熱沖壓成形的案例
汽車沖壓件的熱沖壓成形與冷沖壓成形的區(qū)別
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 什么是熱沖壓成形技術(shù)
熱沖壓成形一般是將鋼板首先加熱到900℃左右的奧氏體后進(jìn)行沖壓，而后通過對沖壓模具快速注水實現(xiàn)零件的冷卻，通過這種熱循環(huán)和冷卻過程，鋼板的強(qiáng)度可以大大提高，抗拉強(qiáng)度由交貨狀態(tài)下的約500MPA提高到熱沖壓成形后的約1500MPa。根據(jù)工序過程的不同，熱沖壓成形可分為直接熱沖壓成形和間接熱沖壓成形兩種工藝。
（1）直接熱沖壓成形技術(shù)
熱成形鋼板下料后，不經(jīng)過預(yù)成形，直接加熱到奧氏體化溫度，然后放入模具中快速成形，一旦沖壓形狀到達(dá)預(yù)定值，零件立即被淬火硬化，見圖1。該工藝主要用于形狀較簡單且變形程度不大的工件，由于直接成形工藝成本較低，使用也最為廣泛。
圖1 直接熱沖壓成形工藝示意圖
（2）間接熱沖壓成形技術(shù)
熱成形鋼板首先在常規(guī)冷成形模具中成形到最終形狀的90%～95%，然后將預(yù)成形的零件加熱奧氏體化后熱沖壓成形和淬火硬化，工藝過程見圖2。對于一些形狀復(fù)雜或者拉延深度較大的零件，間接熱沖壓成形可以避免成形開裂，零件的預(yù)成形可以減小材料與模具之間的相對位移，從而減小模具表面在高溫下的磨損。采用鍍鋅涂層熱成形鋼的零件一般必須使用間接熱沖壓成形工藝。
圖2 間接熱沖壓成形工藝示意圖
無論是直接熱沖壓成形和間接熱沖壓成形，典型工藝過程一般都包括以下幾個工序過程：開卷落料、零件加熱、沖壓成形、淬火、激光切割、噴丸和涂油等。
a.開卷落料
現(xiàn)代沖壓工藝為了提高材料的利用率和生產(chǎn)的效率，一般會采用開卷落料的方式。
b.熱沖壓成形零件的加熱
目前主要的加熱類型包括輻射加熱、感應(yīng)加熱和電傳導(dǎo)加熱三種。
c.熱沖壓成形
熱沖壓成形最大的特點(diǎn)是沖壓過程是在高溫狀態(tài)下完成的，且熱沖壓時板料的溫度必須在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以上。
目前熱沖壓工藝的發(fā)展方向是如何提高熱沖壓成形的生產(chǎn)效率，縮短成形周期。
展開 熱沖壓成形模具設(shè)計要點(diǎn)
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 汽車B柱內(nèi)板熱沖壓成形工藝優(yōu)化的模擬分析
摘 要：針對某品牌汽車B柱內(nèi)板的成形工藝問題，研究了零件22MnB5高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形參數(shù)對成形質(zhì)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(biāo)，通過正交實驗和極差分析，獲得零件熱沖壓成形的最優(yōu)工藝參數(shù)，并完成最優(yōu)工藝參數(shù)的成形仿真和回彈分析，仿真結(jié)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(zhì)量符合設(shè)計要求，表明了該零件熱沖壓成形優(yōu)化方案的可行性。
關(guān)鍵詞：B柱內(nèi)板;熱沖壓;工藝參數(shù);
目前，中國汽車工業(yè)飛速發(fā)展，汽車保有量逐年上升，同時也面臨能源、環(huán)保等問題，如何開發(fā)節(jié)能環(huán)保的“綠色汽車”受到各汽車廠商的重視[1]。實現(xiàn)“綠色汽車”的主要方法為應(yīng)用新能源、優(yōu)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(jù)相關(guān)研究表明，汽車質(zhì)量減少100 kg, 百公里可節(jié)省0.5 L燃油[2,3]。汽車輕量化的方法主要為材料優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩種，材料優(yōu)化是使用高性能或輕質(zhì)材料替代普通材料，例如使用高強(qiáng)鋼或鋁合金材料替代普通鋼鐵材料達(dá)到車身減重的目的；結(jié)構(gòu)優(yōu)化是通用對零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化達(dá)到減少材料用量[4,5,6]。汽車B柱內(nèi)板屬于鈑金件，很難通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)輕量化，采用材料優(yōu)化是比較合理的方法。高強(qiáng)鋼具有安全性高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是汽車輕量化用材應(yīng)用最廣泛的材料，但在冷沖壓成形中易出現(xiàn)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(shù)[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(shù)對零件成形質(zhì)量有較大影響[9,10],因此，對熱沖壓成形工藝參數(shù)優(yōu)化具有十分重要的意義。
展開 
熱沖壓成形的熱點(diǎn)分析
近年來，隨著熱沖壓成形技術(shù)的發(fā)展、擴(kuò)大應(yīng)用和汽車行業(yè)對熱沖壓成形應(yīng)用的零件性能要求的多樣化以及中國大量引進(jìn)國外的熱沖壓成形生產(chǎn)線，熱成形產(chǎn)生了一系列的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，現(xiàn)從以下幾個方面對焦點(diǎn)和熱點(diǎn)進(jìn)行分析。
關(guān)于熱沖壓零件的強(qiáng)度問題
目前廣泛應(yīng)用的22MnB5鋼其抗拉強(qiáng)度一般按1500MPa計算，屈服強(qiáng)度按1200MPa計算，近年來，結(jié)合輕量化的需求，有企業(yè)開發(fā)抗拉強(qiáng)度為1800MPa和2000MPa的熱成形鋼。按照零件厚度的拇指法則，來確定零件的厚度和強(qiáng)度之間的關(guān)系：t2/t1=1-(σ1/σ2）n ，式中零件的厚度t2、t1與材料的強(qiáng)度σ1、σ2相對應(yīng)。
門的防撞桿、前后防撞梁、門B柱等構(gòu)件基本上承受彎曲應(yīng)力，強(qiáng)度的提升有可能減薄零件，即輕量化，但是厚度較薄意味著零件剛度的下降，這兩者之間需要一個合理的平衡。汽車零件的厚度與剛度密切相關(guān)，剛度影響零件的振動、噪聲、撞擊吸能，因此熱沖壓成形零件的強(qiáng)度1500MPa是否已經(jīng)到極限值?是否還需要開發(fā)1800MPa的材料?并做進(jìn)一步減薄?除了考慮零件剛度之外，進(jìn)一步減薄還將影響到熱沖壓時零件的工藝性能，零件越薄，出爐后工件在空氣中的溫度下降越快，為保證在熱沖壓零件時發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，必須加快零件的傳輸速度，以保證熱成形時零件的溫度，并使其能夠在成形后保持淬火所需要的溫度。另外，強(qiáng)度越高，鋼中碳含量越高；馬氏體的脆性與鋼中碳含量有密切關(guān)系，因此在強(qiáng)度提高時還必須考慮熱沖壓成形零件強(qiáng)韌性的匹配。在強(qiáng)度越高時，零件的延遲斷裂抗力和氫脆的能力也會下降，目前已有熱成形零件發(fā)生延遲斷裂，因此這一因素也是在強(qiáng)度提高時應(yīng)該考慮的因素。強(qiáng)度的提升，碳含量的提高，還會影響熱成形零件的可焊性，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超高強(qiáng)度鋼和熱沖壓成形零件在沖擊時發(fā)生焊點(diǎn)不正常的失效模式，影響了焊點(diǎn)的吸能和高強(qiáng)度鋼零件的性能發(fā)揮。
展開 超高強(qiáng)鋼汽車構(gòu)件熱沖壓成形技術(shù)與裝備
超高強(qiáng)鋼熱沖壓構(gòu)件的應(yīng)用能夠在減輕汽車整車重量的同時，保證車身強(qiáng)度及安全性，是實現(xiàn)汽車輕量化的重要途徑。本文主要介紹作者所在的研究團(tuán)隊圍繞超高強(qiáng)鋼汽車構(gòu)件熱沖壓成形技術(shù)及裝備所做的部分研究工作。
汽車輕量化是汽車重要的發(fā)展方向，也是國家重大科技需求。燃油車整車重量每降低10%，燃油效率提升6%～8%，排放下降4%；純電動車、混合動力車等新能源汽車對重量更加敏感，整車每減重10%，續(xù)航里程增加10%～15%。
高強(qiáng)度輕量化材料在汽車上的應(yīng)用能有效地推進(jìn)輕量化進(jìn)程。《中國制造2025》提出要提升輕量化材料等核心技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化能力，同時推動自主品牌節(jié)能與新能源汽車同國際先進(jìn)水平接軌。然而隨著鋼板強(qiáng)度的提升，傳統(tǒng)冷沖壓成形中往往存在開裂、回彈、起皺等缺陷，同時成形力明顯增加又對壓力機(jī)和模具壽命提出更高的要求。為解決這些問題，一種能夠降低成形力和成形難度，且成形后所得構(gòu)件兼具超高強(qiáng)度和高精度的先進(jìn)材料加工技術(shù)——熱沖壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。時至今日，熱沖壓成形技術(shù)已廣泛用于汽車車身及底盤結(jié)構(gòu)件成形制造中（圖1）。
熱沖壓成形技術(shù)的概念與特點(diǎn)
熱沖壓成形技術(shù)包括直接熱沖壓和間接熱沖壓兩種形式。以最常用的直接熱沖壓成形為例，其工藝流程如圖2所示，首先將高強(qiáng)度硼鋼板坯料加熱到奧氏體化溫度以上，并保溫一定時間使其充分奧氏體化（通常為900～950℃），隨后將加熱的坯料迅速轉(zhuǎn)移至帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，同時保壓淬火，使構(gòu)件材料發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。與傳統(tǒng)的冷沖壓相比，鋼板在高溫時成形性好，可一次成形復(fù)雜形狀的構(gòu)件，并且構(gòu)件強(qiáng)度可達(dá)1500MPa甚至更高。此外，熱沖壓工藝的構(gòu)件回彈小、精度高、變形抗力約為冷沖壓的三分之一、設(shè)備噸位小。
展開 汽車五金沖壓件加工廠熱沖壓成形的技術(shù)特點(diǎn)
汽車五金沖壓件加工廠中熱沖壓成形是國際上近幾年出現(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)，也是汽車沖壓件制造領(lǐng)域內(nèi)的較為先進(jìn)的技術(shù)；
五金沖壓件加工廠在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)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，在鋼板中添加了硼，其目的在于提高鋼板的淬火性能，使板料的組織轉(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 汽車鋼板沖壓件的熱沖壓成形包含多少工序
汽車鋼板沖壓件的熱沖壓成形工序通常由以下幾個工序組成：
1.落料：是熱沖壓成形中的第一道工序，把板材沖壓出所需外輪廓坯料；
2.鋼板的奧氏體化：這個過程包括加熱和保溫兩個階段。這一工序的目的在于將鋼板加熱到一個合適的溫度，使鋼板完全奧氏體化，并且具有良好的塑性。加熱所使用的設(shè)備為專用的連續(xù)加熱爐，鋼板在加熱到再結(jié)晶溫度以上之后，表面很容易氧化，生成氧化皮，這層氧化皮會對后續(xù)的加工造成不利的影響。為了避免或減少鋼板在加熱爐中的氧化，一般在加熱爐內(nèi)設(shè)置惰性氣體保護(hù)機(jī)制，或者對板料進(jìn)行表面防氧化處理。
3.轉(zhuǎn)移：指的是將加熱后的鋼板從加熱爐中取出放進(jìn)熱成形模具中去。在這一道工序中，必須保證鋼板被盡可能快地轉(zhuǎn)移到模具中，一方面是為了防止高溫下的鋼板氧化，另一方面是為了確保鋼板在成形時仍然處在較高的溫度下，以具有良好的塑性。
4.沖壓和淬火：在將鋼板放進(jìn)模具之后，要立即對鋼板進(jìn)行沖壓成形，以免溫度下降過多影響鋼板的成形性能。成形以后模具要合模保壓一段時間，一方面是為了控制零件的形狀，另一方面是利用模具中設(shè)置的冷卻裝置對鋼板進(jìn)行淬火，使零件形成均勻的馬氏體組織，獲得良好的尺寸精度和機(jī)械性能。研究表明，就目前常用的熱沖壓鋼材而言，實現(xiàn)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的最小冷卻速率為27~30℃/s，因此要保證模具對板料的冷卻速度大于此臨界值。
5.后續(xù)處理：在成形件從模具中取出以后，還需要對其進(jìn)行一些后續(xù)的處理，如利用酸洗或噴丸的方式去除零件表面的氧化皮，以及對零件進(jìn)行切邊和鉆孔。熱沖壓件由于強(qiáng)度太高，不能用傳統(tǒng)的手段對其進(jìn)行切邊及鉆孔加工，而必須用激光技術(shù)來完成。
熱沖壓模具設(shè)計是熱沖壓成形工藝的核心技術(shù)，它不僅要滿足零件的成形需要，而且還要具有優(yōu)異的冷卻能力，以保證汽車沖壓件獲得良好的機(jī)械性能和尺寸精度。
展開 高強(qiáng)板車身件熱沖壓技術(shù)
高強(qiáng)板車身件熱沖壓成形技術(shù)最近進(jìn)展總結(jié)
自20世紀(jì)70年代末發(fā)生石油危機(jī)以來，汽車工業(yè)在不斷完善發(fā)動機(jī)性能、優(yōu)化車身動力學(xué)設(shè)計、尋求替代能源的同時，加強(qiáng)了汽車輕量化的研究。高強(qiáng)度板以其重量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)成為滿足汽車輕量化、降低燃油消耗、提高汽車碰撞安全性的重要途徑之一，在汽車車身零件中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
室溫條件下高強(qiáng)度鋼板塑性變形范圍小，成形性能差，如采用冷沖壓法沖壓，所需的沖壓噸位大，容易開裂。同時由于沖壓回彈大，零件尺寸也難以控制。特別當(dāng)高強(qiáng)度板抗拉強(qiáng)度超過550MPa時，傳統(tǒng)的冷沖壓方法幾乎無法進(jìn)行，因此汽車工業(yè)投入巨大的精力來開展高強(qiáng)度板的開發(fā)和熱沖壓成形技術(shù)的研究。1984年，瑞典SAAB成為全球首家使用熱沖壓零件的汽車企業(yè)，1991年使用熱沖壓技術(shù)生產(chǎn)的保險杠問世。目前熱沖壓成形技術(shù)已在汽車制造中得到較大范圍的應(yīng)用，全球擁有100多條熱沖壓生產(chǎn)線。
目前，我國對熱沖壓成形技術(shù)的研究剛剛開始，相關(guān)的文獻(xiàn)也較為粗略，影響了該新型技術(shù)知識在我國的推廣和應(yīng)用。本文從工藝、裝備、應(yīng)用三個方面，分別對熱沖壓成形的原理、分類、工藝流程進(jìn)行了闡述，對高強(qiáng)度板、熱沖壓設(shè)備的要求進(jìn)行了分析，對熱沖壓成形技術(shù)在轎車零件生產(chǎn)的應(yīng)用和進(jìn)展進(jìn)行了介紹，對熱沖壓成形技術(shù)知識的推廣與應(yīng)用具有一定的促進(jìn)作用。
熱沖壓成形工藝流程
?。?）熱沖壓的工藝原理
熱沖壓又常被稱為“沖壓硬化”技術(shù)。
展開 第七屆高強(qiáng)鋼暨熱沖壓成形國際會議（ICHSU 2024）通知
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。
會議將特邀從事高性能金屬板料熱沖壓技術(shù)研究與應(yīng)用的專家做特邀報告外，還將邀請汽車行業(yè)專家、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專家和數(shù)字化裝備的專家做行業(yè)特邀報告。歡迎海內(nèi)外從事、關(guān)心熱成形產(chǎn)業(yè)的各界人士報名與會！大會邀請函請致電組委會索取。
展品范圍：
熱成形應(yīng)用產(chǎn)品、熱成形系統(tǒng)集成生產(chǎn)線、加熱設(shè)備、輸送設(shè)備、激光設(shè)備、沖壓設(shè)備、機(jī)器人設(shè)備、模具設(shè)備等；自動化、信息化，包括 3D 仿真軟件、機(jī)器人系統(tǒng)集成、傳感器、視覺系統(tǒng)等；高強(qiáng)鋼、高強(qiáng)鋁、涂層材料、工模具鋼材料等。
上屆回顧：
2023年7月18日-20日，第三屆熱成形產(chǎn)業(yè)大會在武漢聯(lián)投麗笙酒店順利召開。本屆熱成形產(chǎn)業(yè)大會由熱成形產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國金屬學(xué)會、湖北省模具工業(yè)協(xié)會聯(lián)合主辦；上海產(chǎn)業(yè)創(chuàng)意設(shè)計協(xié)會、上海汽車工程學(xué)會、中國汽車工程研究院股份有限公司、通快（中國）有限公司、廣東海高激光智能裝備有限公司、上海良時智能科技股份有限公司、凌云吉恩斯科技有限公司協(xié)辦；上海盟杉科技技術(shù)發(fā)展有限公司承辦；湖北眾悅匯集團(tuán)支持。
大會為期兩天，累計演講報告29場，展示企業(yè)41家，參會嘉賓410余名。
展開 PVD 鍍層在熱沖壓模具中的應(yīng)用
熱成形模具一般經(jīng)過淬火以及兩次到三次回火，其硬度在50HRC 左右，其回火溫度一般在600 ～650℃。而熱成形零件一般入模溫度在750℃左右，生產(chǎn)節(jié)拍控制在20～30s之間，模具保壓壓力一般在300 ～800MPa 之間。由于熱成形零件的冷卻速度要求大于30℃/s，這就導(dǎo)致模具鋼經(jīng)常承受如高溫高壓、急冷急熱和摩擦磨損，所以模具拉傷和裂紋頻繁出現(xiàn)。熱成形模具鑲塊出現(xiàn)拉傷和裂紋后，影響制作品質(zhì)，無法保證生產(chǎn)效率。
熱成形模具鑲塊的磨損情況有兩種，一種是犁溝型磨損，如裸板在熱沖壓過程中，產(chǎn)生的氧化皮，硬度較高，在熱沖壓成形過程中，會與模具鑲塊表面進(jìn)行高溫摩擦，引起模具鑲塊或者零件表面產(chǎn)生劃傷，拉痕，嚴(yán)重者導(dǎo)致模具鑲塊斷裂，產(chǎn)品型面尺寸改變。由于犁削效應(yīng)與模具成形壓力成正比，并隨著模具鑲塊粗糙度的增大而增強(qiáng)，提高鑲塊硬度或降低鑲塊表面粗糙度有利于減輕犁削磨損。但是在熱成形鋁硅涂層零件時，不僅存在犁削磨損，還有粘著磨損。粘著磨損是指滑動摩擦?xí)r摩擦副接觸面局部發(fā)生金屬粘著，在隨后相對滑動中粘著處被破壞，有金屬屑粒從零件表面被拉拽下來或零件表面被擦傷的一種磨損形式。
針對模具拉傷問題，目前行業(yè)內(nèi)普遍的做法是提高模具鑲塊的硬度，降低模具表面粗糙度，例如滲氮或者PVD。PVD 俗稱物理氣相沉積，其基本原理是利用加熱、離子轟擊或者輝光放電等物理方式將材料源表面氣化成原子、離子或分子等，并沉積到襯底表面形成涂層。
離子滲氮+PVD 過程
現(xiàn)對拉傷部位的模具鑲塊(圖1)進(jìn)行離子滲氮加PVD 處理，模具鑲塊材質(zhì)為DIEVAR，回火硬度為50 ～52HRC， 鑲塊離子滲氮溫度520℃，時間為4 ～8h，滲氮層厚度約100μm，滲氮后如圖2 所示。PVD 涂層材質(zhì)為TiAlN，厚度4 ～5μm。
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汽車沖壓件加工采用熱沖壓成型技術(shù)的優(yōu)勢
一些汽車沖壓件加工工藝，可以是冷沖壓也可以采用熱沖壓。。熱沖壓成形是新興的、較為先進(jìn)的、專門應(yīng)用于汽車行業(yè)及航空行業(yè)的沖壓技術(shù)，下面我們就來看下在汽車行業(yè)熱沖壓成型與冷沖壓成形相比較，具體有哪幾方面的優(yōu)勢。優(yōu)勢如下：
1. 能提高車型的碰撞性能；
2. 實現(xiàn)更大程度的車身輕量化；
3. 減小油耗和二氧化碳的排放；
4. 零件成形性相對較好；
5. 零件的尺寸精度好；
6. 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，加強(qiáng)板數(shù)量有效減少；
7. 降低了壓力機(jī)的噸位要求；
8. 有效提高零件的表面硬度及其耐磨性；
9.降低了沖壓噪音；
10.通過車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，可以有效控制綜合制造成本；
展開 熱沖壓加工沖壓件還有哪些不足
熱沖壓成形技術(shù)已應(yīng)用到汽車沖壓件的成形加工，這項技術(shù)的采用是汽車行業(yè)的一大進(jìn)步，但它還存在著一定的缺點(diǎn)，一定要認(rèn)識到。它的不足之處就是：
1.生產(chǎn)節(jié)拍慢（3沖程/分鐘）；
2.需要激光切割進(jìn)行切、沖孔；
3.工藝影響因素比冷沖壓加工復(fù)雜得多；
4.無鍍層板熱沖壓過程會產(chǎn)生氧化皮，需要定期清理；
5.固有廢品率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷沖壓；技術(shù)門檻和投資門檻比較高；
6.業(yè)內(nèi)技術(shù)落后于實驗；熱沖壓仿真精度相對較差（熱脹冷縮、組織轉(zhuǎn)變及其回彈CAE非常難）、調(diào)試周期相對較長。
展開 Numsheet2008 BM3 熱沖壓仿真習(xí)題 加專家分
Numsheet2008的第三個例題，是一個熱分析的習(xí)題，
相關(guān)資料到資料庫下載：
NS08_BM3.part1.rar
NS08_BM3.part2.rar
NS08_BM3.part3.rar
凡是回復(fù)完整結(jié)果的，加專家分10，
一般結(jié)果的，1~10分不等，以結(jié)果的準(zhǔn)確性為準(zhǔn)；希望大家踴躍參加：
完整結(jié)果：填寫完試題的Result.xls文件。（必須是本人獨(dú)立完成的）
部分結(jié)果：溫度、厚度、應(yīng)力、應(yīng)變等等。（視不同情況給予不同分?jǐn)?shù)）
下面給出一篇PAM-STAMP熱成型分析的論文，希望能夠幫助大家
論文地址：
Pam-Stamp_2G模擬板料熱沖壓成形過程.pdf
展開 汽車先進(jìn)高強(qiáng)鋼成形技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
因此，完善其成形技術(shù)也是下一階段先進(jìn)高強(qiáng)鋼研發(fā)及應(yīng)用的主要研究任務(wù)。
我國先進(jìn)高強(qiáng)鋼的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢主要如下。
⑴ 熱沖壓材料的開發(fā)。目前國內(nèi)各大鋼鐵公司均在進(jìn)行先進(jìn)高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)和研究，其中最具代表性的企業(yè)主要有寶鋼、鞍鋼、馬鋼等，主要進(jìn)行強(qiáng)度在1800MPa級及以上的熱沖壓材料開發(fā)，同時要在現(xiàn)有強(qiáng)度級別下進(jìn)一步提升其延伸率，以滿足強(qiáng)度及碰撞要求。
⑵ 防腐蝕性。先進(jìn)高強(qiáng)鋼在強(qiáng)度和成形性方面展示了良好的應(yīng)用前景，但是在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，不僅要采用高強(qiáng)度和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼，同時為保證汽車的防腐蝕性能，還應(yīng)該加大鍍層板的研究和產(chǎn)業(yè)化，并提高鍍層板的品種和質(zhì)量來提高先進(jìn)高強(qiáng)鋼材料的抗腐蝕性。
⑶ 研究先進(jìn)高強(qiáng)鋼的熱沖壓成形防止回彈技術(shù)。材料特性決定了其成形工藝，材料的強(qiáng)度越高，成形后零件的回彈越大，防止這種成形缺陷的技術(shù)難度越大，先進(jìn)的成形方法尤其是防回彈技術(shù)是未來的主要研究方向之一。
⑷ 新型熱成形模具鋼材料的研究開發(fā)。為了有效提高模具熱傳導(dǎo)和抗拉毛特性，增加模具的使用壽命，提高生產(chǎn)節(jié)拍，亟需研究出高導(dǎo)熱、高耐磨、高韌性的熱沖壓模具鋼材料。
⑸ 先進(jìn)高強(qiáng)鋼熱沖壓成形的模具設(shè)計技術(shù)。在沖壓過程中要使升溫、保溫與降溫過程模具內(nèi)溫度盡量均勻，防止熱應(yīng)力過高而引起模具的損壞；同時要研究熱成形模具模內(nèi)淬火分析和疲勞壽命預(yù)測分析技術(shù)，另外沖壓設(shè)備的選擇匹配也是模具設(shè)計的難點(diǎn)。
⑹ 先進(jìn)高強(qiáng)鋼熱沖壓成形計算機(jī)模擬技術(shù)研究。需要解決的關(guān)鍵問題是將先進(jìn)高強(qiáng)鋼準(zhǔn)確的材料本構(gòu)模型嵌入到數(shù)值模擬軟件中，進(jìn)而進(jìn)一步研究高強(qiáng)鋼的熱成形有限元數(shù)值模擬建模技術(shù)。
——節(jié)選自《鍛造與沖壓》2018年第8期
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