行業(yè)動態(tài)
汽車熱成型零件介紹
汽車車身強度是車輛安全的基礎(chǔ)，如同人體的骨骼，而熱成型零件則是保證車身強度的關(guān)鍵零件之一。所謂熱成型零件是指將鋼板經(jīng)過950°C的高溫加熱之后一次成形，又迅速冷卻從而全面提升了鋼板強度，屈服度達1000Mpa之高，每平方厘米能承受10噸以上的壓力，把這種材料用在車身上，在車身重量幾乎沒有太大變化情況下，承受力提高了30%，使汽車的剛強度達到全新水準。
高強鋼家族（右下的PHS為熱成型用鋼）
傳統(tǒng)的車身是通過鋼板的沖壓生產(chǎn)出形狀各異的鈑金件，通過焊接工藝連接后構(gòu)成了汽車車身，熱成型零件相對于傳統(tǒng)冷沖壓零件從生產(chǎn)工藝，切割技術(shù)，應(yīng)用范圍上有極大的不同。從生產(chǎn)工藝上熱成型零件的生產(chǎn)可以分為如下幾序：1.落料，2.加熱（奧氏體化），3.轉(zhuǎn)移，4.沖壓和淬火，5.切割處理。熱成型板材在初始狀態(tài)的材料強度為500MPa～700MPa，板材卷料在開卷線可直接沖切成沖壓所需的外輪廓坯料；接下來經(jīng)過機器人將料片放到傳送加熱爐上，加熱爐將料片加溫至930-950℃再保溫，使得板料內(nèi)部組織由鐵素體和珠光體完全奧氏體化，奧氏體組織的塑性非常好，強度低，非常適合沖壓加工；從加熱爐出來的板料會迅速被機械手夾鉗送至熱成型模具型腔進行沖壓加工，熱成型模具相比冷沖壓模具關(guān)鍵區(qū)別在于多了水路冷卻系統(tǒng)，經(jīng)過10秒左右的保壓冷卻的過程中（淬火），板料的金相組織會完全變?yōu)轳R氏體組織。馬氏體組織的強度、硬度非常高，成型后的熱成型件抗拉強度可達1500MPa，零件表面硬度可達到52HRC；**由于熱成型件強度硬度大，使用傳統(tǒng)的冷沖壓模具進行修邊沖孔的話，模具部件磨損嚴重、壽命嚴重縮短。通常采用激光切割實現(xiàn)切邊沖孔。當前處于成本考慮，對于干區(qū)位置的熱成型零件越來越多采用裸板（非鋁硅涂層板），對于裸板在加熱成型后表面會產(chǎn)生氧化鐵皮，需要額外的噴丸工藝進行處理。
熱成型鋼加工時間線
成型前后的金相組織視圖
熱成型零件的應(yīng)用給車身結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了很多優(yōu)點，在相同結(jié)構(gòu)強度下熱成型材料料厚更低，結(jié)構(gòu)設(shè)計也更簡單，在提高車輛安全性能的同時，能夠減少油耗，同時零件的尺寸精度更高，可實現(xiàn)的沖壓深度也更深。但是，熱成型零件也存在生產(chǎn)節(jié)拍慢，模具投資高，工藝費用高的劣勢。
在熱成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計上有額外的要求，由于熱成型工藝對沖壓模具的磨損較高，通常零件最小圓角要大于6mm，并且在碰撞關(guān)鍵區(qū)域盡可能減少孔的設(shè)計（如需要增加孔則避免設(shè)計在圓角上）；可以對搭接精度要求不高的地方，零件適當增加自由邊緣（公差±3mm）,降低工藝要求；在焊接過程中的熱量會降低焊接區(qū)域熱成型零件局部材料強度，所以要特別注意碰撞關(guān)鍵區(qū)域的焊接設(shè)計。
捷達車型保持了大眾優(yōu)秀的車身用材和嚴謹?shù)脑燔嚬に?，捷達全系車型大量采用，在A柱，B柱，門檻，前后縱梁，前后橫梁，中央通道等共17處零件全部使用熱成型鋼材。熱成型鋼材增加車身強度，使車身上的加強板，加強筋大大減少，材料厚度也可以進行輕量化，從而實現(xiàn)整車的輕量化。
