隨著汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速發展和(he)(he)保有(you)(you)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增大,油耗(hao)和(he)(he)CO2排放量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加十(shi)分迅速,因此汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業節(jie)能(neng)(neng)(neng)減排刻不(bu)容緩。汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)油耗(hao)與汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自重呈線(xian)性關(guan)系,以乘用(yong)(yong)車(che)(che)為例,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)自重每(mei)下降(jiang)10%,油耗(hao)和(he)(he)排放下降(jiang)6%~8%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)輕(qing)量(liang)化是(shi)節(jie)能(neng)(neng)(neng)減排的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個重要(yao)(yao)手段。汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業發展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一個問題是(shi)安(an)(an)全(quan)。為了(le)保證(zheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)性,必須應用(yong)(yong)高碰撞吸能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料或采用(yong)(yong)厚(hou)度較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料,造成(cheng)車(che)(che)子質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增大,這(zhe)雖(sui)然可(ke)提高安(an)(an)全(quan)性,但和(he)(he)油耗(hao)法(fa)(fa)規,節(jie)能(neng)(neng)(neng)減排有(you)(you)矛(mao)盾。既要(yao)(yao)輕(qing)量(liang)化,又要(yao)(yao)保證(zheng)車(che)(che)輛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)性,一個有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)手段就是(shi)應用(yong)(yong)高強(qiang)(qiang)度鋼(gang)和(he)(he)超(chao)高強(qiang)(qiang)度鋼(gang)。但高強(qiang)(qiang)度鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)帶來了(le)成(cheng)形困難、模具(ju)壽命(ming)低,回彈大等(deng)問題,熱(re)沖壓成(cheng)形是(shi)獲得超(chao)高強(qiang)(qiang)度構件而(er)又能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)效減少回彈,能(neng)(neng)(neng)保證(zheng)模具(ju)壽命(ming)和(he)(he)合理價(jia)格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝技術。當抗拉(la)強(qiang)(qiang)度很(hen)高時,沖壓、輥壓等(deng)成(cheng)形技術均難以使(shi)構件成(cheng)形。抗拉(la)強(qiang)(qiang)度大于(yu)1200MPa的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)高強(qiang)(qiang)度構件,熱(re)沖壓成(cheng)形幾乎(hu)是(shi)唯一可(ke)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術路徑。正是(shi)在(zai)這(zhe)種背(bei)景(jing)下,熱(re)沖壓成(cheng)形技術伴隨汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展和(he)(he)各類法(fa)(fa)規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴格(ge)實(shi)施而(er)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業迅速擴大應用(yong)(yong)。
目(mu)前熱(re)(re)沖(chong)壓(ya)成形(xing)材料主要(yao)用22MnB5。中國(guo)汽車(che)工程研究院和(he)萊蕪鋼鐵公司(si)研發(fa)出成分為碳(C:0.22%~0.25%),錳(meng)(Mn:0.8%~1.2%),鉬(mu)(Mo:0.10%~0.12%),硼(B≥0.005%)的熱(re)(re)沖(chong)壓(ya)成形(xing)用鋼。該鋼的臨界(jie)冷卻速度明顯(xian)下降,這有(you)利于(yu)該工藝的實施。該鋼具有(you)良(liang)好的抗氧化性(xing),還具有(you)良(liang)好的強(qiang)韌性(xing)匹配。上(shang)海(hai)寶鋼等公司(si)研發(fa)了含鈮(ni)的熱(re)(re)沖(chong)壓(ya)成形(xing)鋼,由于(yu)Nb可以(yi)有(you)效細化晶(jing)粒,從而可以(yi)有(you)效提高(gao)熱(re)(re)沖(chong)壓(ya)成形(xing)件的強(qiang)韌性(xing),并有(you)利于(yu)改(gai)善(shan)熱(re)(re)沖(chong)壓(ya)成形(xing)鋼的延遲斷裂抗力。
熱沖(chong)壓成(cheng)形從(cong)2000年(nian)以后開始(shi)在(zai)中(zhong)(zhong)國發(fa)展,但(dan)起始(shi)時生(sheng)產(chan)線(xian)的裝備(bei)多(duo)半(ban)從(cong)國外(wai)引進(jin)。2010年(nian)以后,中(zhong)(zhong)國的高校如華(hua)中(zhong)(zhong)科(ke)技大(da)學等開始(shi)建立自(zi)主的熱沖(chong)壓成(cheng)形的試驗(yan)線(xian)。中(zhong)(zhong)國汽車工程研(yan)究院和華(hua)中(zhong)(zhong)科(ke)技大(da)學在(zai)引進(jin)線(xian)中(zhong)(zhong)采(cai)納了多(duo)層(ceng)箱式爐(lu)的加熱方法(fa),采(cai)用(yong)快速機械手傳遞(di)工件(jian),快速液(ye)(ye)壓機進(jin)行(xing)(xing)熱沖(chong)壓,年(nian)生(sheng)產(chan)量可達100萬沖(chong)次以上,目前運行(xing)(xing)良好。科(ke)研(yan)工作者(zhe)基于(yu)自(zi)主研(yan)發(fa)成(cheng)果,新建了一條(tiao)具有(you)自(zi)主知識產(chan)權(quan)的熱沖(chong)壓成(cheng)形生(sheng)產(chan)線(xian),該生(sheng)產(chan)線(xian)具有(you)高效節(jie)能(neng)、柔性智(zhi)能(neng)的特(te)點(dian)(dian),并(bing)首次采(cai)用(yong)電伺服壓機,動作的精度、準確(que)性比(bi)液(ye)(ye)壓機高;所(suo)采(cai)用(yong)的加熱爐(lu)為(wei)多(duo)層(ceng)箱式爐(lu),其制造工藝水(shui)平和結構優(you)于(yu)國外(wai)的先進(jin)水(shui)平。這條(tiao)生(sheng)產(chan)線(xian)具有(you)占地面積小(xiao)(xiao)、投資小(xiao)(xiao)、性價比(bi)高的特(te)點(dian)(dian),并(bing)具有(you)節(jie)能(neng)減排的優(you)點(dian)(dian),有(you)廣闊的推廣應用(yong)前景。
目前,全世界(jie)熱沖(chong)壓(ya)成(cheng)形生(sheng)產線(xian)的總數已(yi)超過180條,相比之下中國(guo)(guo)還(huan)有(you)很大差距。隨(sui)著熱沖(chong)壓(ya)成(cheng)形技(ji)術的不斷發(fa)(fa)展(zhan)(zhan),國(guo)(guo)內熱沖(chong)壓(ya)生(sheng)產線(xian)的數量(liang)(liang)必將不斷上(shang)升。可(ke)以想見(jian),隨(sui)著中國(guo)(guo)汽車輕量(liang)(liang)化的發(fa)(fa)展(zhan)(zhan),熱沖(chong)壓(ya)成(cheng)形生(sheng)產線(xian)在(zai)我國(guo)(guo)將有(you)很大的發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)空間。
