汽车热成型工艺是结合热锻造与冷冲压的新型工艺,用于制造高强度钢板冲压件。先将硼合金钢加热使组织转变为奥氏体,再转移至带冷却系统的模具中形成马氏体。该工艺能提升钢板强度,广泛用于汽车防撞梁等,在提升安全性能上发挥重要作用 。
热成型工艺一般会先进行落料,之后将硼合金钢这种高强度钢板放入加热炉内,加热至930 - 950℃,让原始微观组织铁素体和珠光体充分转变为奥氏体,此过程也叫奥氏体化。接着,迅速把板料转移到带有冷却系统的模具中。在模具里,板料被冲压成型,同时因为模具的快速导热,实现淬火处理,让基体组织奥氏体充分转变成板条状马氏体。
经热成型工艺处理后的钢材优势明显。其强度大幅提升,马氏体钢强度可达1500MPa以上,屈服度达1000Mpa,每平方厘米能承受10吨以上压力。应用在汽车上,相同强度下,热成型钢材的料厚更低,有助于整车轻量化,进而减少油耗。而且能提高汽车的安全性能,像车门防撞梁、A柱、B柱等车身碰撞传力路径上的安全结构件,使用热成型钢材,可防止碰撞时过分变形入侵乘员空间,同时在碰撞变形时能吸收能量 。
不过热成型工艺也存在一些局限。生产节拍相对较慢,模具投资成本高,工艺费用也不低。在结构设计上也有额外要求,比如最小圆角要大于6mm等。
随着汽车行业对轻量化及碰撞安全要求的不断提高,热成型钢在汽车骨架上的应用比例持续扩大。不少车型都在关键部位大量使用热成型钢材,如捷达全系车型在A柱、B柱等17处零件就采用了热成型钢材。总之,汽车热成型工艺虽然有一定局限性,但凭借其显著的优势,在提升汽车安全性能和推动行业发展方面意义重大 。