熱成形門環試制工藝的案例
22MnB5 熱成形門環試制工藝及缺陷分析
非涂層熱沖壓鋼22MnB5 的拼焊門環生產仍然有許多技術難點，目前還沒有量產車型應用信息。本文通過非涂層熱成形鋼的試制生產，對試制工藝、各類缺陷進行分析和整改，并對比前期工藝方案，用以指導非涂層熱成形門環的批量生產，對于降本和輕量化具有很大的借鑒意義。
近年來，由于安全法規和環保要求越來越嚴格，以及客戶對于整車安全、舒適性和耐久性的期望也越來越高，越來越多超高強鋼熱成形工藝技術的應用，有效提升了車身碰撞性能，減輕車身重量等。帶涂層的熱成形鋼因其涂層保護，目前廣泛應用于直接成形的工藝生產中，比如A、B、C 柱、各類梁類件中。隨著越來越多的零件采用熱成形工藝，以及焊接技術的發展，一體式熱成形門環，以及雙門環的“安全籠”方案取代傳統多個零件，逐漸成為車身結構設計和應用的一個新趨勢，不僅可以增強汽車側碰性能，還可以有效應對IIHS 的25%小角度偏置碰撞。
帶涂層熱成形門環通常采用直接沖壓工藝，免除后續的噴丸工序，零件尺寸精度控制較高。由于原材料、激光拼焊和模具等專利技術的限制，目前鋁硅涂層熱成形門環使用廣泛，但是成本較高，因此使用非涂層熱成形鋼如何去除和控制氧化皮就成為沖壓廠生產的技術核心，但目前非涂層熱成形鋼門環生產仍然有很多技術難點。
本文采用非涂層熱沖壓成形鋼22MnB5進行激光拼焊門環的試制生產，對比前期4 個零件的工藝指標，對試制工藝、缺陷分析和整改進行討論，用以指導非涂層熱成形門環的批量生產。
試制材料和工藝
本文所采用的試制材料為某鋼廠已工業化生產的非涂層熱成形鋼，牌號為22MnB5。門環的毛坯材料為4塊落料片激光拼焊而成，厚度為1.2mm+1.4mm，其對比方案是采用傳統沖壓和焊接工藝生產的4 個零件，具體如圖1 所示。
展開 激光焊接在熱成形門環中的應用
1 熱成形門環技術介紹
1.1 熱成形門環
熱成形門環，簡稱門環，是將常規上車體的A柱加強板、B柱加強板、側圍上加強板和門檻加強板4個零件通過組合簡化成1個零件，使用熱成型鋼（22MnB5）生產。熱成形門環原理如圖2所示。
汽車B柱內板熱沖壓成形工藝優化的模擬分析
摘 要：針對某品牌汽車B柱內板的成形工藝問題，研究了零件22MnB5高強度鋼的熱沖壓成形參數對成形質量的影響，以最大減薄率、最大增厚率和最大回彈量為評價目標，通過正交實驗和極差分析，獲得零件熱沖壓成形的最優工藝參數，并完成最優工藝參數的成形仿真和回彈分析，仿真結果表明零件的厚度分布均勻，零件最大減薄率為10.1%,最大增厚率為7.1%,零件的回彈量小，最大回彈量為0.714 mm,該零件成形質量符合設計要求，表明了該零件熱沖壓成形優化方案的可行性。
關鍵詞：B柱內板;熱沖壓;工藝參數;
目前，中國汽車工業飛速發展，汽車保有量逐年上升，同時也面臨能源、環保等問題，如何開發節能環保的“綠色汽車”受到各汽車廠商的重視[1]。實現“綠色汽車”的主要方法為應用新能源、優化引擎性能和汽車輕量化等，其中汽車輕量化是較為有效的方法。據相關研究表明，汽車質量減少100 kg, 百公里可節省0.5 L燃油[2,3]。汽車輕量化的方法主要為材料優化和結構優化兩種，材料優化是使用高性能或輕質材料替代普通材料，例如使用高強鋼或鋁合金材料替代普通鋼鐵材料達到車身減重的目的；結構優化是通用對零件的內部結構進行改進和優化達到減少材料用量[4,5,6]。汽車B柱內板屬于鈑金件，很難通過結構優化實現輕量化，采用材料優化是比較合理的方法。高強鋼具有安全性高、成本低廉等優點，是汽車輕量化用材應用最廣泛的材料，但在冷沖壓成形中易出現開裂和回彈問題，為了解決這些問題，可采用熱沖壓成形技術[7,8]。在熱沖壓成形中板料初始溫度、模具初始溫度、壓邊力和沖壓速度等工藝參數對零件成形質量有較大影響[9,10],因此，對熱沖壓成形工藝參數優化具有十分重要的意義。
展開 TA15軸承座熱等靜壓工藝成形技術研究
本項目采用850℃～980℃溫度、施加壓力不小于120MPa、保持2h～4h成形后爐冷的熱等靜壓工藝，700℃～850℃保溫1h～4h，冷卻到100℃以下出爐空冷的熱處理工藝成形出尺寸和表面質量滿足加工要求、室溫拉伸性能接近鍛件水平的粉末制件，實現了鈦合金復雜結構件的整體近凈成形。
熱等靜壓工藝（HIP）是一種以氮氣、氬氣等惰性氣體為傳壓介質，將制品放置到密閉的容器中，在一定的溫度和壓力的共同作用下，向制品施加各向同等的壓力，對制品進行壓制燒結處理的技術。HIP成形技術是在冷等靜壓和熱壓技術基礎上發展起來的綜合工藝，HIP最早開始用于難成形材料的制坯和擴散連接。但隨著HIP設備和計算機技術的發展，HIP在近凈成形難加工材料復雜零件方面的技術優勢和經濟優勢逐漸顯現了出來，成為當今世界工業發達國家研究的熱點。
HIP近凈成形技術結合了粉末HIP技術制備高性能組織和模具（包套與型芯）控形技術，在一次熱等靜壓過程中同時實現材料致密和構件成形的工藝過程，是典型的“材料-工藝一體化技術”。其主要涉及粉末制備、包套與型芯設計與制造、熱等靜壓工藝、包套與型芯的去除等。其中，包套為成形粉末提供真空環境，并傳遞溫度、壓力致密粉末，型芯約束最終零件的結構。熱等靜壓后，包套和型芯一般需要去除，結構簡單的包套和型芯采用傳統的機械加工方法即可去除，結構復雜部位一般采用選擇性腐蝕的方法去除。去除包套和型芯后，即可獲得高致密、力學性能與鍛件相當、尺寸精度高的金屬零件，整個過程幾乎不產生任何廢料。
熱等靜壓技術早期主要用于核燃料的制備，20世紀80年代美國空軍材料實驗室將該工藝擴展到了制造鎳基高溫合金和鈦合金的預成形坯。國內導彈研究院的李海泓分析了鈦合金粉末冶金技術的優點，并采用鈦合金粉末冶金技術成形出性能優越的空空導彈伺服機構殼體。
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設計仿真 | 立即預約-Simufact成形及熱處理工藝仿真解決方案
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金屬塑性加工工藝是一種常用的零部件成形制造工藝，常見的成形工藝有鍛造、沖壓、拉拔、軋制等等，這些工藝廣泛應用于各行各業。在以往，成形工藝的制定、創新，以及模具的設計都需要依靠大量的工程試錯進行迭代，從而優化工藝參數、優化模具設計，但時間與物料人力成本極高。
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展開 【技術熱點】三維五軸激光在熱沖壓成形應用上的工藝提升
摘要
目前，在車身熱沖壓成型領域，三維五軸激光切割機床的技術應用已經相當成熟。隨著熱沖壓成型技術的日趨成熟，以及汽車制造商對熱沖壓零件供應商壓低報價，汽車熱沖壓零部件供應商對于三維五軸激光切割設備的需求也在發生變化。隨著熱沖壓市場的發展，客戶群和客戶需求也隨之改變，從開始時的追求高效率、高質量切割、高精度及長期穩定性，到目前更傾向于兩個不同維度的要求：更低的投資成本和更高生產效率。此次研究得出的結果是基于：當前熱沖壓市場不同客戶的需求，以及三維五軸激光切割加工中心新的技術創新。其中一個就是最新的二合一光纖應用于三維五軸的切割，在相同的激光功率條件下，提高整個加工中心對于單件部件的切割效率，另一個是如何在滿足一些客戶需求的同時，降低設備的投資成本。
關鍵詞：激光工藝 三維五軸激光切割 熱沖壓零部件
三維五軸激光切割技術在汽車熱沖壓領域已有多年的應用。2006年，應用在汽車熱沖壓領域的三維五軸激光切割技術引入中國市場，并且目前一直在持續發展。在過去的17年間，隨著該技術的發展越來越趨于成熟，熱成型沖壓件的成本已經大幅降低，熱沖壓零件在汽車上的應用比例也在逐步增高。三維激光切割已經是熱沖壓工藝中的重要一環。熱沖壓零件的生產廠商對三維五軸激光切割設備的要求也越來越高。
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