摘要：随着我国经济的快速发展，使得人们对于出行的需求越来越大。为了更好的顺应人们的需求，汽车行业迎来了蓬勃发展的时期。在进行汽车零件的制造过程中，热成型工艺技术的应用能够解决汽车零部件在制造过程中的众多问题。本文对高强度热成型工艺的关键技术、热成型零部件检测方法等相关内容进行分析，希望本文的内容对于相关工作的展开有所帮助。
关键词：热成型工艺；汽车零件；制造
ABSTRACT：With the rapid development of China's economy，people's demand for travel is increasing. In order to better meet people's needs，the automobile industry ushered in a period of vigorous development. In the manufacturing process of automotive parts，the application of thermoforming technology can solve many problems in the manufacturing process of automotive parts. In this paper，the key technologies of high strength hot forming process and the testing methods of hot forming parts are analyzed. It is hoped that the contents of this paper will be helpful to the related work.
Key words：thermoforming process；automotive parts；manufacturing
1、汽车热成型高强度钢基本概况
在汽车工业的制造中，钢铁是最为关键的基础原料。要想让汽车能够适应未来轻量化和碰撞安全的要求，需要应用热成型高强度钢来对汽车的零件进行制造。热成型工艺生产的汽车零件主要用于保险杠、防撞梁等一些安全件部位，并且增加了抗拉处理。另外，为了能够更好的解决普通的高强度钢在进行生产过程中会由于冷成型产生裂纹以及形状冻结等诸多的问题，在现在的使用工艺中，增加了热压冲成型材料，能够有效提升汽车零部件的强度。
2、高强度钢热成型加工的工艺
2.1热成型加工工艺
热成型加工工艺是应用变化的温度场来改变板料的基体组织以及它的力学特性。这样的变化会使得板料的应力场发生了直接的变化，应力场的变化会使得板料的温度场受到直接的影响。这样会使得温度场和应力场相互影响相互作用，最终从一个良性的热循环使得钢板适应热成型的过程。
2.2热成型加工工艺
主要分为以下几个步骤：①需要将硼合金在压力为五百到六百兆帕的常温下加热到温度在880摄氏度到950摄氏度之间，使得硼合金呢改革
均匀的受热形成奥氏体化，随后需要将奥氏体化的硼合金送入冷却系统的模具中进行冷却，是指成为马氏体，这样的操作能够有效提升零件的强度。通常，将这种技术称为“冲压硬化”技术。在“冲压硬化”技术的应用过程中，又可以详细划分为两个方向直接工艺和间接工艺两个方向。下料完成后将钢板进行直接加热随后进行冲压成型工序的工艺被称为直接工艺，这样的工艺应用于一些形状较为简单并且不会发生较大形变的一些较小的零部件生产。当需要生产汽车的零部件是一些形状复杂，并且对于拉伸的深度要求比较高的汽车零部件，主要应用于生产工艺为间接工艺。在间接工艺中，需要对下好料的钢板先进行预成型的处理，随后对预成型的工件进行热冲压处理。
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3、热成型技术
在进行高强度钢板的热成型时，需要涉及到众多的工作过程，其中最主要的有三个部分，分别是：如何对用钢进行选择、如何对钢的表面来进行镀层的处理以及对于成型的零部件如何进行检测。下面针对这三部分进行详细的介绍：
3.1如何对用钢进行选择
在进行热成型钢的选择时，要充分考虑到钢的淬透性，这样才能保证在进行快速冷却时能够得到马氏体组织。目前，对于热成型用钢主要的原料时硼钢，它能够有效的保证零件在制作完成后具有较大强度，从而达到汽车零件的设计要求。硼钢的应用能够将钢板的强度提升到原来的普通钢板的四倍，强度能够达到一千五百兆帕以上，因此应用此种钢板能够使得汽车所用到的钢板的厚度有效的降低，从而使得车子的重量大大下降，保证了汽车的安全性能。在进行钢板的热成型时，主要包括以下四个方面：深冲成型性、延伸凸缘成型性、胀形成型性和弯曲成型性。其中，钢板的r值与深冲成型性有着直接的关系，钢板的均匀延伸性能决定着钢件的胀形成型性。而硼钢的使用，能够很好的保证工件的弯曲成型性和延伸凸缘成型性。目前，热冲压高强度钢的典型代表为22MnB5钢，它的应用也是最为广泛的。
3.2如何对钢的表面来进行镀层的处理
由于热成型中，在高温的作用下钢板的表面会迅速和空气中的氧相互反应从而在表面形成一层氧化铁皮。这层铁皮会对后期的涂装工作产生较大的影响。为此，需要对钢板的表面在热成型工序后进行喷丸或酸洗处理，这样就能有效的去除表面的氧化铁皮，但是这种方法会使得汽车零件的生产成本大大增加，另外也会对钢板的表面产生脱碳的问题，导致钢板的强度降低，不能符合当代社会对于汽车零件耐腐蚀性能的要求。为了改变由于喷丸或酸洗处理后对钢表面产生的不利影响，镀层的应用变得越来越广泛，受到了行业内工作人员的高度重视。目前，针对热成型钢板的镀层工艺应用广泛，发展也较为迅速。应用热冲压用钢板镀层工艺与以往的冷成型用镀层钢板有很大的差别，它的抗腐蚀性能和抗高温性能更优，性能更好。
3.3如何进行热成型模具的设计
热成型需要模板连同钢板从室温升至九百摄氏度高温，然后还要经历冷却淬火等工序，由此可以看出，模板的设计需要经受热成型的考验，因此难度较大。对于模板的设计需要考虑众多方面的内容，包括表面设计、冷却系统设计、结构设计等众多方面。随着科学技术的发展，模具的设计已经可以通过软件模拟来对材料的高温性能、力学性能、机械性能等进行模拟和仿真，通过实验的结果来作为模具设计的一个非常重要的参考一句，从而利用实验数据来组织设计和生产，目前，应用到的模拟软件主要有ABAQUS、LS-DYNA等。在热成型模具的设计中，主要涉及到以下几个方面的内容：
3.3.1 材料的选择
模具的设计需要考虑到强度、硬度、耐磨性等因素，还需要提高模具在制作过程中的尺寸精度。为了保证模板的材料能够满足高温要求的同时能够有较大的摩擦力，同时能够在较大的冷热温差下，能够正常稳定性的工作，能够有较好的磨损效应，需要在模具材料的选择中根据参考热锻用热作模具钢选择的主要依据。其中，Al2O3/Cu复合材料便是应用的蒂森的热冲压模具。
3.3.2 模具凸、凹模设计
在模具的设计中，需要充分考虑到热胀冷缩的影响。这样设计才能保证零件在成型时候的尺寸精度，从而更好的达到设计的要求。
3.3.3 冷却机的设计
冷却机构的设计需要考虑两个方面的因素：零件的冷却速度要快，同时要防止由于冷却速度过快而导致的零件和模具发生开裂的问题。通常，通过在模具内加入冷水的方式对零件进行冷却。
结语
热成型工艺在汽车零件制造中有着较大的发展潜能，能够提高汽车的安全性能，有效的对汽车进行减重，同时能够优化原有的汽车零件中会出现的尺寸和形状的稳定性较差的问题。
参考文献：
[1]林建平，王立影，田浩彬，等.超高强度钢板热冲压成型研究与进展[J].热加工工艺，2008，（21）：140-144.
[2]谷诤巍，姜超.超高强度钢板冲压件热成型工艺[J].汽车工艺与材料，2009，（04）.
论文作者:史立艳1,封晓蕾2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签：钢板论文; 工艺论文; 汽车零件论文; 模具论文; 镀层论文; 强度论文; 汽车论文; 《基层建设》2018年第36期论文;