汽车覆盖件热成型技术研究总结
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同时，为了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1470MPA级汽车部件的制 造。热成型技术是保证零件高强度的 重要手段。
在保证了零件强度的情况下，就可以考虑减少加强件以及零件的料厚，从而 使得汽车轻量化。
国内外热成型的应用状况
欧洲是汽车技术最发达的区域之一，热成型钢应用最早最广泛。2003年 欧洲的热成型钢用量为6万-8万吨，2009年可增加至约30万吨，美国和日本 也将跟随这种趋势。下图是宝马高强度钢的应用情况。
宝钢生产的硼钢牌号分别为BR1500HS 1.85mm以上热轧和B1500HS 1.85mm以下冷轧，对应于欧洲热冲压高强度钢22MnB5 其屈服强度为 1000MPa抗拉强度为 1400MPa 延伸率为5。从2005年开始试制生产线已完 成车身165个零件的试制其中12个样件一次试制成功。图4为某国产车 B 柱热 冲压成型件，表2为宝钢热冲压机组相关参数。
下图是国外估计使用热成型高强度钢等材料对车身减重量。
1. 目前市场上广泛应用的热冲压板材，以欧洲Arcelor公司出产的带Al-Si 涂层的USIBOR1500及改型批次为代表，产品厚度为0.7mm~2.4mm不等。 带涂层的热冲压钢板由于表面有效隔绝空气与钢铁接触，在热冲压过程中不 会产生大量氧化皮，表面质量好，后续几乎不需喷丸工序，但涂层易与加热 炉中磁辊粘结。无涂层的钢板由于具有大量氧化皮，后续需要喷丸处理，但 不会与加热炉中磁棍粘结，二者各具利弊。其他如日本的新日铁，神户制钢， 韩国的浦硕钢厂也正在积极开发生产用热冲压钢板。
为了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用技术应运而生。
目前凡是达到U-NCAP碰撞4星或 者5星水平的乘用车，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1500MPA，屈服 强度为1200MPA的热成型高强度钢。
4．一汽，二汽，奇瑞，长安，吉利等汽车公司正在迫切寻求用该项技术 来提高汽车的轻量化及安全性。
5．08雅阁车型在C-NCAP中得到5+的高分，其中一个主要原因就是将 高强度钢材的用量从13%提高到48%，并且其中的关键部件如车门防撞杆等 均采用热成型技术。
6．2013年7月26日，奇瑞年度战略车型艾瑞泽7作为一款真正具备合资 品牌水准的好车，艾瑞泽7在造型、工艺、舒适性、操控等方面均有上乘表现。 而在最为关键的安全方面，更是艾瑞泽7的最大亮点之一，在艾瑞泽7的车身 结构中，A柱、B柱、前门防撞梁等关键部位大量应用热成型工艺特高强度钢 材，用量达到整个车身钢材的5%，在自主品牌产品中位居第一。
2.德国Benteler公司主要从事汽车零件热成形技术的公司，针对B柱对材 料性能的特殊要求（即在B柱上部实现高强度，下部实现较低强度），该公司 开发了一种新的工艺：采用一块钢板直接热成形。这一新工艺的核心内容包 括：一是采用柔性轧制技术（即辊轧技术，TRB），二是“打补丁”技术， 三是局部加热技术。成形后B柱顶部强度高达1500MPa，而底部只有200MPa 左右，中间过渡区有50-100毫米左右。目前该技术已经广泛用于奔驰、宝马、 奥迪轿车的安全结构件中。据统计，如采用不等厚板1.2mm-1.75mm-2.2mm 成形B柱，可减重8.4公斤，通过有限元模拟分析和新工艺成型B柱，可以减 少焊缝80毫米。
e.大众公司在最新的第6代PASSAT车型中有9个部件使用 MnB 钢板。在 新型GolfV6车型中有5个部件使用 MnB钢板。使用高强度热成型钢板的部件 包括（ A/B/C 柱 加强板 中央通道 保险杠支架等）。然而，在车身零部件强 度提高的同时， 热冲压件的冲击韧性受到越来越多的关注。
这是因为其微观组织由非常硬的马氏体构成，所以导致韧性降低，而在 车身碰撞试验中，这些零件通常放在承受很高冲击载荷的位置；但是目前还 没有可靠的材料可用来进行韧性与脆性之间的转换；所以这是热成型钢在今 后发展中亟待解决的问题。
国外有关机构已经开始对这一问题进行相关研究 如蒂森最近在对淬火 回 火的厚坯的研究中提到，微量铌元素的应用可提高热成型钢的韧性。
国内外CAE研究现状
1 热冲压成形CAE分析的研究现状
CAE分析作为超高强钢板热冲压领域的关键技术，可以分为成形过程分析 （预测零件的热冲压可制造性）、保压淬火过程分析（预测零件的组织和力 学性能）和回弹分析（预测零件的成形精度）3个方面，下面分别加以论述。
1.1 成形过程的CAE分析
来自百度文库
国内钢板热冲压的典型应用
据介绍，此次上市的艾瑞泽7处使用了特高强度热成型钢板，打“安全笼 式”生存空间，其中包括左右A柱2处、左右B柱2处、左右前车门防撞横梁2处、 前围护板1处。一般的高强度钢板的抗拉强度在400-450MPa左右，热成型钢 板则提高至1300-1600MPa。采用热成型材料的车身，其强度能够提升3-5倍， 左右具有极高的机械安全性，能够有效降低碰撞中驾驶舱变形的程度，提高 了车身的抗碰撞能力和整体安全性，保障驾乘人员的安全。
热成型技术
长期以来，钢铁一直是汽车工业 的基础，虽然汽车制造中的铝合金， 镁合金，塑料及复合材料的用量不 断增加，但是热成型的高强度钢以 及其具有的高减重潜力，高碰撞吸 收能，高疲劳强度，高成型性等优 势，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。
3.目前我国自主品牌汽车的轻量化技术水平与发达国家相比仍存在较大 的差距。从轻量化材料的应用上，其高强度刚（尤其是强度级别较高的高强 度钢）和铝合金用量均比国外少50%，镁合金的用量还达不到国外的1/3，塑 料的用量少于25%；而先进的加工，成型和连接技术还处于实验室阶段，设 计水平也有待提高。
在保证了零件强度的情况下，就可以考虑减少加强件以及零件的料厚，从而 使得汽车轻量化。
国内外热成型的应用状况
欧洲是汽车技术最发达的区域之一，热成型钢应用最早最广泛。2003年 欧洲的热成型钢用量为6万-8万吨，2009年可增加至约30万吨，美国和日本 也将跟随这种趋势。下图是宝马高强度钢的应用情况。
宝钢生产的硼钢牌号分别为BR1500HS 1.85mm以上热轧和B1500HS 1.85mm以下冷轧，对应于欧洲热冲压高强度钢22MnB5 其屈服强度为 1000MPa抗拉强度为 1400MPa 延伸率为5。从2005年开始试制生产线已完 成车身165个零件的试制其中12个样件一次试制成功。图4为某国产车 B 柱热 冲压成型件，表2为宝钢热冲压机组相关参数。
下图是国外估计使用热成型高强度钢等材料对车身减重量。
1. 目前市场上广泛应用的热冲压板材，以欧洲Arcelor公司出产的带Al-Si 涂层的USIBOR1500及改型批次为代表，产品厚度为0.7mm~2.4mm不等。 带涂层的热冲压钢板由于表面有效隔绝空气与钢铁接触，在热冲压过程中不 会产生大量氧化皮，表面质量好，后续几乎不需喷丸工序，但涂层易与加热 炉中磁辊粘结。无涂层的钢板由于具有大量氧化皮，后续需要喷丸处理，但 不会与加热炉中磁棍粘结，二者各具利弊。其他如日本的新日铁，神户制钢， 韩国的浦硕钢厂也正在积极开发生产用热冲压钢板。
为了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用技术应运而生。
目前凡是达到U-NCAP碰撞4星或 者5星水平的乘用车，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1500MPA，屈服 强度为1200MPA的热成型高强度钢。
4．一汽，二汽，奇瑞，长安，吉利等汽车公司正在迫切寻求用该项技术 来提高汽车的轻量化及安全性。
5．08雅阁车型在C-NCAP中得到5+的高分，其中一个主要原因就是将 高强度钢材的用量从13%提高到48%，并且其中的关键部件如车门防撞杆等 均采用热成型技术。
6．2013年7月26日，奇瑞年度战略车型艾瑞泽7作为一款真正具备合资 品牌水准的好车，艾瑞泽7在造型、工艺、舒适性、操控等方面均有上乘表现。 而在最为关键的安全方面，更是艾瑞泽7的最大亮点之一，在艾瑞泽7的车身 结构中，A柱、B柱、前门防撞梁等关键部位大量应用热成型工艺特高强度钢 材，用量达到整个车身钢材的5%，在自主品牌产品中位居第一。
2.德国Benteler公司主要从事汽车零件热成形技术的公司，针对B柱对材 料性能的特殊要求（即在B柱上部实现高强度，下部实现较低强度），该公司 开发了一种新的工艺：采用一块钢板直接热成形。这一新工艺的核心内容包 括：一是采用柔性轧制技术（即辊轧技术，TRB），二是“打补丁”技术， 三是局部加热技术。成形后B柱顶部强度高达1500MPa，而底部只有200MPa 左右，中间过渡区有50-100毫米左右。目前该技术已经广泛用于奔驰、宝马、 奥迪轿车的安全结构件中。据统计，如采用不等厚板1.2mm-1.75mm-2.2mm 成形B柱，可减重8.4公斤，通过有限元模拟分析和新工艺成型B柱，可以减 少焊缝80毫米。
e.大众公司在最新的第6代PASSAT车型中有9个部件使用 MnB 钢板。在 新型GolfV6车型中有5个部件使用 MnB钢板。使用高强度热成型钢板的部件 包括（ A/B/C 柱 加强板 中央通道 保险杠支架等）。然而，在车身零部件强 度提高的同时， 热冲压件的冲击韧性受到越来越多的关注。
这是因为其微观组织由非常硬的马氏体构成，所以导致韧性降低，而在 车身碰撞试验中，这些零件通常放在承受很高冲击载荷的位置；但是目前还 没有可靠的材料可用来进行韧性与脆性之间的转换；所以这是热成型钢在今 后发展中亟待解决的问题。
国外有关机构已经开始对这一问题进行相关研究 如蒂森最近在对淬火 回 火的厚坯的研究中提到，微量铌元素的应用可提高热成型钢的韧性。
国内外CAE研究现状
1 热冲压成形CAE分析的研究现状
CAE分析作为超高强钢板热冲压领域的关键技术，可以分为成形过程分析 （预测零件的热冲压可制造性）、保压淬火过程分析（预测零件的组织和力 学性能）和回弹分析（预测零件的成形精度）3个方面，下面分别加以论述。
1.1 成形过程的CAE分析
来自百度文库
国内钢板热冲压的典型应用
据介绍，此次上市的艾瑞泽7处使用了特高强度热成型钢板，打“安全笼 式”生存空间，其中包括左右A柱2处、左右B柱2处、左右前车门防撞横梁2处、 前围护板1处。一般的高强度钢板的抗拉强度在400-450MPa左右，热成型钢 板则提高至1300-1600MPa。采用热成型材料的车身，其强度能够提升3-5倍， 左右具有极高的机械安全性，能够有效降低碰撞中驾驶舱变形的程度，提高 了车身的抗碰撞能力和整体安全性，保障驾乘人员的安全。
热成型技术
长期以来，钢铁一直是汽车工业 的基础，虽然汽车制造中的铝合金， 镁合金，塑料及复合材料的用量不 断增加，但是热成型的高强度钢以 及其具有的高减重潜力，高碰撞吸 收能，高疲劳强度，高成型性等优 势，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。
3.目前我国自主品牌汽车的轻量化技术水平与发达国家相比仍存在较大 的差距。从轻量化材料的应用上，其高强度刚（尤其是强度级别较高的高强 度钢）和铝合金用量均比国外少50%，镁合金的用量还达不到国外的1/3，塑 料的用量少于25%；而先进的加工，成型和连接技术还处于实验室阶段，设 计水平也有待提高。