热成型技术

热成型技术

汽车技术

汽车用高强度钢热成型技术*

【摘要】高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题。介绍了汽车用

高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的研究现状。以用于热冲压成型的

高强度钢—— 硼钢为例，对我国热成型技术的应用情况及未来热成型技术需要解决的问题进行了阐述。

主题词：高强度钢板热成型硼钢

1 汽车用热成型高强度钢

长期以来，钢铁一直是汽车工业的基础，虽然汽

车制造中铝合金、镁合金、塑料及复合材料的用量不

断增加，但高强度钢以其具有的高减重潜力、高碰撞

吸收能、高疲劳强度、高成型性及低平面各向异性等

优势[1,2]，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。

为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

工艺和应用技术应运而生。目前凡是达到U-NCAP

碰撞4 星或5 星级水平的乘用车型， 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

1 500 MPa、屈服强度为1 200 MPa 的热成型高强度

钢。同时， 为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1 470 MPa 级汽车部件的制造。

本文首先介绍高强度钢热成型加工工艺及其关

键技术，然后分析了国内外热成型研究成果与现状，

最后对热成型技术的应用发展进行了展望。

2 高强度钢热成型加工工艺

2.1 热成型加工工艺

2.1.1 理论基础

与传统的冷成型工艺相比， 热成型工艺的特点

是在板料上存在一个不断变化的温度场。在温度场

的影响下，板料的基体组织和力学性能发生变化，导

致板料的应力场也发生变化， 同时板料的应力场变

化又反作用于温度场， 所以热成型工艺就是板料内

部温度场与应力场共存且相互耦合的变化过程（见

图1）。这就要求热成型用钢板的成分要适应热成型

过程中的热循环。

图1 应力场、温度场和金属微观组织的相互作用