热冲压成型概述
热冲压成型概述
热冲压成型的冷却系统
热冲压模具冷却系统直接影响着板料奥氏体到马氏体微观组织转变的好坏以及相变产生是否均匀。因此热冲压 模具冷却系统必须满足冷却能力强，冷却均匀性好的要求。为了使奥氏体尽可能多的转变为板条状马氏体，冷却系 统首先要使成形件的冷却速度足够大，超过转变的最小冷却速率27° C /s，以保证转变的发生;其次，为了实现连续 生产，冷却系统要能够在冲压间歇时间内使模具迅速冷却，确保每次冲压前模具初始温度相同。 冷却系统不仅要实现对成形件的淬火，还要使淬火均匀，即对模具和成形件的冷却要均匀。如果冷却不均匀， 导致成形件各部分淬火程度不同，淬火后组织分布不均匀，成形件力学性能不均匀，还容易产生热应力影响成形件 的尺寸精度和模具寿命。因此，冷却系统要尽量减小模具各个位置的温度差，使各个位置的冷却速率尽量相同。 目前热冲压的冷却方式主要是在热冲压模具内部开设冷却管道通入冷却介质。整个冷却过程包括板料与模具表 面的热交换，模具内部的热传导，模具与冷却介质间的热对流，模具对外界热辐射和板料边缘的热辐射等过程。虽 然整个冷却过程复杂，但是冷却效果好，冷却速率易于控制，因此成为了实际生产中广泛采用的冷却方式。实际生 产中通入的冷却介质多为水。水的成本低廉可以重复使用，易于得到，而且水的流动性好，比热容高，冷却效果好， 不造成污染，是一种应用最为广泛的冷却介质。
热冲压工艺流程示意图
卷材
下料
热冲压工艺示意图 传送 加热
冲压并 迅速冷却
高强钢热冲压成型的模具设计
板 式 热 成 型 模 具 整 体 结 构
1.上垫板2.上垫脚3.上模座4.导向结构5.下模座6.下垫脚7.下垫板8.凸凹模 9.吊钩10.冷却系统
高强钢热冲压成型的模具设计
模具的工作部件是与零件直接接触的部件，其作用不仅仅冲压零件成型，还起到对零件冷却淬火的作用。因此 工作部件是热成形模具的核心部件，对设计和材料都提出了比较高的要求。设计准则可概括如下: (1)模具的设计必须符合冲压时的精度要求冲压的过程涉及到零件和模具的应力应变复杂剧烈的相互作用，因此设计 时要保证在这种作用下零件表面的精度要求; (2)模具的冷却系统必须符合零件在型腔内淬火的要求。冷却系统不仅仅应该具备快速转移零件热量的能力，使零件 快速淬火生成马氏体组织。而且还应该具备均匀的冷却效果，这样在冲压过程中零件和模具不至于受到剧烈的热应 力，可以提高模具的寿命 模具的工作部件直接与零件接触。由于在高温下零件的流动性能优异以及回弹微小，因此在设计型面时 考虑的主要因素是减小零件的流动阻力，并使零件与模具表面紧密接触，以期达到优异的冷却性能。 热成形模具工作部件的必须具有合理的圆角半径值。圆角半径过小时，零件的直壁和过渡区变形过大，大大 降低了危险断面的强度。总之，圆角半径小时会导致零件的拉深系数偏大，零件的流动阻力增大，零件与模 具表面的摩擦力也相应增大，造成零件表面质量降低以及模具使用寿命缩短。理论上圆角半径越大，越有利 于降低零件的流动阻力，但是过大的圆角半径会导致过渡部分强度降低。 在模具工作部件的设计中，凸凹模间隙值的大小对于零件的成形和冷却都有显著的影响。设计热成形模 具凸凹模间隙的时候要考虑一下因素: (1>模具表面与零件间的摩擦情况。凸凹模间隙越大，零件与模具之间的摩擦力就越小，零件的流动阻力就越 小，这样就越有利于冲压出表面精度高的零件。对于模具的寿命也越有利。 (2)模具表面与零件间的接触情况。模具表面与零件之间的接触情况对热量的传递有重要的作用。间隙越大， 零件表面与模具的接触就越不紧密，传热效果也就越差
热冲压成形技术
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。
汽车工业中热冲压成形工艺的应用
汽车工业中热冲压成形工艺的应用汽车是现代社会中不可或缺的交通工具，汽车工业的发展日新月异，技术的不断进步给汽车制造业带来了更多的挑战和机遇。
在汽车制造过程中，热冲压成形工艺是一项非常重要的工艺，它在汽车制造过程中发挥着至关重要的作用。
热冲压成形工艺是指在高温下对金属进行强制成形的工艺。
与常规冷冲压成形工艺相比，热冲压成形具有更高的变形能力，更好的成形质量和更广泛的应用范围。
在汽车制造中，热冲压成形主要应用于汽车车身结构件、发动机缸体、底盘零部件等领域，其灵活性和高效性使其成为现代汽车制造中不可或缺的一部分。
热冲压成形工艺在汽车车身结构件的制造中发挥着至关重要的作用。
汽车车身结构件是汽车的主体部件，它承受着汽车的整个结构重量和车内乘客的安全。
热冲压成形工艺可以有效地提高车身结构件的强度和成形质量，使得汽车在碰撞等情况下具有更好的安全性能。
热冲压成形还可以减轻车身结构件的重量，提高汽车的燃油经济性和减排性能，符合现代汽车制造的环保要求。
热冲压成形工艺在汽车发动机缸体制造中也有着广泛的应用。
发动机是汽车的心脏，发动机缸体是发动机最重要的部件之一。
采用热冲压成形工艺可以有效地提高发动机缸体的强度和耐磨性，使得发动机在高速运转时具有更好的稳定性和可靠性。
热冲压成形还可以大幅度地减轻发动机缸体的重量，提高发动机的动力性能和燃油经济性，符合现代汽车制造对动力系统轻量化和高效化的要求。
热冲压成形工艺在汽车制造中具有着广泛的应用前景和重要的意义。
随着汽车工业的不断发展和技术的不断进步，热冲压成形工艺将会在汽车制造中发挥更加重要的作用。
未来，随着新材料和新工艺的不断涌现，热冲压成形工艺将会在汽车制造中实现更大的突破和创新，为汽车制造业的发展注入新的活力和动力。
相信在不久的将来，热冲压成形工艺将成为汽车制造中的一项关键技术，为汽车工业的发展注入新的动力和活力。
热冲压工艺
热冲压工艺现今，随着制造业的不断发展，各种新型高效加工工艺也应运而生，其中“热冲压工艺”就是其中的一种。
热冲压工艺是一种结合了热处理和冲压工艺的制造技术。
它通过在高温下进行变形，使工件达到更好的塑性和延展性，以便更好地完成后续的冲压成型工序。
下面所述的则是关于热冲压工艺的一些详细介绍。
首先，热冲压工艺需要对原材料进行热处理。
在这个步骤中，原材料即金属材料，例如钢铁、铝合金、镁合金等等，首先需要进行加热处理。
这里尤其需要注意的是，加热温度需要在材料的固态变形温度以上，也就是材料的熔点以下。
此时的金属材料会呈现出比较良好的塑性和韧性，为后续的冲压成型创造了非常好的条件。
接着，进行热冲压成型的工序。
这个步骤通常采用机械冲压机进行。
在进行热冲压时，需要对加热后的金属材料进行定向冲压，从而完成产品的成型。
这里面最重要的一点就是冲压过程中的温度，必须保证金属材料的温度在所要求的范围内，否则冲压成型的效果可能会不尽如人意，甚至无法完成冲压工作。
最后，进行后续加工工序的处理。
在完成热冲压成型之后，通常需要对成品进行一系列加工处理，以保证产品的精度和质量。
这些工序包括锯割、表面处理、喷漆等等。
尤其是在进行涂装或者其他表面处理时，需要精度更高的机器进行，保证涂装工序的平滑和精度。
总的来说，热冲压工艺是一项非常高效、可靠的加工工艺，它的应用领域非常广泛。
例如，在汽车、航空、航天等高端制造领域，热冲压工艺的应用非常普遍。
通过该技术，可以大幅度提高工件的质量和精度，从而大大提高制造效率和产品的质量。
在未来，热冲压工艺必将在工业生产中大放异彩，推动各种高精度、高效率的工业制造技术的快速发展。
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。
金属材料的成型加工技术
金属材料的成型加工技术金属材料是人类使用最广泛的材料之一，在各种工业领域和日常生活中都有着重要的地位。
为了满足不同的使用需求，金属材料需要经过一系列的加工处理，其中最基本的是成型加工技术。
一、成型加工技术概述成型加工技术是指在一定的压力和温度条件下，使原材料发生塑性变形，通过模具的作用转化为所需形状的、成型加工过程。
它是金属加工技术中最基础、最广泛的一种加工方法。
成型加工技术分为压力成型和非压力成型两大类。
压力成型包括冷冲压、热冲压、挤压、锻压、旋压等，非压力成型包括铸造、粉末冶金、拉伸、深冲、铆接等。
二、冷冲压技术冷冲压是指在室温下将金属板料或金属带材通过压力作用使其变形，以达到成型目的的加工方法。
常用的冷冲压设备主要有冲床、剪板机、卷板机和折弯机等。
冷冲压常用于金属制品的生产，如汽车零部件、电子产品外壳、家用电器、工业机械等。
它具有成型精度高、高效率、成本低、材料利用率高等优点，但也有制造周期长、模具制备困难等缺点。
三、热冲压技术热冲压是指把金属材料加热到一定温度，再进行冲压加工的方法。
它的主要优点是能够提高材料的塑性，使其在变形过程中不容易出现裂纹和缺陷，成型精度高。
常用的热冲压设备有热冲压机和热挤压机。
热冲压技术主要应用于高精度金属制品的生产，如航空航天零部件、精密仪器、电子产品等。
但也存在能源消耗大、成本高等弊端。
四、挤压技术挤压是指将加热后的金属材料通过挤压机的模孔中，使其发生塑性变形，从而成型的加工方法。
挤压可分为直接挤压和间接挤压两种。
直接挤压是指将金属块材通过模孔，由一对锥形轮不停转动挤压，使其变形成型。
间接挤压是指将金属坯料放入模具中，利用一对挤压头挤压，使其变形并成型。
挤压技术主要用于大批量、高精度的金属制品的生产，如铝合金门窗、汽车铝合金零件、电力器材等。
五、锻压技术锻压是指将金属材料加热至一定温度后，在给定的压力下进行冲压成型的加工方法。
它以成型精度高、机械性能好、耐磨损等优点而被广泛使用。
热冲压工艺技术
热冲压工艺技术热冲压工艺技术是一种常用的金属加工方法，通常用于生产高精度、复杂形状的金属零件。
本文将介绍热冲压工艺技术的原理、应用领域，以及其优缺点。
热冲压是将金属板材加热至一定温度后，在冲床的作用下，通过模具将其冲压成所需形状的工艺。
由于加热后的金属板材具有良好的延展性和塑性，可以更容易地形成复杂的形状。
与传统的冷冲压相比，热冲压工艺技术具有以下几个优点：首先，热冲压可以改善金属板材的延展性。
在加热状态下，金属板材的结晶结构发生改变，晶格结构内的位错被激活，从而使金属板材具有更好的延展性，可以更容易地实现复杂形状的冲压。
其次，热冲压可以提高冲压成形的精度和表面质量。
由于加热状态下的金属板材具有更好的塑性，可以更容易地填充模具中的形状，从而得到更精确的冲压成形。
同时，加热状态下的金属板材有更好的流动性，可以减少表面缺陷，提高表面质量。
再次，热冲压可以减少变形力和模具磨损。
在加热状态下，金属板材的延展性增强，冲压时所需的变形力较小，可以降低模具的磨损。
热冲压工艺技术在许多领域得到了广泛应用。
例如，汽车制造领域，热冲压可以用于生产汽车车身、座椅骨架等复杂形状的零件；电子设备制造领域，热冲压可以用于生产手机壳、电池罩等精密零件；航空航天领域，热冲压可以用于生产飞机的机身、发动机零件等。
然而，热冲压工艺技术也存在一些局限性和挑战。
首先，热冲压工艺需要对加热温度、加热时间等参数进行精确控制，否则容易导致冲压成形不良。
其次，由于金属在加热过程中容易发生氧化、变色等问题，需要采取相应的防护措施，增加生产成本。
此外，热冲压工艺还需要使用专门的设备和模具，投入成本较高。
综上所述，热冲压工艺技术是一种高效、精确的金属加工方法，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和工艺技术的不断改进，相信热冲压工艺技术将在未来的金属加工领域发挥更大的作用。
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分块式冷却 水道
事先对模具进行分块， 然后对每个模具分块分 别开设纵向进出水道和 横向冷却水道，相邻分 块之间用堵塞堵住水道 端头孔，从而每个模具 分块内冷却水从进水道 进、从出水道出，各自 有独立的冷却水道，分
总结
通过以上论述我们初步了解 了高强钢热冲压成型的基本 知识，包括热冲压成型的总 体介绍，热冲压成型的所需 设备以及热冲压成型工艺的 基本过程进行了介绍。其次 再对热冲压成型的模具设计 进行介绍，其中包括模具的
热冲压工艺流程示意图
卷材 下料热冲压工加艺热示意传图送
冲压并 迅速冷却
高强钢热冲压成型的模具设计
板 式 热 成 型 模 具 整 体 结 构
1.上垫板2.上垫脚3.上模座4.导 向结构5.下模座6.下垫脚7.下垫
高强钢热冲压成型的模具设计
模具的工作部件是与零件直接接触的 部件，其作用不仅仅冲压零件成型，还起 到对零件冷却淬火的作用。因此工作部件 由回要件热是都求变(1证于弹因与成热提冲复)在在微素模形模成出压杂模这高小是具模具形了的剧具种温，减表具的模比过烈的作下因小面工设具较程的工的用零此零紧作计的高涉相作冷下件在件密部必核的及互部却零如的设的接件须心要到作件性件下流计流触的符部求零用直能表:动型动，必合件。件，接。面性面阻以须冲，设和因与的能时力期具压对计模此零精优考，达有时设准具设件度异虑并到合的计则的计接要以的使优理精和可应时触求及主零异的度材概力要。;要料括应保
械加工的限制只能适用于长度不大形状不 分成易于机械加工尺寸的模具分块。然后再对每个分块 钻孔开设出冷却水道。相邻两个分块的相邻端面的冷却 复杂的模具 水孔需要对接上，然后用密封圈密封，才能保证冷却水 从前一个分块顺利流到下一个分块;或者相邻分块的相 邻端面分别开设水槽，连通端面上所有冷却水道孔，然 后两个分块的水槽对接，再用密封圈密封，也能实现冷 却水从前一个分块流到下一个分块，进而贯穿整个
各种性能的钢材在车身的
应用与发展
低碳钢 （260270MPa）
烘烤硬化 钢
（300390MPa）
HSLA （440650MPa）
DP600 （590980MPa）
PHS （9001500MPa）
趋势；烘烤硬化
2005
41%
12%
-
钢的用量将维持
不变。
目前
12%
20%
25%
30%
12%
通过低碳钢、
未来
热冲压成型的冷却系统
热冲压模具冷却系统直接影响着板料 奥氏体到马氏体微观组织转变的好坏以及 相变产生是否均匀。因此热冲压模具冷却 系统必须满足冷却能力强，冷却均匀性好 的要求。为了使奥氏体尽可能多的转变为 板条状马氏体，冷却系统首先要使成形件 的冷却速度足够大，超过转变的最小冷却 速率27°C /s，以保证转变的发生;其次， 为了实现连续生产，冷却系统要能够在冲 压间歇时间内使模具迅速冷却，确保每次
汽车轻量化课程
高强钢热冲压成形工艺分 析
主要内容
高强钢热冲压成型的国内外现状 高强钢热冲压成型主要设备 高强钢热冲压成型工艺流程 高强钢热冲压成型模具设计 高强钢热冲压成型冷却系统
高强钢热冲压成型工艺发展现状
车 用 高 强 钢 的 使 用 趋 势
先进高强度钢（AHSS）的发展
在白车身中，低 碳钢与高强低合 金 钢 （ HSLA ） 的重量比呈下降 趋势；约束淬火 高 强 钢 （ PHS ） 的重量比呈上升
冷却水道的
类型冷却水道的开设主要有两种方式，
贯穿式和分块式。贯穿式是由直接贯穿于
整贯个穿模式具冷内部的冷却水道构成，由模具一 端进却，水从道另一端出。这种冷却方式优点是 一般，当模具长度小，形状简单，机械钻冷却水
孔不难时，可以不对模具进行分块，直接钻穿模具，开
加工简单，模具生产周期短。缺点是受机 设出冷却水道。实际生产中，一般零件尺寸较大，模具 长度大，不易于机械钻孔。需要对模具事先进行分块，
12%
20%
15%
25%
28%
HSLA的减少以及
PHS 的 增第加三，代使AHSS发研发目标： 车身重量减轻性。能可达到：1000-1500MPa时具备20%- 30%的延
伸率
下美图国1应）所汽用第示车从三。业碰代高撞A强H安S钢S全的的件量目延产标伸，：至并且结降构低件价甚格至;外覆盖件，如
2）强度达到1000-1500MPa，并可冷成形;
3）材料可焊性好、成本低。
热冲压成型的主要设备
热冲压 工艺的 主要设 备包括: 热冲压 钢板、 坯料的 拆卸系
热冲压成型工艺流程
热冲压是将硼板加热到奥 氏体化温度以上，使其材料组 织发生奥氏体转变，并在奥氏 体化温度下保温适当的时间， 板料内部组织经过一段时间后 会全部变为分奥氏体，之后利 用机械夹手夹持着红热状态下 的板料，然后将其快速移动到