汽车用高强钢的成形技术

汽车采用高强钢，因其较高的强度可以降低板厚使得汽车结构轻量化，同时汽车的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安全性均得到提高，且成本较轻金属低。高强钢的优点使其在汽车行业中得到快速发展及广泛应用，有助于实现汽车轻量化和安全性的统一。但是，高强钢的成形范围较窄，成形过程中遇到了较传统钢材更难解决的问题。因此，必须针对高强钢的特点采用先进的加工方法。高强钢的成形技术主要包括冷冲压形、热成形、液压成形等。

一、冷冲压成形技术

高强钢的冷冲压成形技术与传统钢材冷冲压相似，但高强钢成形范围有限，成形后容易产生回弹，且其回弹量远大于普通低碳钢冲压成形零件的回弹量，给回弹的预测及控制带来了很大的困难，同时高强钢在应用时面临着成型件的起皱和开裂等问题。这些问题都导致高强钢在成形时尺寸和形状精度不良。日本NKK株式会社开发了一种新的钢板易冲压技术来解决高强钢板冲压过程中开裂的问题，该技术通过从模具上的开孔注入润滑油，使钢板与模具之间产生数十微米的间隙，从而防止了冲压过程中钢板开裂的问题，且这种方法在普通冲压机上稍加改动就可实现。

二、热冲压成形技术

当钢强度超过1000MPa时，一些形状复杂的零件，采用常规的冷冲压工艺难以成形；即使可以采用冷冲压工艺，也有所需冲压力大、成型件易开裂、回弹大等问题，因此热成形技术应运而生。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，零件成形的同时获得具有均匀马氏体组织。高强钢热冲压技术将成形和强化分为2个步骤来解决高强钢强度与塑性的矛盾。其主要优点是：变形抗力小、塑性好、成形极限高、冲压成形性好；回弹易于控制，成形零件尺寸精度高；冲压机吨位要求降低；钢材成形抗力低，模具单位压力小；成形件生产周期短等。但热冲压技术也存在一些缺点，如设备投资大、模具设计和加工复杂、维护和保养成本高等。

三、液压成形技术

液压成形技术是依靠高压液体（水或油）作为传力介质使工件成形的一种塑性加工技术。液压成形过程中板材通过传力介质的压力作用贴合凸模或凹模成形，是一种柔性加工工艺。液压成形件主要为管材、板材和壳体。要求介质压力一般在400MPa以上。采用液压成形技术的主要优点有：可以一次整体成形沿构件轴线和截面有变化的空心构件；模具成本降低；成形零件精度得到提高，回弹也减小；将原需要多个零件组合的部件改由单一的零件代替，同时增加车体的刚性，有利于减轻质量。