浅谈热冲压成形技术

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。

为避免因部件内部的局部冷却速度不一致而使热冲压部件的硬度不均匀，通
过设置冷却水回路系统，导致模具降温，使其具备连续冷却的功能。

通过一次
次的冲压，模具的温度持续升高、降低，如此反复会使其使用寿命降低，因
此找到一种既能提高冷却能力、又能够持久耐用的模具是我们接下来的紧迫任务。

2热冲压的成形技术优点
冷冲压成形技术，由加热、成形、冷却和后续处理等工艺构成，而且不同
环节的技术参数也不完全相同。

热冲压的成形技术由落料、预成形、加热、转移、冲压成形、淬火和后续处理等几个工序组成。

热冲压成形技术的优点主要是：变形抗力小；部件表面硬度、刚度特性好；冲压性能较好，钢材成形的抗力低；零件成形的尺寸精度高，抗凹性特性较好；零件厚度减少；生产周期较短，车身零件的强度较高，有利于实现车身重量的
降低等。

为了减少生产周期，提高生产效率，热冲压技术应注意如下事项：加
热温度不易过高，应该保持在再结晶温度以上；有较高的冲压速度及稳压时间；炉内需保温合理的时间；在冷却淬火互变阶段，冷速不能过低；合理地选择和
设计模具材料。

3热冲压技术的研究进展
热冲压技术在欧美率先得到普遍的应用，目前此项技术在世界各国均得到广
泛的关注，瑞典SSAB 公司、法国阿塞洛、美国西沃斯巴公司等公司陆续研发
出硼钢热冲压技术，并用于车门防撞杆，A 、B 、C 柱和保险杠加强梁等部
件，该技术投入生产后，有效地减轻了车体重量，降低了生产成本，并且提高
了安全性能，因而在机械制造行业里得到迅猛的发展和广泛的应用。

3 . 1 国外的研究现状
世界各国的机械制造业都投入了大量的人力与物力研究热冲压的成形技术，
尤其在发达的欧洲国家，德国舒乐和瑞典APT 公司两家公司占据了世界大部
分的热冲压成形市场。

作为一项新兴的热冲压成形技术，能够实现冲压零件的
高强化，因此激起了更多研究者对热冲压技术的研发兴趣。

3. 2 国内研究现状
由于热冲压成形技术是一门先进的机械制造技术，它的应用能够令车体实现
有效的减重、环保并且提高车体的抗冲击能力及防撞安全性等功能，因此也受
到全世界的关注。

目前我国对该项技术的研究还是比较滞后，但我国机械制造
业顺应时代的发展，研发的步伐非常快，近年来的发展非常迅猛。

在我国，各企业和科研单位都对热冲压成形技术展开深入的研究。

比如：
同济大学提出的临界水流速度理论；宝钢集团开发的不带镀层的热冲压用钢——
热轧 B1500HS、冷轧B1500HS ，并能够批量供货；吉林大学则通过对热冲压
成形技术较为深入的研究，取得了阶段性的成果。

而且，机械科学研究总
院、山东大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学也在近几年对超高强钢热
成形技术进行了一系列研究。

4结束语
热冲压技术在机械制造业中得到广泛的发展和应用，使我国先进的超高强度
冲压件的制造更加广泛，技术进一步成熟。

其中，模具的性能、结构逐步实现
理想化，成形件的各项性能也更完善，尺寸精度更加提高。

相比较于冷冲压来说，部件经过热冲压后，力学性能得到显著的提升。

将来我国的热成形工艺会
逐步地进行完善，在车体机械制造的应用方面进行更大的发展。

【参考文献】
[1] 庄宇昀，徐辉.冲压线的发展[J].一重技术，2005，（4）：20-22.。