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1、BetterSteel,BetterLife.,热冲压技术特征,宝钢研究院徐伟力2023/7/7,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,1、热冲压工艺流程及其典型应用,1.1 钢板热冲压,1、热冲压工艺流程及其典型应用,钢板热冲压的技术本质,1、热冲压工艺流程及其典型应用,非镀层钢板热冲压,1.1 钢板热冲压,冷冲压（简单零件可省略此步骤),加热带保护气氛,热冲压,喷砂,最早由瑞典HARDTECH（现今GESTAMP-HARDTECH）公司应用于汽车零件,1、热冲压工艺流程及其典型应用,镀层钢板热冲压,1.
2、1 钢板热冲压,使用预镀层USIBOR1500P进行直接热成形最早由法国公司SOFEDIT（今TKS-SOFEDIT）实际应用；,1、热冲压工艺流程及其典型应用,钢板热冲压典型应用,1.1 钢板热冲压,1、热冲压工艺流程及其典型应用,钢板热冲压典型应用,1.1 钢板热冲压,1、热冲压工艺流程及其典型应用,钢板热冲压典型应用,1.1 钢板热冲压,1、热冲压工艺流程及其典型应用,1.2 钢管热冲压,1、热冲压工艺流程及其典型应用,钢管热冲压典型应用,1.2 钢管热冲压,1、热冲压工艺流程及其典型应用,1.2 钢管热冲压,钢管热冲压典型应用,5、管子热冲压,1.2 钢管热冲压,钢管热冲压典型产品,汽
3、车前纵梁加强弯管,汽车门槛加强直管,车门防撞管,1、热冲压工艺流程及其典型应用,1.2 钢管热冲压,钢管热冲压典型应用,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,2、热冲压钢板,从成分分为：Mn-B系 宝钢热冲压用钢Mn-Mo-B系 北美、欧洲等的热冲压用钢 Mn-Cr-B系 高淬透性的热冲压用钢 Mn-Cr系 部分马氏体的热冲压用钢 Mn-W-Ti-B系 POSCO开发的高烘烤硬化的细晶粒热冲压用钢,从镀层分为：无镀层热冲压钢板带镀层热冲压钢板（USIBOR1500，全球专利产品，AlSi镀层）,考虑到热冲压
4、是重新加热到奥氏体区的过程，为了避免和减少加热过程的氧化，开发了用于热冲压的镀层板，如镀Al板、镀AlSi合金板和镀Zn板；POSCO正在开发纳米镀层板，以提高镀层的结合力，防止加热和成形过程中的剥落。在Ford的标准中还说明AlSi表面涂层中的金属间化合物相为AlxFeySiz，在镀层的上层金属间化合物为Al60-70Fe30-40Si10+微量其它元素，而下层则为Al50-60Fe45-55，考虑到成本问题，有时也采用非镀层板。,2、热冲压钢板,加热、冲压过程中无氧化皮 无需喷丸处理 成本高 零件储存过程不生锈 零件耐腐蚀性能好 加热过程中镀层易和陶瓷辊粘结,镀层钢板热冲压：,非镀层钢板热
5、冲压：,加热、冲压过程中有氧化皮 需喷丸处理 成本低 零件储存过程易生锈 零件耐腐蚀性能稍差 焊接性好,2、热冲压钢板,ARCELOR的USIBOR1500;BENTLER的BTR系列；SSAB的DOMEX 024B；LUCOIL STEEL 的BO 0205系列；RAEX B BORON STEELS；NIPPON STEEL的BORON 钢；THYSSEN POSCO BAOSTEEL,2、热冲压钢板,典型牌号：,2、热冲压钢板,USIBOR1500介绍：,Aluminium(90%)and Silicon铝（90%）和硅Special thickness:Average 80 g/m/s
6、ide(25 m)特殊厚度：平均80克/平方米/面（25微米）,从2004年底开始进行研发工作。2006年7月进行大生产供货 国内宝钢独家供货，年销售量数5千1万吨，使用效果普遍良好；出口韩国，使用良好；曾在瑞典进行对比使用，零件力学强度和SSAB产品相当，延伸率略好；,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,概况,热冲压用钢牌号及化学成分,国外材料 22MnB5,宝钢材料 BR1500HS、B1500HS,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,热轧和热轧酸洗板BR1500HS可供规格,冷轧 B1500HS可供规格,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,可供规格,宝钢热冲压用钢BR1500HS、
7、BR1500HS 的力学性能,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,基板及其热冲压以后能达到的力学性能,宝钢生产的某车型B柱热冲压零件力学性能,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,应用实例,宝钢生产的某车型前保热冲压零件表面硬度及其力学性能,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,应用实例,宝钢防弹钢力学性能,宝钢热冲压钢板介绍：,2、热冲压钢板,应用实例,抗拉强度2081MPa，50标距延伸率6%,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压
8、优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,4、热冲压钢板加热方式,纯电加热；天然气燃烧加热；电气混合加热。,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,5、热冲压优缺点分析,热冲压的技术优势提高车型的碰撞性能；实现更大程度的车身轻量化；减小油耗和CO2排放；零件成形性相对较好；零件尺寸精度好；车身结构设计简单，加强板数量有效减少；降低压机吨位要求；有效提高零件的表面硬度及其耐磨性；降低冲压噪声；通过车身结构优化设计，可以有效控制综合制造成本。,5、热冲压优缺点分析,热冲压的技术优势,随着高强钢材料和
9、热冲压技术的应用，GOLF车的轻量化系数从6.2一直减小到2.5,5、热冲压优缺点分析,热冲压的技术优势,新FIAT500大量采用热冲压零件，是全球同类车型中碰撞性能最好的车型；E-NCAP测试标准越来越严格；国内出口新车型研发中越来越多采用热冲压零件。,5、热冲压优缺点分析,热冲压的缺点生产节拍慢（3冲程/分钟）；需要激光切割进行切边、冲孔；工艺影响因素比冷冲压复杂得多；无镀层板热冲压过程会产生氧化皮，需要定期清理；固有废品率远远高于冷冲压；单件成本高；工作环境比冷冲压差；技术门槛和投资门槛比较高（VOLKSWAGEN、FIAT）；业内技术落后于实验；热冲压仿真精度相对较差（热胀冷缩、组织转
10、变及其回弹CAE非常难）、调试周期相对较长。,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,6、热冲压零件检测技术,表面质量：热冲压件加工表面不允许有裂纹、夹杂、起皱、氧化皮、切边拉伤等缺陷，对于不带涂层的热冲压零件，表面应经过喷丸或其他处理方式去除氧化皮。,力学性能：标距：50标距、80标距和比例试样（线切割取样）屈服强度不小于950MPa，抗拉强度不小于1400MPa，50标距延伸率不低于5。,硬度：HV10/HV30须在400520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。,6、热冲压零件检测技术,装车碰撞试验：不允许产生碰撞开裂。,装车路试：满足规定的疲劳强度。,热冲压工艺流程及其典型应用热冲压钢板热冲压设备热冲压钢板加热方式热冲压优缺点分析热冲压零件的检测技术热冲压技术成本分析,内容,7、热冲压技术成本分析,在欧洲，热冲压技术普遍被认为是降低车身综合制造成本的新技术：可以有效减重、减少补丁数量；国内使用热冲压零件的合理化建议：打破车身设计的惯性思维，以“革命”代替“改良”，实现车身结构的系统优化。,谢谢！,
