热冲压成形技术
热成型冲压
热成型冲压
热成型冲压作为一种重要的金属加工工艺，在工业生产中有着广泛的应用。
它是指将金属材料在一定的温度范围内进行成型和冲压，以改善金属材料的塑性、减小强度和提高变形性能。
热成型冲压相比于常温冲压，具有成形难度低、精度高、成形性能好等优点。
首先，热成型冲压能够显著降低金属材料的流动阻力，使得金属在成型过程中更容易流动，降低成形难度。
在高温条件下，金属的塑性和韧性明显增强，容易发生流动，有利于实现复杂零件的成型。
这在生产一些形状复杂、薄壁或者要求高精度的零部件时尤为重要。
其次，热成型冲压能够提高成形零件的表面质量和精度。
由于金属材料在高温下更容易塑性变形，因此在成型过程中更容易填充模具腔体，减少成形缺陷，提高成形零件的表面质量。
同时，高温条件下金属的流动性更强，有利于提高零件的尺寸精度和几何形状的一致性。
另外，热成型冲压还能改善金属材料的综合性能。
在高温条件下，金属晶粒的再结晶行为更为活跃，可以消除材料中的残余应力和组织缺陷，减少冷变形过程中产生的强化相，有利于提高材料的塑性和延展性，改善金属材料的整体性能。
总的来说，热成型冲压是一种有效的金属加工工艺，适用于生产要求高精度、高表面质量和复杂形状的零部件。
通过控制合适的成型温度和变形参数，可以实现金属材料的高效成形，提高产品的质量和生产效率。
在未来的工业生产中，热成型冲压技术有望得到更广泛的应用，为不同领域的金属加工提供更多可能性。
1。
热冲成型技术
SIMWON
Total Design Service
修正案 强制规制 2015 年 2020 年
目
140 g/km 轿车 欧洲-15个国家
175 g/km 商务车 欧洲-27个国家
160 g/km 商务车
95 g/km 轿车
目标车辆 目标国家
• 逐渐缩减燃料中碳素成分, 增大生物燃料的使用 其 他 • 汽车尾气排气制度待议 (2013年以前未实施)
58% 有 效 功 率
The Best Autobody Maker
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7.加 热 炉
▶ 加热曲线
1000 930 900 800 700
SIMWON
Total Design Service
温 度 (℃)
600 500 400 300 200 100 0 0 60 120 180 200
常规使用 辊底炉 混合电炉
- 保险杠后梁 : 奔驰C级，菲亚特500，福特福克斯、蒙迪欧、高速公路，宝马3系列， - 顶盖侧板 : 福特蒙迪欧，奔驰C级
- A柱 : 奥迪 A3、A5、TT、Q7，日产 Altima
The Best Autobody Maker
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5.热冲压流程
▶制造方法
白钢板 涂层钢板 冲裁 (冲孔) 预处理 钢板冷冲预成形 预成形部件
The Best Autobody Maker
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9.模具设计和分析
▶模具设计
SIMWON
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• 优秀的冷却效率 • 高效的生产速度
CP 0 0 200 600 1000 MS
淬火 BS 1500
0
抗 拉 强 度 ( MPa )
热冲压成型工艺流程 预热处理 冲压成形
热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形
热冲压成型工艺流程主要包括以下步骤：
1. 预热处理：首先，将需要加工的钢板进行预热处理。
预热温度通常控制在800℃\~950℃之间，以保证钢板的均匀加热和塑性变形。
同时，为了防止钢板在加热过程中氧化，需要采用保护气体或真空加热方式。
2. 冲压成形：将预热的钢板放入冲压模具中，通过冲压机施加压力进行成型。
冲压过程中需控制好压力、速度和时间等参数，以保证钢板的塑性变形和模具的完好无损。
同时，为了确保成品的精度和质量，需要对冲压过程中的压力、速度和时间等参数进行实时监控和调整。
在热冲压成形过程中，钢板在加热和冷却的过程中会发生相变硬化，从而提高其强度和韧性。
这种技术也被称为“冲压硬化”技术。
经过热冲压成形后的钢板，其强度可以大幅提高，例如从初始的500\~600MPa提高到1500MPa，同时零件的硬度也可以达到50HRC。
但需要注意的是，热冲压成形后的钢板伸长率会有所下降。
此外，完成冲压加工后，还需要对板材进行回火处理，以消除加工过程中的残余应力，并提高板材的韧性和可塑性。
最后，还需要对成型件进行后处理，包括去毛刺、打磨、修整等操作，以及可能的涂装或喷涂处理，以确保成品的表面质量和尺寸精度符合要求。
总的来说，热冲压成型工艺流程是一个复杂而精细的过程，需要严格控制各个环节的参数和操作，以保证最终产品的质量和性能。
热冲压原理
热冲压原理热冲压是一种利用热变形原理进行成形的工艺方法，它是将金属材料加热到一定温度后进行成形的过程。
在这个过程中，金属材料会发生热变形，从而达到所需的成形效果。
下面将详细介绍热冲压的原理。
一、热冲压的基本原理1.1 热变形原理热变形是指在高温下，材料因受到应力而发生塑性变形的现象。
在高温下，金属材料的晶粒会发生较大的位错活动和扩散现象，从而使其塑性增强。
这种增强效应可以使金属材料在受到应力时更容易发生塑性变形。
1.2 热冲压工艺流程热冲压工艺流程包括：原材料切割、预加工、加热、成形和后处理等环节。
其中，加热环节是整个过程中最为关键的环节之一。
通过加热可以使金属材料达到足够高的温度，从而使其发生塑性变形。
二、热冲压的主要特点2.1 成形精度高由于热冲压工艺采用的是加热后成形的方式，因此可以使金属材料发生较大的塑性变形，从而达到较高的成形精度。
2.2 成形效率高相比于传统的冷冲压工艺，热冲压工艺具有更高的成形效率。
这是因为在加热后，金属材料更容易发生塑性变形，从而可以在较短的时间内完成成形过程。
2.3 适用范围广热冲压工艺适用于各种不同类型的金属材料。
例如铝、镁、钛等轻合金材料以及不锈钢、铜、铁等常规金属材料都可以采用热冲压工艺进行成形。
三、热冲压的应用领域3.1 汽车制造业汽车制造业是热冲压应用最广泛的领域之一。
在汽车制造中，许多零部件都需要采用热冲压工艺进行成形。
例如车身件、底盘件、发动机件等。
3.2 电子制造业在电子制造业中，热冲压工艺也得到了广泛的应用。
例如手机、电视、电脑等电子产品中的金属外壳、散热片等部件都可以采用热冲压工艺进行成形。
3.3 航空航天制造业在航空航天制造业中，热冲压工艺也是一种重要的成形方法。
例如飞机发动机叶片、涡轮盘等部件都需要采用热冲压工艺进行成形。
四、总结综上所述，热冲压是一种利用热变形原理进行成形的工艺方法。
它具有成形精度高、成形效率高和适用范围广等优点，在汽车制造、电子制造和航空航天制造等领域都得到了广泛应用。
高强钢板热冲压成型概述
高强钢板热冲压成型概述高强度钢板是指牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。
主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。
牌号Q460钢，强度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。
用于各种大型工程结构及要求强度高，载荷大的轻型结构。
热冲压成形技术，是将硼钢钢板（初始强度为500～600MPa）加热至奥氏体化状态，快速转移到模具中高速冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。
目前热成形用钢有4种：Mn-B系列,Mn-Mo-B系列, Mn-Cr-B系列,Mn-W-Ti-B系列(B钢的应用主要是为了提高钢板的淬透性)。
其中，汽车覆盖件热成形钢板一般分为带涂层钢板以及不带涂层钢板两种。
不带涂层钢板加热时需要保护气体保护，成形后一般需要喷丸处理，以消除表面的氧化皮。
热冲压成形技术分直接热成形以及间接热成形两种。
目前对汽车的碰撞安全性要求越来越高，同时，对汽车的二氧化碳排放量限制越来越严格。
因此，人们不得不努力一种质量较轻，同时强度又较高的汽车覆盖件生产工艺。
在高强度下，采用普通的冷冲压方式，最终成形零件的回弹以及模具的磨损等都难以解决，在这种情况下产生了热成形高强度马氏体钢及相应的工艺成形技术，其应用也取得了进一步的发展。
热冲压成形的优点：得到的是超高强度的车身零件；可以减轻车身重量；能提高车身安全性、舒适性；改善了冲压成形性；提高了零件尺寸精度；可以提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性；降低了冲压机吨位要求。
一文看懂热冲压成型工艺
一文看懂热冲压成型工艺本圈每月组织工厂改善实践活动，征寻合作工厂，有意请与编辑联系热冲压成形过程是将含硼钢板加热到奥氏体温度区间（900℃以上），然后输送到液压机上，在钢板仍具有延展性时进行冲压。
水冷却模具确保钢板经淬火后得到马氏体组织，得到具有完美造形和高达1500MPa抗拉强度成品。
热冲压成型一般由以下几个工序组成：1、落料：是热冲压成型中的第一道工序，把板材冲压出所需外轮廓坯料。
2、奥氏体化：包括加热和保温两个阶段。
这一工序的目的在于将钢板加热到一个合适的温度，使钢板完全奥氏体化，并且具有良好的塑性。
3、转移：指的是将加热后的钢板从加热炉中取出放进热成型模具中去。
在这一道工序中，必须保证钢板被尽可能快地转移到模具中，一方面是为了防止高温下的钢板氧化，另一方面是为了确保钢板在成型时仍然处在较高的温度下，以具有良好的塑性。
4、冲压和淬火：在将钢板放进模具之后，要立即对钢板进行冲压成型，以免温度下降过多影响钢板的成型性能。
成型以后模具要合模保压一段时间，一方面是为了控制零件的形状，另一方面是利用模具中设置的冷却装置对钢板进行淬火，使零件形成均匀的马氏体组织，获得良好的尺寸精度和机械性能。
5、后续处理：在成型件从模具中取出以后，还需要对其进行一些后续的处理，如利用酸洗或喷丸的方式去除零件表面的氧化皮，以及对零件进行切边和钻孔。
热冲压件由于强度太高，不能用传统的手段对其进行切边及钻孔加工，而必须用激光技术来完成。
热成形技术的应用是汽车行业发展的潮流与趋势，合理使用热成形技术可以带来高性能的产品，提升整车品质。
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大型超高强钢热冲压成型装备关键技术及产业化应用
一、概述随着现代工业的不断发展，对于材料的性能和加工工艺的要求也日益提高。
在这种背景下，大型超高强钢热冲压成型装备成为了高效、精密加工的重要工具。
本文将就大型超高强钢热冲压成型装备的关键技术及产业化应用展开详细的阐述。
二、大型超高强钢热冲压成型装备的概念大型超高强钢热冲压成型装备是指一种针对超高强度钢材料进行热冲压成型加工的装备。
在传统的成型工艺中，超高强度钢材料由于硬度和韧性的特点，往往难以进行成形。
而热冲压成型技术则能够通过加热材料，改善其塑性和韧性，从而实现对超高强度钢材料的高效成形，大大提高了材料的利用率和加工效率。
三、大型超高强钢热冲压成型装备的关键技术1. 热冲压成型工艺技术热冲压成型工艺技术是大型超高强钢热冲压成型装备的核心。
这项技术主要包括热处理工艺、成形工艺和模具设计等内容。
在热处理工艺方面，需要根据不同材料的特性和实际工艺要求，确定合适的加热温度、保温时间和冷却方式。
在成形工艺方面，需要设计合理的成形工艺参数，包括压力、速度、温度等，从而确保成形过程的稳定性和高效性。
在模具设计方面，需要根据成形零件的形状和尺寸，设计合适的模具结构和加热方式，以实现对材料的精确成形。
2. 装备设计与制造技术大型超高强钢热冲压成型装备需要具备一定的加热、冷却和成形能力。
在装备设计方面，需要考虑材料的加热均匀性、成形的稳定性和模具的可靠性，从而确保整个成型过程的高效进行。
在装备制造技术方面，需要采用先进的加工工艺和材料技术，确保装备具备高强度、高稳定性和高耐用性，能够满足超高强度钢材料的加工需求。
3. 自动化控制技术自动化控制技术是大型超高强钢热冲压成型装备的重要保障。
通过自动化控制系统，可以实现对热处理、成形和模具等环节的精准控制，确保成型过程的稳定性和可靠性。
自动化控制系统还可以实现对装备运行状态的实时监测和故障诊断，提高了装备的运行效率和安全性。
四、大型超高强钢热冲压成型装备的产业化应用大型超高强钢热冲压成型装备的产业化应用已经在汽车、航空航天、轨道交通等领域得到广泛应用。
热冲压(成形)技术特征
Better Steel, Better Life.热冲压技术特征宝钢研究院徐伟力3/30/12内容1. 热冲压工艺流程及其典型应用2. 热冲压钢板3. 热冲压设备4. 热冲压钢板加热方式5. 热冲压优缺点分析6. 热冲压零件的检测技术7. 热冲压技术成本分析1、热冲压工艺流程及其典型应用钢板热冲压的技术本质Time in thetool martensitBainit1.11、热冲压工艺流程及其典型应用1.1 钢板热冲压1、热冲压工艺流程及其典型应用1.1 钢板热冲压1、热冲压工艺流程及其典型应用钢板热冲压典型应用1.1 钢板热冲压1.2 钢管热冲压1.2 钢管热冲压Roof-bows Header panels1、热冲压工艺流程及其典型应用1.2 钢管热冲压钢管热冲压典型应用1.2汽车前纵梁加强弯管 汽车门槛加强直管车门防撞管 1、热冲压工艺流程及其典型应用1.2 钢管热冲压钢管热冲压典型应用内容1. 热冲压工艺流程及其典型应用2. 热冲压钢板3. 热冲压设备4. 热冲压钢板加热方式5. 热冲压优缺点分析6. 热冲压零件的检测技术7. 热冲压技术成本分析2、热冲压钢板从成分分为：⏹ Mn-B系 宝钢热冲压用钢⏹ Mn-Mo-B系 北美、欧洲等的热冲压用钢⏹ Mn-Cr-B系 高淬透性的热冲压用钢⏹ Mn-Cr系 部分马氏体的热冲压用钢⏹ Mn-W-Ti-B系 POSCO开发的高烘烤硬化的细晶粒热冲压用钢从镀层分为：⏹ 无镀层热冲压钢板⏹ 带镀层热冲压钢板（USIBOR1500，全球专利产品，Al－Si镀层）2、热冲压钢板考虑到热冲压是重新加热到奥氏体区的过程，为了避免和减少加热过程的氧化，开发了用于热冲压的镀层板，如镀Al板、镀Al－Si合金板和镀Zn板；POSCO正在开发纳米镀层板，以提高镀层的结合力，防止加热和成形过程中的剥落。
在Ford的标准中还说明Al－Si表面涂层中的金属间化合物相为AlxFeySiz，在镀层的上层金属间化合物为Al60-70Fe30-40Si10+微量其它元素，而下层则为Al50-60Fe45-55，考虑到成本问题，有时也采用非镀层板。
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热冲压成型工艺
有镀层钢板
坯料被加热后，直接送至闭式模具内进行冲压成形和淬火，然后进行冷却、切边冲孔（或激 光切割）、表面清理等后续工艺
热冲压成型设备和模具
主要包括开卷机、冲裁压力机（激光下料机）、板料送进装置、加热炉、上料装置、压力机、 模具、下料装置、激光切边器和喷沙装置等。其中关键设备主要包括液压机、加热炉及热冲压 模具等。
硬度： HV10/HV30须在400～520之间。
金相组织： 板条状马氏体，总脱碳层深度不得超过0.1mm。
尺寸精度： 满足汽车厂规定的切边精度和装配精度要求。
碰撞试验： 不允许产生碰撞开裂。
车路试： 满足规定的疲劳强度。
可提供热成形钢的公司
宝钢可供规格
热冲压成形的优势有哪些
实现车身轻量化的有效途径
有效提高零件的表面硬度及其耐 磨性 增加高强板使用率，提高车型的 碰撞性能
车身加强板数量减少，车身开发 设计难度降低。
改善高强板的零件成形性，降低 压机吨位要求
降低车身开发成本
热冲压成形零件分布
热成型工艺
热冲压的关键工艺过程是加热、冲压、保压和冷却。加热过程直接影响到高强度钢板的冲压性 能，冲压过程中伴随的淬火则对零件强度的硬化起到决定性的作用。
加热炉பைடு நூலகம்
多层箱式炉 这类炉子灵活、节能、使用方便、占地面积小，但对炉门的开 闭机构和工件传输的自动化水平要求较高，适合于多品种、小 批量生产。对某些零件，在工艺和设备调试稳定的条件下，也 可以大批量生产。
辊道式炉子 这类炉子投资大，占地面积大，如生产铝硅镀层板，高温状态下 辊子粘附镀层的可能性较大，影响辊子的寿命，工件的粘附会导 致工件在炉子中跑偏。炉子适合于裸板大批量生产，是否适合于 镀锌板也有待试验。工件在这类炉子上传输比较简单，自动化部 分投资小，工件出炉到压机的传输时间短，冲压成形温度容易控 制。
热冲压成型工艺
非镀层钢板
先进行冷冲预成形后，然后再进入加热、热冲压、切边冲孔、表面清理等工艺，适用于形 状复杂零件或深拉深零件。
带镀层板料热冲压成型
考虑到热冲压是重新加热到奥氏体区的过程，为了避免和减少加热过程的氧化，开发了用于热 冲压的镀层板，如镀Al板、镀Al－Si合金板和镀Zn板；POSCO正在开发纳米镀层板，以提高镀层 的结合力，防止加热和成形过程中的剥落。在Ford的标准中还说明Al－Si表面涂层中的金属间化 合物相为AlxFeySiz，在镀层的上层金属间化合物为Al60-70Fe30-0Si10+微量其它元素，而下层则 为Al50-60Fe45-55。
热冲压成型设备和模具
热冲压成形模具较为复杂，既保证成形，又要使成形后的构件在模具中进行淬火，得到超高强度的构件。这类模具除具有成 形功能外，还具有冷却功能；模具设计制造涉及到金属学、相变、流体力学、传热学等多个学科。模具的功能和受力模式也 较复杂，目前正围绕模具的失效、模具的延寿、高导热性的模具材料的开发、模具的设计和计算机模拟技术、低成本的简易 模具的制造技术等方面进行相关的开发和研究。
热冲压成形技术
01 什么是热冲压成形 02 热冲压成形的优势和劣势 03 热成型工艺 04 镀层板和非镀层板的成形工艺
05 热冲压成型设备和模具 06 热冲压成形的缺点 07 热冲压件质量要求
什么是热冲压成形
热冲压成形过程是将含硼钢板加热到奥氏体温度区间（900℃以上），然后输送到液压机上，在钢板仍具有延展性 时进行冲压。水冷却模具确保钢板经淬火后得到马氏体组织，得到具有完美造形和高达1500MPa抗拉强度成品。
热冲压成型工艺
1模具调试周期相对较长 2生产节拍慢（3冲程/分钟）； 3需要激光切割进行切边、冲孔； 4固有废品率远远高于冷冲压； 5单件成本高；
热冲压的缺点
6无镀层板热冲压过程会产生氧化皮，需要定期清理； 7工作环境比冷冲压差；技术门槛和投资门槛比较高； 8热冲压仿真精度相对较差 9工艺影响因素比冷冲压复杂得多；
镀层板优点
镀层板缺点
①加热炉在生产过程中无需保 护气体，冲压件在加热和冲压 过程中没有氧化皮产生，无需 后续进行抛丸处理。 ②对模具影响小 ③零件在存储运输过程中不容 易生锈。
①成本高， Al－Si镀层因专利 限制只能从国外购买 ②当板料加热到一定程度的时 候，镀层容易和加热陶瓷辊粘 结，维护成本高。
热冲压成型工艺
热冲压质量要求
表面质量： 热冲压件加工表面不允许有裂纹、夹杂、起皱、氧化皮、切边拉伤等 缺陷，对于不带涂层的热冲压零件，表面应经过喷丸或其他处理方式去除氧化皮。
力学性能 标距：50标距、80标距和比例试样（线切割取样） 屈服强度不小于950MPa，抗拉强度不小于1400MPa，50标距延伸率不低于5％。