且水的流动性好，比热容高，冷却效果好， 不造成污染，是一种应用最为广泛的冷却介质。
热冲压工艺流程示意图
卷材
下料
热冲压工艺示意图 传送 加热
冲压并 迅速冷却
高强钢热冲压成型的模具设计
板 式 热 成 型 模 具 整 体 结 构
1.上垫板2.上垫脚3.上模座4.导向结构5.下模座6.下垫脚7.下垫板8.凸凹模 9.吊钩10.冷却系统
高强钢热冲压成型的模具设计
模具的工作部件是与零件直接接触的部件，其作用不仅仅冲压零件成型，还起到对零件冷却淬火的作用。因此 工作部件是热成形模具的核心部件，对设计和材料都提出了比较高的要求。设计准则可概括如下: (1)模具的设计必须符合冲压时的精度要求冲压的过程涉及到零件和模具的应力应变复杂剧烈的相互作用，因此设计 时要保证在这种作用下零件表面的精度要求; (2)模具的冷却系统必须符合零件在型腔内淬火的要求。冷却系统不仅仅应该具备快速转移零件热量的能力，使零件 快速淬火生成马氏体组织。而且还应该具备均匀的冷却效果，这样在冲压过程中零件和模具不至于受到剧烈的热应 力，可以提高模具的寿命 模具的工作部件直接与零件接触。由于在高温下零件的流动性能优异以及回弹微小，因此在设计型面时 考虑的主要因素是减小零件的流动阻力，并使零件与模具表面紧密接触，以期达到优异的冷却性能。 热成形模具工作部件的必须具有合理的圆角半径值。圆角半径过小时，零件的直壁和过渡区变形过大，大大 降低了危险断面的强度。总之，圆角半径小时会导致零件的拉深系数偏大，零件的流动阻力增大，零件与模 具表面的摩擦力也相应增大，造成零件表面质量降低以及模具使用寿命缩短。理论上圆角半径越大，越有利 于降低零件的流动阻力，但是过大的圆角半径会导致过渡部分强度降低。 在模具工作部件的设计中，凸凹模间隙值的大小对于零件的成形和冷却都有显著的影响。设计热成形模 具凸凹模间隙的时候要考虑一下因素: (1>模具表面与零件间的摩擦情况。凸凹模间隙越大，零件与模具之间的摩擦力就越小，零件的流动阻力就越 小，这样就越有利于冲压出表面精度高的零件。对于模具的寿命也越有利。 (2)模具表面与零件间的接触情况。模具表面与零件之间的接触情况对热量的传递有重要的作用。间隙越大， 零件表面与模具的接触就越不紧密，传热效果也就越差
热冲压成形技术
热冲压成型工艺
有镀层钢板
坯料被加热后，直接送至闭式模具内进行冲压成形和淬火，然后进行冷却、切边冲孔（或激 光切割）、表面清理等后续工艺
热冲压成型设备和模具
主要包括开卷机、冲裁压力机（激光下料机）、板料送进装置、加热炉、上料装置、压力机、 模具、下料装置、激光切边器和喷沙装置等。其中关键设备主要包括液压机、加热炉及热冲压 模具等。
硬度： HV10/HV30须在400～520之间。
金相组织： 板条状马氏体，总脱碳层深度不得超过0.1mm。
尺寸精度： 满足汽车厂规定的切边精度和装配精度要求。
碰撞试验： 不允许产生碰撞开裂。
车路试： 满足规定的疲劳强度。
可提供热成形钢的公司
宝钢可供规格
热冲压成形的优势有哪些
实现车身轻量化的有效途径
有效提高零件的表面硬度及其耐 磨性 增加高强板使用率，提高车型的 碰撞性能
车身加强板数量减少，车身开发 设计难度降低。
改善高强板的零件成形性，降低 压机吨位要求
降低车身开发成本
热冲压成形零件分布
热成型工艺
热冲压的关键工艺过程是加热、冲压、保压和冷却。加热过程直接影响到高强度钢板的冲压性 能，冲压过程中伴随的淬火则对零件强度的硬化起到决定性的作用。
加热炉பைடு நூலகம்
多层箱式炉 这类炉子灵活、节能、使用方便、占地面积小，但对炉门的开 闭机构和工件传输的自动化水平要求较高，适合于多品种、小 批量生产。对某些零件，在工艺和设备调试稳定的条件下，也 可以大批量生产。
辊道式炉子 这类炉子投资大，占地面积大，如生产铝硅镀层板，高温状态下 辊子粘附镀层的可能性较大，影响辊子的寿命，工件的粘附会导 致工件在炉子中跑偏。炉子适合于裸板大批量生产，是否适合于 镀锌板也有待试验。工件在这类炉子上传输比较简单，自动化部 分投资小，工件出炉到压机的传输时间短，冲压成形温度容易控 制。
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。
高强度钢板的两种热成形技术
高强度钢板的两种热成形技术强度钢板热成形技术有间接成形和直接成形两种工艺。
间接成形工艺可成形具有复杂形状的零部件，预成型后可进行加工;直接成形工艺节省时间、能源。
强度钢板热成形技术是同时实现汽车车体轻量化和提高碰撞安全性的最新技术。
目前，欧、美、日等各大汽车生产厂商已成功地将高强度钢热成形技术应用汽车构件的生产中，经济效益显著，有效地提高了市场竞争力。
目前国内仅有几家公司从国外引入生产线，耗资十分巨大，国内汽车厂家成本负担很大。
国内众多汽车公司正在迫切寻求用该项技术来铸造汽车冲压件。
但是，该项技术和装备被几家国外公司所垄断，设备价格十分昂贵。
因此，热成形零件的价格也远高于普通冷成形件，导致国内目前仅有少数厂家在高档轿车上采购这种高强度冲压件，远远满足不了国内汽车行业的市场需要。
针对上述情况，大连理工大学与长春伟孚特汽车零部件有限公司联合开发出国内第一条具有完全自主知识产权的高强度钢板热成形批量连续生产线。
高强度钢板热成形技术是集落料、加热、防氧化、冲压、淬火冷却、切形和喷丸处理等为一体的综合制造系统，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。
热成形连续加热炉要保证板料加热到设定的温度充分奥氏体化，同时避免没有防氧化涂层板料的高温氧化脱碳，这决定了热成形连续加热炉与其他加热炉相比应具有独特的核心技术。
成形有间接成形和直接成形两种工艺。
热成形间接成形工艺是指板料先经过冷冲压进行预成形，然后加热到奥氏体化温度，保温一段时间后放到具有冷却系统的模具里进行最终成形及淬火。
热成形间接成形工艺的优点如下：(1)可以成形具有复杂形状的车内零部件，几乎可以获得目前所有的冲压承载件。
(2)板料预成形后，后续热成形工艺不需要过多考虑板料高温成形性能，可以确保板料完全淬火得到所需要的马氏体组织。
(3)板料预成形后可以进行修边、翻边、冲孔等工艺加工，避免板料淬火硬化后加工困难问题。
热成形直接成形工艺是指板料加热到奥氏体化温度保温一段时间后直接放到具有冷却系统的模具里进行成形及淬火。
热冲压成形工艺解析
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。
热冲压成型工艺
热冲压成型工艺嘿，前几天我去一个汽车工厂参观，一进去就看到好多机器在忙碌地工作着。
我就好奇呀，这些汽车零件是怎么生产出来的呢？后来我发现有一个车间在进行热冲压成型工艺。
这就让我想到了热冲压成型工艺。
咱就说说这热冲压成型是咋回事吧。
你想啊，这热冲压成型就像给金属材料做了一个大变身。
首先呢，把一块普通的金属板加热到很高的温度，就像把一块冰放到热水里，让它变得软软的。
然后呢，把这块变软的金属板快速放到一个模具里，就像把一块面团放到一个饼干模具里。
接着呢，用很大的压力把金属板压成模具的形状，就像用手使劲按一块橡皮泥。
最后呢，把成型的零件拿出来冷却，就像把一块热蛋糕拿出来晾凉。
这样，一个坚固又漂亮的汽车零件就做好啦。
那为啥要用热冲压成型工艺呢？这是有原因的。
首先啊，热冲压成型可以让金属材料变得更加强壮。
就像一个人经过锻炼，变得更有力量。
加热后的金属材料在模具里被压成型，它的内部结构会发生变化，变得更加紧密，强度也会大大提高。
这样生产出来的汽车零件就更加安全可靠。
其次呢，热冲压成型可以做出很复杂的形状。
就像一个魔法师可以变出各种神奇的东西。
有些汽车零件的形状很复杂，用普通的加工方法很难做到。
但是热冲压成型可以轻松地把金属板压成各种形状，满足汽车设计的需要。
最后啊，热冲压成型可以提高生产效率。
就像一个快速的流水线，可以快速地生产出很多零件。
热冲压成型工艺速度快，而且可以一次成型，不需要很多后续的加工，所以可以大大提高生产效率。
比如说，我看到那些经过热冲压成型的汽车零件，就想象着它们在汽车上发挥着重要的作用。
咱要是想让汽车更加安全、漂亮、高效，就得了解这些热冲压成型工艺。
不能只看到汽车的外表，要知道它里面的零件是怎么生产出来的。
总之啊，热冲压成型工艺就像一个神奇的魔法，能把普通的金属板变成坚固又漂亮的汽车零件。
嘿，现在想想，那个汽车工厂还真让人印象深刻呢。
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。
不锈钢板冲压后热处理的工艺流程
不锈钢板冲压后热处理的工艺流程第一阶段：退火退火是指通过加热不锈钢板材到一定温度，然后在空气中或者其他介质中冷却的过程。
退火能够消除冷变形应力，恢复材料的塑性和形变能力，并且改善材料的内部晶粒结构。
退火的具体工艺步骤如下：1.检查钢板在退火之前，需要对钢板进行检查，包括检查表面质量、尺寸和硬度等指标，确保钢板符合要求。
2.加热将钢板放入加热炉中，升温到退火温度。
具体的加热温度和保温时间根据材料的组织结构和要求来确定。
3.保温保持钢板在退火温度下一定的时间，以保证材料内部的晶粒得到充分的再生长和松弛。
4.冷却冷却方式分为自然冷却和强制冷却两种。
自然冷却是将加热后的钢板平放在空气中放凉，强制冷却则是利用水或其他冷却介质进行冷却。
第二阶段：固溶处理固溶处理是指将不锈钢材料加热到固溶温度，使合金元素彻底溶解在基体中。
固溶处理能够提高钢材的耐腐蚀性能和机械性能。
固溶处理的具体工艺步骤如下：1.加热将钢板放入加热炉中，升温到固溶温度。
具体的加热温度和保温时间根据材料的组织结构和要求来确定。
2.保温保持钢板在固溶温度下一定的时间，以保证合金元素充分溶解在基体中。
3.冷却冷却方式与退火阶段相似，可以选择自然冷却或者强制冷却。
第三阶段：析出硬化在固溶处理后，不锈钢板的合金元素会重新分布并形成细小的析出物，从而增加钢材的硬度和强度。
析出硬化的具体工艺步骤如下：1.加热将固溶处理后的钢板再次加热到一定的温度，以促使析出物的形成。
具体的加热温度和保温时间根据材料的组织结构和要求来确定。
2.保温保持钢板在析出硬化温度下一定的时间，以保证析出物的形成和分布。
3.冷却最后，将钢板冷却到室温。
以上就是不锈钢板冲压后的热处理工艺流程的详细介绍。
不同的不锈钢材料和具体要求会有一定的差异，因此具体的工艺参数需要根据实际情况进行调整和确定。
热冲压成形技术的介绍及模具设计要求
Internal Combustion Engine&Parts0引言2017年我国汽车的保有量约为2.17亿辆。
随着汽车保有量的逐年增加，带来的能源消耗问题与环境污染问题日趋严重。
目前，主要通过提高发动机燃油效率、采用新能源发动机、汽车轻量化，来改善汽车油耗和污染问题。
有相关研究表明，汽车的耗油量与汽车自身的质量成正比，若汽车自身的质量降低10%，则汽车的耗油量与污染物的排放将降低约6-8%[1]。
汽车轻量化主要通过使用高强度钢、超高强度钢代替传统钢种，在相同密度的前提下减少汽车重量。
此外，还可以进行汽车结构优化来减轻汽车重量[2]。
1热冲压成形技术1.1热冲压成形技术的简介轧制状态下的超高强度钢的屈服强度与传统合金钢类似约为280-400MPa，抗拉强度大于450MPa，而在经过淬火、渗氮等热处理后，其强度可达到1000-1500MPa，约为普通钢材的3-4倍[3]。
由于在室温下强度钢和超高强度钢的屈强比较大，塑性变形范围较小，在较大的成形力的作用下容易开裂。
因其在成型加工之后具有非常高的强度，容易发生回弹现象，使制件的尺寸稳定性下降[4]。
人们为解决在汽车制造中出现的此类问题，提出了热冲压成形技术。
热冲压成型技术是在汽车轻量化的设计要求下，出现的一种材料成形的先进技术，主要用于强度钢、超高强度钢的成形加工。
具体指先将强度钢板或超高强度钢板加热到900-950℃下并保温2-3min使之完全奥氏体化，再利用装有特殊夹持机构的机械手臂将加热后的钢板快速精准地放入模具中进行冲压加工，保压一段时间后在模内进行淬火处理，得到马氏体组织[5]。
1.2热冲压成形技术的工艺流程强度钢板或超高强度钢板的热冲压成形工艺流程为：下料→加热（900-950℃）并保温（2-3min）→快速转移坯料→快速合模→冲压→保压→模内冷却（水冷至200℃）→保压→冷却至室温→开模取件→后期处理（激光切割等）。
由上述工艺流程可知，其中最为主要的工序就是模内冷却，这对模具的耐热性、导热性、耐磨性等性能有着极大的要求。
[精彩]高强钢板热冲压成型概述
![[精彩]高强钢板热冲压成型概述](https://img.taocdn.com/s3/m/1a93b3acf111f18583d05ac0.png)
[精彩]高强钢板热冲压成型概述高强钢板热冲压成型概述高强度钢板是指牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。
主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。
牌号Q460钢，强度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。
用于各种大型工程结构及要求强度高，载荷大的轻型结构。
热冲压成形技术，是将硼钢钢板(初始强度为500,600MPa)加热至奥氏体化状态，快速转移到模具中高速冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27?/s的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。
目前热成形用钢有4种:Mn-B系列,Mn-Mo-B系列, Mn-Cr-B系列,Mn-W-Ti-B系列(B钢的应用主要是为了提高钢板的淬透性)。
其中，汽车覆盖件热成形钢板一般分为带涂层钢板以及不带涂层钢板两种。
不带涂层钢板加热时需要保护气体保护，成形后一般需要喷丸处理，以消除表面的氧化皮。
热冲压成形技术分直接热成形以及间接热成形两种。
目前对汽车的碰撞安全性要求越来越高，同时，对汽车的二氧化碳排放量限制越来越严格。
因此，人们不得不努力一种质量较轻，同时强度又较高的汽车覆盖件生产工艺。
在高强度下，采用普通的冷冲压方式，最终成形零件的回弹以及模具的磨损等都难以解决，在这种情况下产生了热成形高强度马氏体钢及相应的工艺成形技术，其应用也取得了进一步的发展。
热冲压成形的优点:得到的是超高强度的车身零件;可以减轻车身重量;能提高车身安全性、舒适性;改善了冲压成形性;提高了零件尺寸精度;可以提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性;降低了冲压机吨位要求。
钢板热冲压新技术介绍
钢板热冲压新技术介绍一、本文概述随着汽车工业的快速发展，对汽车零部件的性能要求日益提高，特别是在安全性、轻量化和节能减排方面。
钢板热冲压技术作为一种先进的金属成形工艺，以其独特的优势在这些领域发挥着重要作用。
本文旨在全面介绍钢板热冲压新技术，包括其基本原理、工艺流程、设备配置、材料选择以及应用领域等方面的内容。
通过深入了解钢板热冲压新技术，可以为汽车工业及其他相关领域的技术进步和创新发展提供有益的参考和借鉴。
二、传统钢板热冲压技术概述传统钢板热冲压技术，也被称为热成形或热压成形，是一种广泛应用于汽车制造业的金属成形工艺。
该技术主要利用高温下金属材料的良好塑性，通过在红热状态下对钢板进行冲压，以实现复杂形状和高强度构件的制造。
在传统的钢板热冲压过程中，钢板首先被加热到奥氏体相变温度以上，使其具备足够的塑性。
随后，在高温条件下，钢板被迅速转移到冲压模具中，利用模具的压力和形状，使钢板发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
完成冲压后，零件通过淬火和回火等热处理工艺，获得高强度和高硬度的马氏体组织。
传统钢板热冲压技术的优点在于能够制造出高强度、高刚度的复杂形状零件，这些零件在汽车工业中广泛应用于车身结构、底盘部件以及安全系统等关键部位。
该技术还能够实现零件的轻量化，降低整车的能耗和排放。
然而，传统钢板热冲压技术也存在一些局限性。
高温操作对设备和模具的材料要求较高，增加了制造成本。
热冲压过程中需要精确控制加热温度、冲压速度和冷却速率等参数，以确保零件的质量和性能。
由于热冲压过程中金属材料的流动性和成形性受温度影响较大，因此对于一些形状复杂或尺寸精度要求较高的零件，制造难度较大。
随着科技的不断进步和汽车工业的发展，传统钢板热冲压技术也在不断创新和完善。
目前，研究人员正致力于探索新型加热方式、优化冲压工艺参数以及开发高性能的模具材料等方面的工作，以期进一步提高热冲压技术的成形精度、生产效率和经济效益。
三、钢板热冲压新技术介绍随着现代工业的快速发展，钢板热冲压技术作为一种先进的金属成型工艺，正日益受到业界的广泛关注和应用。
热成型工艺焊接性能研究
超高强热成型钢板的点焊工艺性能研究徐松，黄治军，孙宜强，胡宽辉，龚涛(武汉钢铁(集团)公司研究院，湖北武汉430080)摘要：对试验用超高强热成型钢的电阻点焊工艺进行了研究，探讨了焊接电流对点焊接头压痕深度、焊核直径、焊透率以及拉断力的影响规律，讨论了电流模式对点焊试样断裂点位置和中心偏析的影响，分析了焊接接头软化区、中心偏析的原因。
研究结果表明，该钢种具有良好的点焊性能。
关键词：超高强钢；热成型钢；点焊；接头软化随着对环境问题的重视和低油耗、低排放、高安全性的需求，汽车用钢向更轻、更高强度的方向发展。
20世纪90年代开始，JFE公司开始。
780MPa级别以上的超高强钢研究开发，应用于抗冲击和碰撞的汽车结构件，如加强筋、B柱等。
高强钢板、超高强钢板成为汽车制造发展的主要方向[1-2]。
由于电阻点焊具有生产效率高、易于实现自动化等优点，在汽车制造中被广泛应用，成为高强钢板的主要焊接方法[3]。
超高强钢板的点焊性能研究目前国内较少；对Aroelor公司生产的超高强度硼钢板USIBOR1500进行的点焊研究，证明了USIBOR1500超高强度淬火钢板具有良好的点焊性能[4-5]。
何谓热成型工艺？热成型工艺是将钢板加热到奥氏体温度区间(约900℃)进行热冲压，同时在模具内对冲压件快速冷却，淬火后得到细晶马氏体组织，从而可以得到抗拉强度达到1400MPa以上的钢板的工艺[6]。
本文研究的超高强钢板为某钢厂试验热成型钢F5D1，探讨了焊接电流对点焊接头性能的影响规律；通过不同电流模式下的焊接，讨论了坡周电流预热钢板对点焊的作用；针对接头软化和焊缝中心偏析，进行了显微硬度和金相组织的分析，并提出了改善措施和后续研究方向。
1试验材料及方法1．1 试验材料试验材料为某钢厂试验钢F5D1，该钢种通过热压成形、强冷淬火来提高强度，金相组织为淬火细晶马氏体，成分及性能见表1。
试验用的钢板厚度为1．5mm。
1．2试验设备及方法试验所用的点焊机为三相次级整流直流焊机TZ-3×40，电极直径为6mm，采用DEP-100S编程器设置焊接参数进行点焊工艺试验。
超高强度钢温热成型工艺
超高强度钢温热成型工艺
超高强度钢温热成型工艺主要包括以下步骤：
1、将热成形钢板加热到奥氏体温度以上，通常在900℃以上，并在加热炉中保温一段时间，使板料完全奥氏体化。
保温时间一般在5-8分钟。
2、将红热状态的高强钢板从加热炉中取出，迅速转移到成形设备中，如压力机模具内，进行冲压成形。
此阶段板料温度高、变形抗力小、伸长率较高，易于成形。
3、在成形设备中，板料继续保压一段时间，使零件形状尺寸趋于稳定。
保压时间通常在15秒左右。
4、在成形与保压过程中，利用冷模具与板料之间的温度差对板料进行淬火处理，使板料以超过27℃/s的速度冷却，以获得在室温下具有均匀马氏体组织的超高强度钢零件。
通过模具内部布置冷却水道等方式，可以使板料冷却速度提升到100℃/s。
此工艺能够克服传统冷成形的缺点，大幅度提高高强钢板的强度，同时使零件具有良好的尺寸精度。
然而，该工艺也存在一些问题，如工件表面易氧化，表面质量较差，能耗较大，且对模具材料要求较高，从而增加了生产成本和难度。
不锈钢板冲压后热处理的工艺流程
不锈钢板冲压后热处理的工艺流程第一步：准备工作首先，需要准备冲压所需的不锈钢板材料，并对板材进行质检，确保材料质量符合要求。
同时，还需要准备冲压模具，包括上模和下模。
第二步：冲压加工将不锈钢板材放置在冲压机上，根据产品的要求和设计图纸，将冲压模具装配在冲压机上。
通过冲压机的压力和运动，对不锈钢板进行冲压加工，使其成型。
第三步：除渣处理在冲压加工过程中，可能会产生一些残渣，需要进行除渣处理。
可以通过机械的方法、化学溶解的方法或者超声波清洗的方法，将残渣从冲压件上清除。
第四步：热处理准备冲压后的不锈钢板材通常需要进行热处理，以改善其力学性能和耐腐蚀性。
在进行热处理之前，需要对冲压件进行清洗和退火处理。
清洗可以去除表面的污垢和油脂，而退火可以消除冲压过程中产生的应力，并使材料结构更加均匀。
第五步：热处理过程热处理是将冲压后的不锈钢板材在一定的温度和时间条件下进行加热和冷却，以改变其组织结构和性能。
常用的热处理方法包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将材料加热至其固溶温度，然后迅速冷却；时效处理是在固溶处理后将材料加热至一定温度，在一定时间内保持在该温度，然后再进行冷却。
第六步：机械加工经过热处理后的不锈钢板材可以进行机械加工，包括切割、钻孔、打孔等操作，以满足不同产品的要求。
第七步：表面处理最后，经过热处理和机械加工后的不锈钢板材还需要进行表面处理，以提高其耐腐蚀性和美观度。
常用的表面处理方法包括酸洗、电镀、喷涂、抛光等。
在以上的工艺流程中，不同的产品和要求可能会有所不同，所以具体的工艺参数和流程需要根据具体情况进行调整。
同时，在整个工艺过程中，需要严格控制各个环节的质量，确保产品的质量符合要求。
热冲压成型工艺流程
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1. 原材料预处理。
冲压钢板，进行表面涂层处理，改善成型性。
热成型工艺焊接性能研究
超高强热成型钢板的点焊工艺性能研究徐松，黄治军，孙宜强，胡宽辉，龚涛(武汉钢铁(集团)公司研究院，湖北武汉430080)摘要：对试验用超高强热成型钢的电阻点焊工艺进行了研究，探讨了焊接电流对点焊接头压痕深度、焊核直径、焊透率以及拉断力的影响规律，讨论了电流模式对点焊试样断裂点位置和中心偏析的影响，分析了焊接接头软化区、中心偏析的原因。
研究结果表明，该钢种具有良好的点焊性能。
关键词：超高强钢；热成型钢；点焊；接头软化随着对环境问题的重视和低油耗、低排放、高安全性的需求，汽车用钢向更轻、更高强度的方向发展。
20世纪90年代开始，JFE公司开始。
780MPa级别以上的超高强钢研究开发，应用于抗冲击和碰撞的汽车结构件，如加强筋、B柱等。
高强钢板、超高强钢板成为汽车制造发展的主要方向[1-2]。
由于电阻点焊具有生产效率高、易于实现自动化等优点，在汽车制造中被广泛应用，成为高强钢板的主要焊接方法[3]。
超高强钢板的点焊性能研究目前国内较少；对Aroelor公司生产的超高强度硼钢板USIBOR1500进行的点焊研究，证明了USIBOR1500超高强度淬火钢板具有良好的点焊性能[4-5]。
何谓热成型工艺？热成型工艺是将钢板加热到奥氏体温度区间(约900℃)进行热冲压，同时在模具内对冲压件快速冷却，淬火后得到细晶马氏体组织，从而可以得到抗拉强度达到1400MPa以上的钢板的工艺[6]。
本文研究的超高强钢板为某钢厂试验热成型钢F5D1，探讨了焊接电流对点焊接头性能的影响规律；通过不同电流模式下的焊接，讨论了坡周电流预热钢板对点焊的作用；针对接头软化和焊缝中心偏析，进行了显微硬度和金相组织的分析，并提出了改善措施和后续研究方向。
1试验材料及方法1．1 试验材料试验材料为某钢厂试验钢F5D1，该钢种通过热压成形、强冷淬火来提高强度，金相组织为淬火细晶马氏体，成分及性能见表1。
试验用的钢板厚度为1．5mm。
1．2试验设备及方法试验所用的点焊机为三相次级整流直流焊机TZ-3×40，电极直径为6mm，采用DEP-100S编程器设置焊接参数进行点焊工艺试验。
高强度钢热成型
汽车技术汽车用高强度钢热成型技术高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题。
介绍了汽车用高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的研究现状。
以用于热冲压成型的高强度钢——硼钢为例，对我国热成型技术的应用情况及未来热成型技术需要解决的问题进行了阐述。
主题词：高强度钢板热成型硼钢1 汽车用热成型高强度钢长期以来，钢铁一直是汽车工业的基础，虽然汽车制造中铝合金、镁合金、塑料及复合材料的用量不断增加，但高强度钢以其具有的高减重潜力、高碰撞吸收能、高疲劳强度、高成型性及低平面各向异性等优势[1,2]，已经成为汽车工业轻量化的主要材料。
21世纪的汽车行业以降低燃料消耗、减少CO2和废气排放成为社会的主要需求，为适应这种发展趋势，钢铁业已开发出许多种类的高强度钢板来帮助减轻汽车质量，同时提高汽车的安全性。
为兼顾轻量化与碰撞安全性及高强度下冲压件回弹与模具磨损等问题，热成型高强度钢及其成型工艺和应用技术应运而生。
目前凡是达到U-NCAP碰撞4 星或5 星级水平的乘用车型，其安全件（A/B/C 柱、保险杠、防撞梁等）多数采用了抗拉强度为1 500 MPa、屈服强度为1 200 MPa 的热成型高强度钢。
同时，为解决高强度钢冷成型中的裂纹和形状冻结性不良等问题，出现了热冲压成型材料，已用其进行了强度高达1 470 MPa 级汽车部件的制造。
本文首先介绍高强度钢热成型加工工艺及其关键技术，然后分析了国内外热成型研究成果与现状，最后对热成型技术的应用发展进行了展望。
2 高强度钢热成型加工工艺2.1 热成型加工工艺2.1.1 理论基础与传统的冷成型工艺相比，热成型工艺的特点是在板料上存在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，同时板料的应力场变化又反作用于温度场，所以热成型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（见图1）。
一文看懂热冲压成型工艺
一文看懂热冲压成型工艺本圈每月组织工厂改善实践活动，征寻合作工厂，有意请与编辑联系热冲压成形过程是将含硼钢板加热到奥氏体温度区间（900℃以上），然后输送到液压机上，在钢板仍具有延展性时进行冲压。
水冷却模具确保钢板经淬火后得到马氏体组织，得到具有完美造形和高达1500MPa抗拉强度成品。
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。
热成形技术的应用是汽车行业发展的潮流与趋势，合理使用热成形技术可以带来高性能的产品，提升整车品质。
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超高强度钢板冲压件热成形工艺Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】.生产侵侵。
超高强度钢板冲压件热成形工艺热成形技术是近年来出现的一项专门用于生产汽车高强度钢板冲压件的先进制造技术。
本文介绍了该技术的原理,讨论了材料,工艺参数.模具等热成形工艺的主要影响因素,完成了汽车典型件热成形工艺试验试制。
获得了合格的成形件。
检测结果表明。
成形件的微观组织为理想的条状马氏体,其抗拉强度.硬度等性能指标满足生产要求。
1前言在降低油耗、减少排放的诸多措施中.减轻车重的效果最为明显.车重减轻10%.可节省燃油 3%一7%,因此塑料.铝合金.高强度钢板等替代材料在车辆制造中开始使用。
其中,高强度钢板可以通过减小板厚或者截面尺寸等方式减轻零件质量.在实现车辆轻量化和提高安全性方面比其他材料有明显优势,可以同时满足实现轻量化和提高安全性的要求,因此其在汽车领域内的应用越来越广泛。
热成形技术是近年来出现的一项专门用于成形高强度钢板冲压件的新技术,该项技术以板料在红热状态下冲压成形并同时在模具内被冷却淬火为特征.可以成形强度高达1500MPa的冲压件,广泛用于车门防撞梁.前后保险杠等保安件以及A柱,B柱.C柱.中通道等车体结构件的生产。
由于具有减轻质量和提高安全性的双重优势,目前.这一技术在德国.美国等工业发达国家发展迅速.并开发出商品化的高强钢热冲压件生产线.高强钢热冲压件在车辆生产中应用也很 .一吉林大学材料学院谷诤巍姜超●机械科学研究总院先进制造技术研究中心单忠德徐虹广泛。
国内汽车业对该项技术也十分认同,并有少数几个单位从国外耗巨资引入了相关技术与生产线, 为一汽-大众等汽车制造公司的部分车型配套热冲压件,关于该项技术的研究工作也已经开始。
本文阐述了热冲压成形工艺原理,对典型冲压件的热冲压成形工艺进行试验研究。
2热冲压成形工艺原理热成形工艺原理如图 1。
首先把常温下强度为500-600MPa的高强度硼合金钢板加热蛩J880-950℃.使之均匀奥氏体化. 然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形.之后保压快速冷却淬火.使奥氏体转变成马氏体.成形件因而得到强化硬化.强度大幅度提高。
比如经过模具内的冷却淬火,冲压件强度可以达到1500MPa.强度提高了250%以上,因此该项技术又被称为。
冲压硬化”技术。
实际生产中,热冲压工艺又分为两种.即直接工艺和间接工艺。
图1a所示的是直接工艺,下料后.直接把钢板加热然后冲压成形. 主要用于形状比较简单变形程度不大的工件。
对于一些形状复杂的或者拉深深度较大的工件.则需要采用间接(a直接工艺田1热冲压成形工艺原理工艺.先把下好料的钢板预变形,然后再加热实施热冲压,如图1b。
可用高强钢制造的车体构件如图2。
与传统冷冲压工艺相比,该工艺有如下诸多优点。
(1成形后零件强度等性能指■———●■■●—■■—■—_I————I■—■■■—■—■——■■■—■—■■—■■—■—■■—●■■●■——■—●●●—●●■—●■●—■—●—●—■——■■——■—■■—■—●●■■■————■●———■●—■2009年第4期汽车工艺与材料AT8‘Mi15万方数据生产碗场 -±产搬瑚种特殊的具有白硬性的硼合金高强度钢板。
和现在的双相钢(DP、相变诱导塑性钢 (TRlP、复相钢(CP、马氏体{N(Mart等汽车高强度钢板不同,图2可用高强度钢板热成形技术制造的车身构件这些钢板常温下标大幅度提高。
(2、高温下材料塑性好.成形能力强.可成形冷冲压无法成形的复杂零件,也可将冷冲压需要多道工序、多套模具成形的零件一次成形.还可将几个冷冲压件合成一个件一次成形(比如运用热冲压工艺可以}巴Honda越野车油箱防护罩的 5个件整合成3个件.减少零件数量 40%,因此需要模具数量少.成本低.周期短。
(3高温下成形没有回弹.完全消除了回弹对零件形状的影响, 实现高精度成形,这是常规冷冲压成形所无法比拟的,如图3。
图3两种工艺成形件对比(4高温下材料变形阻力小. 威形力小。
所需压力机吨位小,温热成形压机吨位一般在800t以内, 冷成形压机在2500t以上,因此可以大幅削减设备投资.减少能耗。
3热冲压成形工艺的主要影响因素材料热;中压成形工艺中采用的是一强度就很高,并且通常都采用冷;中压工艺制造零部件,成形前后零件的微观组织没有变化.强度等指标基本上保持不变。
而热威形工艺中使用的硼合金钢板是一种低碳微合金钢,添加了一定量的B元素,提高了钢板的淬火性能,威形后发生相变.强度等指标成倍提高。
另外, 还添加了Ti、Cr、Mo,Cu、Ni等多种合金微量元素,因而提高了材料的屈服强度以及其他力学性能.材料力学性能也很稳定。
表1是典型的热冲压成形钢板22MnB5的主要成分,这种钢板常温下的强度不很高.抗拉强度仅有500-700MPa.塑性、可成形性等性能也很好.而通过热成形工艺的加热、成形、冷却后. 成形件被淬火.微观组织转变成马氏体.强度、硬度等指标大幅度提高,屈服强度可以达到1000MPa以上.抗拉强度达到1500MPa,硬度可以达N50HRC。
但是塑性指标明显下降,比如成形前这种高强度硼合金钢板的伸长率一般在24%以上.而成形后零件的伸长率只有8%左右。
工艺参数热冲压成形技术是一项完全不同于传统冷冲压成形的板料成形新技术.工艺参数纵多,工艺过程复杂.包括加热、成形和冷却等多个关键技术环节。
为了实现奥氏体向马氏体的转变.确保产品的力学性能.不同环节的工艺参数的选择是至关重要的。
加热阶段的主要工艺参数是加热温度和保温时间。
加热温度应该保持在再结晶温度以上.以确保板料奥氏体化.但是加热温度不能过高,否则会导致板料表面过烧和晶粒长大.影响淬火后的零件质量和性能。
保温时间影响奥氏体化的均匀性.板料加热到指定温度后应该保温一段时间,以促进奥氏体化进程.但是保温时间不能过长,否则也会导致晶粒长大,恶化零件力学性能,另外还增加了生产周期.降低生产效率。
在成形阶段.板料须在奥氏体状态下冲压成形,需要采用较高成形速度.使工件瞬间内被快速成形.以避免因成形速度过慢而带来的过多热量损失以及过快的温度下降。
因此.热冲压工艺中要采用能够实现高速成形较快的液压机。
在冷却阶段,成形件被模具表面冷却淬火,发生相变.使奥氏体转变成马氏体,实现强化。
但是这种相变与冷却速度有关,只有在冷却速度超过某一临界数值后.才能使奥氏体转变成马氏体.否则冷却速度过低成形件中将会出现贝氏体等其他组织,影响成形件的强度提高。
研究表明,热冲压工艺中.实现奥氏体向马氏体转变的最小冷却速度(或者称为临界冷却速度为 27℃,s。
因此热冲压工艺中为了确C Mn Si Ti Al Cr0,20B保奥氏体向马氏体的转变,模具对成形件的冷却16I汽车工艺与材料AT&M2009年第4期万方数据生产强儡速度必须大于这个值.为此要提高冷却介质的循环压力和循环速度. 及时带走模具表面的热量,也使成形件各处冷却效果保持相同,使热应力分布均匀.同时要使冷却介质保持在一定的温度范围内。
但是并非冷却速度越高越好,过高的冷却速度将导致成形件的开裂。
热冲压模具冷冲压模具仅用于零件的成形.而热冲压模具不但用于成形. 还要用于给零件冷却淬火.因此其模具更加复杂,对模具材料选择. 模具设计等方面提出了更加严格的要求。
在模具材料选择方面.热冲压模具材料首先要有良好热传导系数,确保钢板与模具表面之间的快速传热.实现良好的冷却功能。
模具材料还要具备良好的热强度、热硬度、高的耐磨性和热疲劳性.保证在成形高温板料时.模具尺寸精度稳定,表面硬度良好.能够承受坚硬氧化皮及强烈热摩擦带来的磨损,能够在剧烈的冷热交变作用下具有良好的使用寿命。
另外模具材料还需具有良好的耐锈蚀性,保证模具内部冷却管道不被冷却介质锈蚀堵塞.因此国外一些热冲压模具材料中都有较高含量的Ni和Cr。
在模具材料选择时,一般要根据具体工作情况.参照热锻用热作模具钢进行选择。
在模具凸凹模设计方面.不能照搬冷冲压模具的设计方法.首先热冲压工艺中回弹很小.几乎无须考虑回弹对零件形状的影响,另外还需考虑热胀冷缩对零件最终尺寸和形状的影响.并以此为基础设计凸.凹模的关键尺寸。
在冷却机构设计方面,冷却系统必须保证模具对零件的快速.均匀冷却.冷却管的总体布局.形状、直径、冷却管与模具工作表面、非工作表面以及冷却管之间的距离、冷却系统密封等都是冷却机构设计的关键所在,也是热冲压模具设计的最重要技术之一。
设计冷却管道系统时,可以结合数值模拟技术对各管道内的冷却介质的流动情况进行模拟分析.使各管道都具有相同的冷却效率.保证冷却的均匀性。
另外.由于热成形工艺还在其他诸多方面与传统冷冲压工艺存在较大的区别,比如在成形件的设计方法以及工艺调试方法等方面,热成形工艺都有其独特的一面.这些都会对热成形过程以及成形件的质量有很大影响,所以实践中直接沿用冷冲压工艺中的方法和手段不一定能处理好热成形的相关问题.而是需要认真分析总结.不断通过试验等手段开发探讨更适合于热成形的技术方法和措施。
4热成形试验及结果选取某型汽车加强板为典型件,进行热冲压成形试验。
试验用钢板材料为低碳硼合金钢22MnB5。
开发了带有冷却管道的热成形模具,如图4。
试验过程如下:首先在经过改造的加热炉内将钢板加热到900℃.并保温5min,使钢板被均匀奥氏体化.为了防止钢板表面被氧化.加热前在钢板表面涂覆了保护层:钢板被加热好后,迅速放入带有冷却管道的冲压模具上.液压机快速下行实施冲压成形.模具完全闭合后液压机保压10s.使钢板在模具内保压定形并被充分冷却淬火.实现奥氏体向马氏体的充分转变。
图5是获得的试验件。
对成形件切块取样进行微观组织分析,结果表明淬火后成形件组织为板条状马氏体.如图6。
对成形件的拉伸力学性能进行了检测,其屈服强度达到1036MPa.抗拉强度达到1547MPa。
硬度检测结果表明.成形件硬度分布较为均匀,平均硬度达到.完全达到高强钢热冲压件的产品性能要求。
图4带冷却系统的热成形模具图5高强钢热成形的试验件图6试验获得的热成形件的微观组织圃2009年第4期汽车T艺与材料AT&M17万方数据超高强度钢板冲压件热成形工艺作者:单忠德 , 徐虹作者单位:机械科学研究总院先进制造技术研究中心刊名:汽车工艺与材料英文刊名:AUTOMOBILE TECHNOLOGY & MATERIAL年,卷(期:2009,(4被引用次数:0次授权使用:大连理工大学图书馆(dllg,授权号:aa63a30e-274c-4d80-ae7b-9e6500ee1d54 下载时间:2011年1月8日。