熱成形工藝
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
熱成形工藝的視頻教程
Deform 3D-專題-擺輾成形工藝CAE仿真
仿真過程中的擺輾工藝參數基本設置： 胚料加熱至1000 ℃ ～1250℃，在軟件設置為1050 ℃。 擺輾旋轉速度設置 1、如何確定擺輾旋轉中心（重點）。 2、在Deform 3D中如何設置擺輾模具旋轉。
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Deform 3D-專題-旋壓成形工藝CAE仿真
仿真過程中的擺輾工藝參數基本設置： 胚料溫度設置為常溫（20 ℃ ） 旋壓速度設置 1、在Deform 3D中如何設置旋壓模具旋轉中心。 2、如何設置旋壓運動。
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基于DEFORM V11.0 星形套溫擠壓成形工藝分析
溫擠壓成形性能介于冷擠壓和熱擠壓之間，既克服了冷擠壓變形抗力大的難題，又避免了熱加工的過熱、過燒、氧化、脫碳等缺點，所以欲采用溫擠壓先進制造技術制造星形套。
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熱成形工藝的實例教程
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 熱沖壓成形一般是將鋼板首先加熱到900℃左右的奧氏體后進行沖壓，而后通過對沖壓模具快速注水實現零件的冷卻，通過這種熱循環和冷卻過程，鋼板的強度可以大大提高，抗拉強度由交貨狀態下的約500MPA提高到熱沖壓成形后的約1500MPa。根據工序過程的不同，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
熱成形鋼板下料后，不經過預成形，直接加熱到奧氏體化溫度，然后放入模具中快速成形，一旦沖壓形狀到達預定值，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
熱成形鋼板首先在常規冷成形模具中成形到最終形狀的90%～95%，然后將預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
現代沖壓工藝為了提高材料的利用率和生產的效率，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、感應加熱和電傳導加熱三種。
c.熱沖壓成形
熱沖壓成形最大的特點是沖壓過程是在高溫狀態下完成的，且熱沖壓時板料的溫度必須在馬氏體轉變溫度以上。
目前熱沖壓工藝的發展方向是如何提高熱沖壓成形的生產效率，縮短成形周期。
展開 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 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。
展開 （3）采用熱成形方案的B柱（斷面）：一般包含側圍外板、B柱加強板（件號1）、B柱補強板（件號2、4、5），B柱內板（件號4）等件。
對比以上3種方案，采用熱成形方案在B柱截面外廓尺寸不變的前提下，B柱加強板的厚度為最低，重量最低，成本最低。
2.熱成形零件結構設計
（1）熱成形孔結構設計。熱成形板成形時的延伸率達到36%～37%，成形性能良好。因此，熱成形的零件結構設計可參考傳統冷成形零件，但在進行熱成形零件結構設計時需要注意：熱成形B柱的設計中，應該避免圓孔翻邊（見圖2）。目前的熱沖壓工藝中還無法進行圓孔熱翻邊，對成形后的B柱進行圓孔翻邊也極為困難。
（2）熱成形B柱的鉸鏈安裝點結構。B柱上需設計車門鉸鏈及車門限位器等的安裝點，其結構特點為：除B柱加強板外在安裝點處還設計安裝螺母板，以提升安裝點處的結構剛度，圖3為典型的B柱車門鉸鏈安裝點處斷面。
（3）熱成形B柱防銹設計。為使B柱外腔達到良好的電泳效果，B柱加強板與側圍外板間、以及與相臨加強板間最小隙要達到5mm以上，如圖4所示。
熱成形仿真分析
1.熱成形仿真與沖壓工藝
B柱結構設計完成后，需要進行熱成形工藝仿真分析。如圖5所示，該結構產品件成形良好，無缺陷。熱成形設備與模具結構如圖6所示，基本結構分為：模具，板料，托料板，頂桿。
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汽車開發周期的不斷縮短，對設計成熟度的要求日益提高。然而，產品設計工程師普遍缺乏制造與工藝經驗，導致設計成本超出預算且零件可制造性降低。同時，傳統的CAE軟件通常要求使用者具備豐富的沖壓及制造工藝知識，并不適合產品設計工程師直接應用。
FTI 技術已成為沖壓鈑金件成本管理、優化、設計及早期成形性分析領域的行業標準。FormingSuite軟件工具為用戶提供貫穿產品全生命周期的智能化解決方案
此前我們介紹了海克斯康面向金屬加工領域的各項解決方案，例如Simufact Forming成形與熱處理工藝仿真方案、Simufact Welding焊接結構工藝仿真方案等等。對于某一工藝細節的仿真分析，使用單一專業方案能夠快速有效的進行工藝可行性研究。但在諸多工藝類型中，前序工藝都會對當前所要分析的工藝產生顯著影響，例如鈑金件生產制備的殘余應力會顯著影響焊接的變形趨勢。
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一、本期資料包含哪些內容？
1 產品簡介
1.1 主要功能
1.2 附加擴展模塊
2 功能特色
2.1 友好的專業化圖形界面
2.2 獨特的混合網格技術
2.3 突出的功能特性
2.4 快速精確的計算方法
3 應用價值
3.1 在金屬成形行業價值
3.2 應用領域和價值
4 用戶案例
4.1 應用案例1：大型鑄件鑄造工藝優化
4.2 應用案例
近年來，熱成形鋼在汽車白車身中的應用逐年增加，為進一步改善該鋼的強塑性，微合金化處理被廣泛應用于熱成形鋼中。
Nb元素對熱成形鋼的組織性能調控作用顯著，可以有效細化原始奧氏體晶粒，形成的納米第二相會釘扎位錯，同時提高材料的強度與塑性。
LIANGJ等研究了Nb微合金化對商用38MnB5鋼組織性能的影響，發現添加Nb后，尺寸為20~50 nm的(Nb,Ti)c均勻分布在基體上
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
聚合物基材料由于其優異的靈活性，重量輕，優良的可加工性和低成本的特點，在大功率微電子器件的熱管理方面引起了廣泛的關注。但是，大多數聚合物具有相對較低的導熱系數，范圍為0.1至0.5 W/mk。提高聚合物導熱性的一種簡單而有效的方法是將高導熱填料(如金屬、陶瓷
2023年11月29日/熱成形產業聯盟快訊--第七屆高強鋼暨熱沖壓成形國際會議（ICHSU 2024） 將在秉承前六屆會議關注熱沖壓成形新材料、新技術、新裝備的基礎上，聚焦節能減碳的科學路徑，高性能板料成形、多材料成形和數字化無損檢測等方向，就高性能熱沖壓材料與工藝、先進高強鋼的冷沖壓成形技術、多材料成形的技術與應用、多部件集成熱沖壓、激光加工、沖壓仿真應用技術、新型鍍層與工藝、沖壓成形技術在商用車輕量化發展領域的解決方案等業界廣泛關注的話題進行分享交流
熱成形產業聯盟將繼續以質檢總局，國家標準委《關于培育和發展團體標準的指導意見》和《關于促進團體標準規范優質發展的意見》為指導，以協助聯盟企業加強工藝管理、提高工藝水平為原則，扎實推進高強鋼熱成形工藝技術領域的相關標準的逐步建立，推動熱成形產業規范發展、促進技術創新。
本文首發公眾號「熱成形產業聯盟」，轉載請注明出處，謝謝~
針對資金有限、計劃批量尚處于較小階段的生產廠商，舒勒的 StrongLine 是理想的熱成形工藝入門設備。在熱成形工藝中，鋼板材會被加熱到930 攝氏度，并在接下來的成形過程中冷卻硬化。這是目前在輕量化汽車零部件生產中所采用的成熟技術。除了輥底加熱爐與配套的自動化設備外，StrongLine 還配備了一臺 1200 噸液壓機，工作臺尺寸為 2.5 - 3 米。
