汽车热压成型板研究与应用_邓本波
汽车热压成型板研究与应用
汽车热压成型板研究与应用邓本波;鲁后国;唐程光【摘要】综述了热压成型板的成型原理及成型加工工艺.以热压成型板在某款车型B柱内板上的应用为例,对比分析了热压成型工艺方案与冷成型工艺方案在部件数量、质量、成本及性能等方面的差异.分析结果表明,该汽车B柱采用热压成型后,与冷压成型相比,其质量减轻35.7％,成本降低16.8％,最大变形量减少28 mm,从而验证了热成型方案在该车B柱上应用的可行性.%The principle and processing of hot—press forming panel are introduced in general. With the application of hot-press forming panel on B-pillar inner panel as an example, a comparative analysis has been made on differences between hot-press and cold-press forming processing solutions in terms of components' number, quality, cost and performance, etc. Analysis results show that compared with cold —press forming, the application of hot —press forming processing on B pillar can reduce the weight by 35.7%, cost by 16.8% and maximum deformation by 28 mm, thus verifying the feasibility of applying hot-press forming solution on vehicle's B pillar.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】3页(P62-64)【关键词】汽车;B柱;热压成型;冷压成型;对比分析【作者】邓本波;鲁后国;唐程光【作者单位】江淮汽车技术中心;江淮汽车技术中心;江淮汽车技术中心【正文语种】中文【中图分类】U4661 前言目前，降低汽车燃料消耗、减少CO2和废气排放是社会的主要需求，为适应这种发展趋势，钢铁业已开发出多种高强度钢板来帮助减轻汽车质量，同时提高汽车的安全性。
热成形技术在汽车冲压领域的应用
一 奇瑞 汽车股 份有 限公 司规划 设计 院 伍宏 昆
目前 汽 车 厂 家 对 整 车 的质 量 和 经 济 性 越 来 越重 视 ，而 车身 作 为整 车 质 量 比例 最 大 的单 元 ，承担 着
ｄ超 高 强 度 钢 板 冲 压 极 其 困 难 ，甚 至 根 本 无 法 ．
冲压 。
图２热成 形工 艺流 程
ａ ． 把特殊 的高强度硼合金钢加热 ，使之奥氏体 化 ；
ｂ红热的板料送入有冷却系统的模具内冲压成 ．
形 ，同时被具 有快 速均 匀冷却 系统 的模具 冷却 淬火 ；
ｃ ． 钢板组织由奥氏体转变成马 氏体 ，因而得到强
化 、硬化 ，强度 大 幅度提 高。
２ 热冲法 满足 设计 的要求 ，而 热成 形工 艺可 以弥 补 这个缺 陷。 因此 ，热成 形工 艺技 术 目前广泛 应用 于
全球 各大 汽车 公司 的多种 车型 ，重 点使用 在对 碰撞 要
求较 高 的部 位 ，如 门槛 、前 保 险杠 横梁 、Ｂ 、侧 门 柱 防撞板 等 。
２１ ． 零件质量
《） 冲压 工艺成 形 的零件 特点 １热 ａ由于选 择在 高 温下成 形 ，零 件表 面 存在氧 化 ， ．
【 ｂ）
表 面质量 不佳 ；
、
图３ 热 冲压成 形的 工装
ｂ零 件 在冷 却过程 中由于 温度 分布 不均 匀 ，易 产 ．
生热应 力和 热 变形 ；
热成 形工 艺就 是利用 在 高温状 态金属 塑性和 延展
０ ０ＭＰ 以上 ），使 设计 时可 以在达 到强度 要 求的同 ０ ａ 时有效减 少钣 金 数量和 材料厚 度 ，从 而达 到减 轻 车身 质 量 的 目的 （ 提高 经济 性 ）；另 一方面 ，采 用高 强度 钢 板可 以使车 身更 容 易达 到安 全性 能指 标 。 目前 的冷
关于汽车热压成型板研究探讨
汽车热压成型板研究与应用
汽车热压成型板研究与应用汽车热压成型板是一种用于汽车生产的重要材料。
近年来，随着汽车工业的快速发展，汽车热压成型板的研究与应用受到越来越多的关注。
本文主要介绍汽车热压成型板的研究和应用。
汽车热压成型板是一种由多层材料组成的板材，具有高强度、高耐久性和优异的耐冲击性能。
在汽车工业中，热压成型板主要用于车身外饰、内饰和车顶等部位。
这种材料的热压成型工艺比较简单，生产效率高，能够满足汽车工业对生产效率和品质的要求。
汽车热压成型板的研究主要涉及材料的选型、生产工艺优化以及质量控制等方面。
目前，常用的热压成型板材料包括ABS、PC、PMMA等。
这些材料的物理和化学性能都能满足汽车工业的要求，但不同材料的成型工艺和性能略有差异。
在汽车热压成型板的生产过程中，成型温度、成型压力和成型时间等工艺参数的控制对板材的性能和品质至关重要。
采用先进的成型工艺和设备，可以有效地改善板材的表面光洁度、尺寸稳定性和耐热性等性能指标。
同时，对于汽车热压成型板的质量控制，需要从原材料的质量把控、成型工艺的控制到成品的检验等多个环节进行全面管理。
汽车热压成型板的应用主要涉及车身外饰、内饰和车顶等部位。
在外饰方面，热压成型板具有较高的表面光洁度和装饰效果，并能够满足车身强度和耐冲击性的要求。
在内饰方面，热压成型板能够提供舒适度和装饰效果，同时也能够满足安全性和防火性的要求。
在车顶方面，热压成型板的强度和耐化学性能得到了广泛应用。
总之，汽车热压成型板具有重要的研究价值和应用前景。
未来，随着汽车工业的发展和消费者对汽车品质和安全性的要求增加，热压成型板的研究和应用将会进一步得到拓展和深化。
随着汽车工业的快速发展，人们对汽车的性能和外观的要求也越来越高。
而汽车热压成型板作为一种重要的材料，能够满足消费者对汽车外观和性能的要求。
因此，材料的研究和应用已成为汽车工业发展的重要方向。
在汽车热压成型板的研究中，权衡不同材料的优缺点是一个重要的问题。
汽车工业中热冲压成形工艺的应用
汽车工业中热冲压成形工艺的应用【摘要】热冲压成形工艺是一种通过加热金属板材并施加高压来塑造成型的工艺，具有独特的优势。
在汽车工业中，热冲压成形技术被广泛应用于汽车车身件、发动机部件和底盘部件的制造中。
由于其高效、精准的特点，热冲压成形工艺在汽车工业中的应用案例不断增多。
未来，随着技术的不断创新和发展，热冲压成形工艺将继续取得进步，对汽车工业产生更深远的影响。
可以预见，热冲压成形技术的前景十分广阔，将成为汽车工业制造领域的重要趋势和方向。
热冲压成形工艺的发展必将推动汽车工业向更高效、更环保的方向发展，为行业带来更多机遇和挑战。
【关键词】热冲压成形工艺，汽车工业，车身件，发动机部件，底盘部件，发展趋势，应用案例，未来发展，影响，前景1. 引言1.1 热冲压成形工艺的定义热冲压成形工艺是一种在高温下进行的金属成形加工技术，通过将金属材料加热至较高温度后进行冲压成形，从而使金属材料呈现出较高的塑性，有利于成形复杂结构和提高零件的性能。
热冲压成形工艺可以有效地改善金属材料的变形性能和力学性能，同时还可以减少成形过程中的应力和变形，提高成形零件的表面质量和精度。
1.2 热冲压成形工艺的优势热冲压成形工艺的优势包括：1. 制造成本低：相比传统的冷冲压成形工艺，热冲压成形可以减少成本，提高生产效率。
2. 成形精度高：热冲压成形可以在较高温度下进行，使得金属材料更容易塑性变形，从而实现更高的成形精度。
3. 降低材料损耗：利用热冲压成形可以减少材料的冷硬化现象，有效降低材料损耗，提高材料利用率。
4. 改善材料性能：热冲压成形可以改善材料的塑性和韧性，提高零件的强度和耐久性。
5. 可实现复杂结构：热冲压成形可以实现更复杂的汽车零部件结构，提高产品的功能性和设计性。
6. 环保节能：热冲压成形可以减少二次加工工序，减少能源消耗和环境污染，符合现代环保要求。
7. 适用性广泛：热冲压成形工艺适用于各种金属材料，适用于多种汽车零部件的制造，具有很高的通用性和适应性。
汽车车身热冲压成型技术的应用分析
汽车车身热冲压成型技术的应用分析发布时间：2023-02-10T07:36:56.433Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第17期作者：程晓冬[导读] 本文以自己相关工作为技术背景，并查阅资料结合当前的技术现状及自身工作经验的基础上程晓冬(四川江淮汽车有限公司四川遂宁 629006)摘要：本文以自己相关工作为技术背景，并查阅资料结合当前的技术现状及自身工作经验的基础上，对汽车车身热冲压成型技术展开了一定的分析，探讨了该技术在汽车车身中的应用与工艺分析，同时对汽车车身热冲压成型制件质量影响因素展开了讨论。
通过该文的分析，提升了自身的工作分析能力，同时也能够为同行新入门的技术工作者提供一定的参考。
关键词：汽车车身；热冲压成型；制造工艺随着经济的快速发展，我国汽车的保有量已达数亿辆。
随着新能源的技术以及节能减排的要求和发展，汽车的轻量化、先进的制造技术应用是汽车整个设计与制造过程的必然应用，同时铝合金以及镁合金等材料的应用，钢-铝混合车身的开发，以及高强度钢板的应用成为了目前汽车设计和制造的重要发展方向，特别是应用在汽车车身上。
一、热冲压成型技术及在汽车车身中应用简述传统的冷冲压工艺在高强板冲压成型过程中容易产生较为严重的制件破裂、回弹、起皱、以及模具拉毛等问题，无法满足产品质量要求。
而热冲压成型技术的应用，则有效解决了高强钢板甚至超高强度钢板常温下成型难度大的问题。
从汽车车身用材发展过程中能够看到，随着高强钢冲压成型技术的快速发展，热成型高强度钢材在汽车车身材料中的占比呈上升趋势，应用车型广泛，从经典传统红旗车身到高端车型如沃尔沃、奥迪高级轿车均有使用热冲压成型技术，且占整个汽车零件的比重越来越高，其中2015年上市的沃尔沃XC90车型热成型零件的使用已经达到40%，这一比例还在继续增加。
热冲压成型技术在汽车车身中应用方面，我国由于汽车工业发展较晚，整个技术的应用和发展相对欧美国家的起步要晚，技术水平也相对要落后于国外的先进汽车制造企业。
车身热成型件开发应用
车身热成型件开发应用
涂明安;胡松
【期刊名称】《上海汽车》
【年(卷),期】2016(000)003
【摘要】通过分析热成型零件的一般制作过程,对车身热成型件的开发流程、主要工序及各环节技术要点进行介绍,重点阐述了车身热成型件工艺的优缺点、热成型方向的新技术、热成型零件检测方式以及制作过程中的关键工艺参数.
【总页数】5页(P58-62)
【作者】涂明安;胡松
【作者单位】上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804;上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于连续变截面轧制板(TRB)热成型(PHS)技术的车身中柱设计应用研究 [J], 王镝;乔栋;周枫;韩志极;张良;范蔚锋;郭启新;杜海涛
2.热成型零件在轻量化车身上的应用方法研究 [J], 杨志强;麻桂红;麻桂艳;陈诗雨
3.热成型件在铝车身B柱总成的应用 [J], Ouyang Weigang
4.应用热成型技术实现白车身轻量化实践案例 [J], 周槿枫;孔娇龙;耿娟
5.商用车车身热成型件选材优化设计 [J], 董玉杰;杨帆;宋建新;任鹏
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60 冷却保压
40 加热
伸 长 率/%
20
原始状态
成品状态
0 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 抗 拉 强 度 /MPa 图 3 热压成型件强度变化示意
2012 年 第 12 期
3 热压成型板应用研究
3.1 方案对比分析 为了解热压成型工艺在实际工程中的应用情
织；板料预成型后可进行修边、翻边、冲孔等加工，避免
板料淬火硬化后加工困难等问题。
目前， 应用较广的汽车用热压成型高强度钢板
为含硼合金钢，其常温下强度为 400~600 MPa，经加
热后其伸长率由 20%上升至 70%左右， 热压成型后
其抗拉强度可达到 1 500 MPa，如图 3 所示。
80
热压成型
下料
加热
成型
冷凝系统
图 2 热压成型加工工艺过程
实际生产中，热压成型工艺又分为直接成型工艺
和间接成型工艺。 直接成型工艺是指板料加热到奥氏
体化温度，保温一段时间后直接进行成型及淬火。其优
点为：板料在一套模具中进行成型及淬火，节省了预成
型模具费用并加快了生产节奏；板料加热前为平板料，
不仅可节省加热区面积和能源， 而且可选取多种加热
B 柱下侧加强板 2 B410LA 0.248
热压成型
B 柱板
1.6 B1500HS 4.309
3.2 成本对比分析 为确认热压成型方案的可行性， 根据冲压工序
排布情况、板材价格、模具成本及台数分摊预算、加 工费用及板件物流费等对 2 种成型方案的成本进行 了计算，结果见表 2。
由表 2 可知， 当该 B 柱采用冷压成型方案时， 由于其左、 右共设计 8 个件， 单台车合计成本为 363.37； 采用热压成型方案后，B 柱左、 右共设计 2 个件，单台车合计成本为 302.28 元。 热压成型方案 比冷压成型方案可节省 61.09 元。 3.3 性能对比分析
Key words：Vehicle, B pillar, Hot-press forming, Cold-press forming, Comparative analysis
1 前言
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，为适应这种发展趋势，钢铁业已 开发出多种高强度钢板来帮助减轻汽车质量，同时提 高汽车的安全性。 其中，热压成型板以其高减重潜力、 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[2，3]成为汽车工业轻量化的主要材料。 为兼 顾轻量化与碰撞安全性及避免高强度下冲压件回弹 与模具磨损等问题，热压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）多采用抗拉强度为 1 500 MPa、屈服 强度为 1 200 MPa 的热成型高强度钢。 热压成型工艺 在国外特别是欧洲得到广泛应用，如大众系列车型中 热冲压零件使用比例达 10％以上；FIAT 拟在后续车 型中使用 16％以上的热冲压零件；VOLVO 后续新车 型使用的热冲压零件将达 5％以上。 而我国汽车工业 中热冲压零件的应用还处于初级阶段[1]。
由于 B 柱板结构直接影响侧碰性能，因而采用 相同约束边界条件对 2 种成型方案在侧碰时的 Y
— 63 —
·材料·工艺·设备·
方案
冷压 成型
热压 成型
制件名称
左 B 柱板 左 B 柱加强板 左 B 柱上侧加强板 左 B 柱下侧加强板
右 B 柱板 右 B 柱加强板强度约为 400~600 MPa 的硼合金钢板
在 步 进 炉 加 热 到 Ac3 左右，充分奥氏体化
快速移到压机
得到抗拉强度约为 1 500 MPa的零件
快速合模、成型，保压 冷却到 100~200 ℃
随室温冷却， 激光 （模具） 切边、冲孔
若采用裸板则应进 行喷丸处理以去除 零件表面氧化皮
卷料
左 B 柱板 右 B 柱板
材质 B410LA
表 2 2 种成型方案成本计算结果
料 厚 /mm
单件质量 /kg
单件材料 10 万台分
费/元
摊费/元
1.6
4.309 94.316 22 22.873 6
单件加工 费/元
17
B410LA
2.0
1.622 29.791 55 5.016
8.6
B410LA
2.0
入量进行测算，2 种成型方案计算结果见图 5。 由图
5 可看 出 ，最 大 变 形 量 出 现 在 100 ms 时 ，冷 压 成 型
方案最大变形量约为 128 mm， 热压成型方案约为
116 mm； 冷压成型方案最终变形量约为 88 mm，热
压成型方案约为 37 mm。
N12173
变 形 量 /mm
-0.29 9.61 19.51 29.42 39.32 49.23 59.13 69.03 78.94 88.84 98.75
108.65 118.55 N59886 128.46
Z YX
（a）冷压 100 ms 时 B 柱
N14139 变 形 量 /mm -1.26 7.79 16.82 25.85 34.88 43.91 52.94 61.97 71.00 80.03 89.06 98.09
N01977 107.12 116.15
Z YX
（b）热压 100 ms 时 B 柱
最大变形量
最大变形量
N14404 变形量/mm
-0.43 6.41
13.26 20.11 26.95 33.80 40.65 47.49 54.34 61.19 68.03 74.88 81.73 N59840 88.57
本文以某款车型 B 柱板热压成型为例，对比分 — 62 —
析了热压成型板与冷压成型板在部件数量、质量、成 本及性能等方面的差异。
2 热压成型加工工艺
2.1 理论基础
与传统的冷压成型工艺相比， 热压成型工艺的
特点是在板料上存在一个不断变化的温度场， 如图
1 所示。 在温度场的影响下，板料的基体组织和力学
较多，增加车身质量；件 1 和件 2 材料均为 B410LA
的高强度板，板件冲压深度较深，成型易开裂；件 1
强度不足，将直接导致车身侧碰性能不能达到要求。
热压成型方案取消了件 2~件 4， 件 1 材料由
B410LA 改为 B1500HS，部件厚度不变。 2 种成型方
案的 B 柱质量对比见表 1。 由表 1 可知，采用热压成
151.14
1.3
151.14
向侵入量进行对比分析。约束条件为总成单点约束，
零件间约束梁单元连接，碰撞块为 500 kg 刚性质量
块，碰撞速度为 12 km/h。
碰撞分析主要衡量指标为 B 柱处 Y 向最大变
形量和最终变形量。 在碰撞分析过程中，分别在 50
ms、100 ms、200 ms、300 ms 时间段对 B 柱 Y 向的侵
型方案后，左、右 B 柱板质量比冷压成型方案时减
轻 4.788 kg，另外左、右 B 柱各节省了 3 个模具。
表 1 2 种成型方案的 B 柱质量对比结果
方案
名称
厚度/mm 材料 质量/kg
B 柱板
1.6 B410LA 4.309
B 柱加强板
2 B410LA 1.623
冷压成型
B 柱上侧加强板 2 B410LA 0.523
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， 所以热压成
型工艺是板料内部温度场与应力场共存且相互耦合
的变化过程。
应力场
4
3
温度场
6 5
2 1
微观组 织演化
图 1 温度场、应力场和金属微观组织的相互作用
2.2 加工工艺 热压成型加工工艺过程如图 2 所示。 首先将常
Z YX
变 形 量 /mm
-0.91
2.01
4.92 7.84 10.75
·材料·工艺·设备·
汽车热压成型板研究与应用
邓本波 鲁后国 唐程光
（江淮汽车技术中心）
【摘要】综述了热压成型板的成型原理及成型加工工艺。 以热压成型板在某款车型 B 柱内板上的应用为例，对 比分析了热压成型工艺方案与冷成型工艺方案在部件数量、质量、成本及性能等方面的差异。 分析结果表明，该汽车 B 柱采用热压成型后，与冷压成型相比，其质量减轻 35.7%，成本降低 16.8%，最 大 变 形 量 减 少 28 mm，从 而 验 证 了 热 成型方案在该车 B 柱上应用的可行性。
况，对某款车型 B 柱板的冷压成型方案和热压成型 方案进行对比分析，2 种成型方案对比如图 4 所示。
B 柱加强板 （件 2）
B 柱板 （件 1）
B 柱上侧加强板 （件 3）
B 柱下侧加强板 （件 4）
（a）冷 压 成 型
（b）热 压 成 型
图 4 2 种成型方案对比
经分析，冷压成型方案存在以下问题：结构部件
B410LA
2.0
0.248 3.112 55 （与 5401326 合模）
B1500HS 1.6
4.31
77.00
38.24
34.6
B1500HS 1.6
4.31
77.00
38.24
34.6
其它费用 /元
合计费用 /元
134.19
43.41
9.41
4.82
131.08
29.79
7.56
3.11
1.3
0.523 7.559 05 0.65
1.2
B410LA