熱沖壓
關(guān)注創(chuàng)建者：TINGNA 創(chuàng)建時間：2016-01-05
熱沖壓的視頻教程
基于Abaqus模擬高強(qiáng)度鋼板的熱力耦合沖壓成型仿真（附帶詳細(xì)cae模型）
本實(shí)例是基于Abaqus仿真模擬高強(qiáng)度鋼板的熱成型沖壓過程 ,本期視頻所用的模型網(wǎng)格為溫度-位移耦合線性單元,本視頻包含全流程建模步驟涉及到分析步的設(shè)置,材料截面的設(shè)置,邊界載荷施加等.主要難點(diǎn)在于非線性材料參數(shù)的設(shè)置(借鑒其他模型材料參數(shù)),熱傳遞設(shè)置,熱空氣輻射設(shè)置,預(yù)定義場溫度設(shè)置等,結(jié)果處理方面包含提交計算,結(jié)果查看等,附帶詳細(xì)涉及的模型,有需要的同學(xué)可自行下載查看。
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熱沖壓的實(shí)例教程
冷沖壓和熱沖壓都是沖壓的一種。沖壓是靠壓力機(jī)和模具使板、帶、管材等產(chǎn)生塑性變形或分離，從而得到所需的成形零件。
冷沖壓是指在常溫狀態(tài)下進(jìn)行五金零件加工，一般情況下版材料厚度＜4mm。冷沖壓的好處即-無需加熱，無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費(fèi)用較低；缺點(diǎn)使會出現(xiàn)加工硬化的情況，嚴(yán)重時會使金屬失去進(jìn)一步變形能力。
冷沖壓要求坯料厚度均勻波動范圍小，表面光潔、無斑點(diǎn)、無劃傷。
熱沖壓是將金屬加熱到一定溫度范圍的沖壓加工方法。要求板料厚度在8-10mm以上，需要加熱后進(jìn)行沖壓加工。
熱沖壓的好處如下：
1-相對冷沖壓而言，熱沖壓的成形性比較好；
2-尺寸精度好，冷沖壓件的強(qiáng)度只有600M Pa左右，而且存在較明顯的回彈，熱沖壓件的強(qiáng)度在1500M Pa左右，幾乎沒有回彈的情況。
3-零件的表面硬度、抗凹性和剛度都比較好；
4-對于汽車沖壓件來說，可以得到超高強(qiáng)度的車身零件，從而能夠壓薄零件厚度，減少車身加強(qiáng)板的數(shù)量，提高車身的碰撞性能，實(shí)現(xiàn)車身的有效減重。這就使得汽車行業(yè)普遍采用熱成形技術(shù)。
上述這些優(yōu)點(diǎn)不足以說明熱沖壓就沒有缺點(diǎn)。熱沖壓也有較為明顯的不足，比如 熱沖壓件的制造成本高，模具價位較高，能耗較大，還需要采用激光切割等，所以成本比冷沖壓高很多；生產(chǎn)加工過程相對較慢；
從上可知，熱沖壓主要應(yīng)用在汽車加工制造領(lǐng)域；但是冷沖壓模具則有相對而言更多的行業(yè)應(yīng)用，比如汽車、電子、家電、航空等領(lǐng)域中。
展開 沖壓件的成形有冷沖壓成形技術(shù)，還有熱沖壓成形技術(shù)。那么沖壓件的冷沖壓成形與熱沖壓成形有什么不同呢？沖壓件廠家--滄州惠豐汽車配件有限公司來為你介紹過。
熱沖壓成形是汽車沖壓件制造領(lǐng)域內(nèi)的較為選進(jìn)的技術(shù)，是國際上近幾年來出現(xiàn)的一項專門用于成形超高強(qiáng)度鋼板沖壓件的先進(jìn)制造技術(shù)。熱沖壓成形中所使用的鋼板是一種特殊的硼合金鋼板，這種鋼板不同于傳統(tǒng)的冷成形超高強(qiáng)度鋼。
現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的雙相鋼、復(fù)相鋼等冷成形高強(qiáng)度鋼板一般是在常溫下通過冷沖壓的方法成形，成形前后零件的顯微組織和機(jī)械強(qiáng)度基本不發(fā)生改變；而熱沖壓成形中所使用的鋼板在常溫下強(qiáng)度不很高，抗拉強(qiáng)度僅有400-600MPA，具有良好的塑性與可成形性。它是通過熱沖壓成形工藝進(jìn)行成形和淬火后，零件的顯微組織由原來的鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變成均勻的馬氏體，抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到1500MPA以上，硬度可以達(dá)到50HRC，而且基本沒有回彈，具有很高的尺寸精度。
熱沖壓成形在鋼板中添加了硼，其目的在于提高鋼板的淬火性能，使用板料的組織轉(zhuǎn)變順利進(jìn)行。此外，為了提高材料的強(qiáng)度以及其它力學(xué)性能，還添加了Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等多種合金微量元素。
展開 熱沖壓成形量產(chǎn)模具設(shè)計流程如圖5所示，采用autoform、pam stamp2G等軟件進(jìn)行對熱沖壓成形過程進(jìn)行快速成形模擬和冷卻過程模擬，利用熱沖壓成形鋼板的高溫流變曲線、高溫摩擦系數(shù)、FLD等參量進(jìn)行成形模擬，采用Fluent、Ansys等軟件進(jìn)行模具冷卻效果模擬，保證熱成形模具長期工作熱平衡性。這一過程實(shí)際是熱力學(xué)、機(jī)械學(xué)耦合模擬。將模擬結(jié)果作為模具設(shè)計方案確定的重要依據(jù)。
圖5 熱沖壓成形量產(chǎn)模具設(shè)計流程
熱沖壓成形模具型面設(shè)計要點(diǎn)如下：
（1） 模具型面主要卻決于產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并根據(jù)客戶對零件的技術(shù)要求，制定合適的模具加工精度和公差，并應(yīng)考慮熱脹冷縮及回彈的影響，對模具型面采取合適補(bǔ)償方案；同時熱沖壓鋼板高溫時摩擦系數(shù)大，高溫成形時易于開裂，因此，熱沖壓模具型面通常不設(shè)計拉深筋，對于復(fù)雜成形零件，增加壓料裝置用于控制板料合理流動，保證熱沖壓成形性能。
（2）翻邊孔變形特征的轉(zhuǎn)變設(shè)計。
（3）對于后續(xù)激光切割時難于定位的零件，應(yīng)適當(dāng)增加工藝凸臺。
熱沖壓成形實(shí)際上鋼板在熱沖壓成形模具中成形和淬火的過程，熱沖壓零件的組織、性能和尺寸精度能否穩(wěn)定地滿足要求均與在模具中成形和淬火密切相關(guān)，熱沖壓成形模具應(yīng)具備良好的沖壓成形、淬火、長期穩(wěn)定的能力。熱沖壓成形模具是熱沖壓成形工藝的核心技術(shù)。同時，熱沖壓成形模具工作溫度在800℃左右至室溫之間，工作溫度高，并需要承受冷熱的急劇變化。
展開 首先將初始強(qiáng)度為500～600MPa的高強(qiáng)度板加熱到880～950℃，然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，并處于保壓狀態(tài)，以20～300℃/s的冷卻速度快速淬火冷卻，由于奧氏體轉(zhuǎn)變成了馬氏體，零件強(qiáng)度大幅提高，可以生產(chǎn)出強(qiáng)度高達(dá)1500MPa沖壓件。
（2）熱沖壓工藝的分類
熱沖壓技術(shù)按工藝過程分為直接熱沖壓工藝和間接熱沖壓工藝兩大類。
在直接熱沖壓工藝中，坯料被加熱后，直接送至閉式模具內(nèi)進(jìn)行沖壓成形和淬火，然后進(jìn)行冷卻、切邊沖孔（或激光切割）、表面清理等后續(xù)工藝。
在間接熱沖壓工藝中，先進(jìn)行冷沖預(yù)成形后，然后再進(jìn)入加熱、熱沖壓、切邊沖孔、表面清理等工藝。
兩者區(qū)別在于間接熱沖壓工藝在加熱前比直接熱沖壓工藝多了冷沖預(yù)成形工序，熱沖壓工藝送進(jìn)加熱爐的是板料，間接熱沖壓工藝送進(jìn)加熱爐的冷沖預(yù)成形件（見圖1）。
圖1
一般而言，直接熱沖壓工藝方法適用于簡單零件，間接熱沖壓工藝方法適用于形狀復(fù)雜零件或深拉深零件。
?。?）熱沖壓成形工藝流程
熱沖壓成形一般工藝流程見圖2。熱沖壓的關(guān)鍵工藝過程是加熱、沖壓、保壓和冷卻。加熱過程直接影響到高強(qiáng)度鋼板的沖壓性能，沖壓過程中伴隨的淬火則對零件強(qiáng)度的硬化起到?jīng)Q定性的作用。
圖2
熱沖壓高強(qiáng)板
熱沖壓高強(qiáng)度板普遍采用含硼鋼板，初始抗拉強(qiáng)度在400~600MPa，經(jīng)熱沖壓、保壓、淬火后可達(dá)到1500MPa左右。
由于熱沖壓淬火過程中，伴隨著奧氏體向馬氏體的再結(jié)晶過程。此外，高強(qiáng)板會被加熱至再結(jié)晶溫度以上，鋼板表面與空氣接觸后會產(chǎn)生氧化和脫碳。
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摘要
用熱沖壓生產(chǎn)所需的高強(qiáng)度鋼構(gòu)件（也稱為沖壓硬化）需要淵博的知識和控制成形過程。這樣，才能使最后一部分的屬性達(dá)到預(yù)期目標(biāo)和適應(yīng)不同的工藝參數(shù)及滿足它們之間的相互關(guān)系。除了跟傳統(tǒng)的冷成型的一些參數(shù)外不同外，熱和微觀結(jié)構(gòu)等參數(shù)使得熱沖壓過程的機(jī)械性能變得更加復(fù)雜。這些參數(shù)是解釋物理現(xiàn)象必不可少的。
在這篇文章中，對熱沖壓中的熱，機(jī)械，微觀結(jié)構(gòu)和技術(shù)領(lǐng)域的最新狀況進(jìn)行了綜述。研究所有工序后，從半成品加熱到熱沖壓空各個過程都進(jìn)行了描述。對現(xiàn)有研究結(jié)果進(jìn)行調(diào)查顯示，在整個過程中的成形相轉(zhuǎn)變，連續(xù)流變行為，都和機(jī)械性能以及幾何形狀相關(guān)。形成的一些差距，主要和相變，連續(xù)流動行為的領(lǐng)域，機(jī)械和幾何形狀之間的部分性質(zhì)的相關(guān)。這些和先進(jìn)工藝的工業(yè)應(yīng)用都有一些差距。該論述的目的是提供一個成型過程背景，并展示熱沖壓領(lǐng)域的巨大潛力。
1、引言
鑒于汽車的輕量化，安全化和抗沖擊性能，對于高強(qiáng)度汽車機(jī)構(gòu)鋼板的需求日益明顯。瑞典公司熱沖壓專利及其發(fā)展（1977年專利），被用于一些刀具刃上。1984年Saab汽車公司是第一家采用硬化硼鋼板制作了Saab9000的汽車制造商。生產(chǎn)的零部件從1987年的的300萬件/年到1977年的800萬件/年。自從2000年起，更多的熱沖壓零部件被用于汽車上，并且年生產(chǎn)量在2007年已達(dá)到1億多件。熱沖壓件在汽車工業(yè)的應(yīng)用比如說汽車底盤，像A柱，B柱，保險杠，車頂縱梁和管道，如圖1。
目前熱沖壓存在兩種途徑：直接和間接熱沖壓方法。在直接熱沖壓中，半成品被加熱，再轉(zhuǎn)移到沖壓，隨后在閉式模具內(nèi)成型和淬火。見圖2a。
間接熱沖壓的特征是使用一個接近完整的預(yù)成型的冷模，這僅用于淬火和奧氏體化后沖壓的標(biāo)準(zhǔn)使用。見圖2b。材料中完全馬氏體轉(zhuǎn)變引起應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到1500MPa。
本文回顧了熱沖壓的很多研究。
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熱沖壓的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
熱沖壓的最新內(nèi)容
在熱沖壓工藝、航空發(fā)動機(jī)葉片檢測、電子元器件熱管理等場景中，由于被測物體表面發(fā)射率的變化，往往導(dǎo)致測溫偏差。通過動態(tài)發(fā)射率補(bǔ)償技術(shù)，可以將測溫系統(tǒng)誤差穩(wěn)定控制在±1.5℃以內(nèi)，精度提升60%以上。
四、材料研發(fā)：助力新型功能材料創(chuàng)新
在材料科學(xué)研究領(lǐng)域，手持式發(fā)射率測量儀是研發(fā)人員的得力助手。
在一般的工程問題中，例如動力機(jī)械中許多零件在熱應(yīng)力下的強(qiáng)度問題，熱沖擊對強(qiáng)度的影響，熱疲勞對零件壽命的影響;金屬零件在熱處理過程中出現(xiàn)的熱應(yīng)力，殘余熱變形和殘余熱應(yīng)力問題;精密切削加工時，工件和機(jī)床的熱變形及其對加工精度的影響;冶金設(shè)備在溫度荷載和機(jī)械荷載聯(lián)合作用下的強(qiáng)度和剛度的計算以及與之對應(yīng)的合理設(shè)計問題;熱沖壓加工機(jī)械中零件的熱疲勞問題;化工反應(yīng)裝置在溫度變化時的強(qiáng)度和熱翹曲問題等等，這些亞待解決的重要課題都需要應(yīng)用熱彈性力學(xué)的理論和方法
二、崗位需求
崗位名稱：Simufact 仿真軟件售前支持工程師
工作地點(diǎn)：北京及周邊等
崗位要求：
1.
985/211院校碩士及以上學(xué)歷，材料加工工程等相關(guān)專業(yè)，熟悉鍛造、沖壓、熱處理等工藝過程；
2.
應(yīng)用過Simufact forming、DEFORM、Forge等仿真軟件的優(yōu)先；
3.
熱沖壓是將金屬加熱到一定溫度范圍的沖壓加工方法。要求板料厚度在8-10mm以上，需要加熱后進(jìn)行沖壓加工。
熱沖壓的好處如下：
1-相對冷沖壓而言，熱沖壓的成形性比較好；
2-尺寸精度好，冷沖壓件的強(qiáng)度只有600M Pa左右，而且存在較明顯的回彈，熱沖壓件的強(qiáng)度在1500M Pa左右，幾乎沒有回彈的情況。
2023年11月29日/熱成形產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟快訊--第七屆高強(qiáng)鋼暨熱沖壓成形國際會議（ICHSU 2024） 將在秉承前六屆會議關(guān)注熱沖壓成形新材料、新技術(shù)、新裝備的基礎(chǔ)上，聚焦節(jié)能減碳的科學(xué)路徑，高性能板料成形、多材料成形和數(shù)字化無損檢測等方向，就高性能熱沖壓材料與工藝、先進(jìn)高強(qiáng)鋼的冷沖壓成形技術(shù)、多材料成形的技術(shù)與應(yīng)用、多部件集成熱沖壓、激光加工、沖壓仿真應(yīng)用技術(shù)、新型鍍層與工藝、沖壓成形技術(shù)在商用車輕量化發(fā)展領(lǐng)域的解決方案等業(yè)界廣泛關(guān)注的話題進(jìn)行分享交流
近年來，一種抗拉強(qiáng)度超過1800 MPa的新型熱沖壓鋼被開發(fā)出來，用以取代部分傳統(tǒng)的熱沖壓鋼。
熱成形鋼在模具中淬火冷卻成形獲得全馬氏體結(jié)構(gòu)是其重大特點(diǎn)。
評審專家組成員一致同意通過《熱沖壓模具鋼》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)審查，要求編寫組按照團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)流程報送并發(fā)布實(shí)施。
近藤Kondo還說:"傳統(tǒng)上，日本汽車制造商及其一級零部件供應(yīng)商總是更喜歡冷沖壓，而不是輥壓成形或熱沖壓。冷沖壓相比輥壓成形的一個優(yōu)勢是，沖壓可以讓你更自由地選擇零件的幾何形狀。
"冷沖壓相比熱沖壓還有各種優(yōu)點(diǎn)。對日本汽車制造商來說，關(guān)鍵是能耗低、單位沖次時間短。當(dāng)然，還減少了現(xiàn)在大家關(guān)注的CO2排放，所有這些都讓人偏好冷沖壓而不是熱成形。"
隨著輕量化的進(jìn)一步深入，高強(qiáng)鋼熱沖壓成形作為輕量化工程的一個分支是否會出現(xiàn)變化？輕質(zhì)鋁合金在車輛用材中使用量逐漸提高，這種趨勢的出現(xiàn)和演變是否會影響高強(qiáng)鋼熱沖壓成形產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？帶著這些問題，熱成形聯(lián)盟媒體部采訪了舒勒中國高級銷售經(jīng)理楊鶴俊先生。
楊鶴俊先生您好！
，表明了該零件熱沖壓成形優(yōu)化方案的可行性。
