超高强度钢热冲压技术原理及特点

汽车轻量化用超高强度钢22MnB5，其化学成分及退火状态下力学性能见表3-1，常温下强度为500～600MPa，因含有约千分之五的硼元素，增加了板材的淬透性，容易实现相变强化。超高强度钢热冲压原理如图3-6所示，加热奥氏体化后，迅速送入带有冷却系统的模具内冲压成形，冷却速度控制在25℃／S以上，如图3-7所示，在模具内完成成形与淬火一体化过程，实现完全马氏体转变，发生相变强化，强度提高2～3倍，得到强度高达1500～2000MPa的车身冲压件，有效减重并提升安全性能。

表3-1 热轧钢板22MnB5化学成分及退火状态下力学性能

图3-6 超高强度钢热冲压形变及相变强化过程示意图

图3-7 宝钢产超高强度钢板奥氏体连续冷却转变图曲线(www.xing528.com)

这种新的制造工艺将成形和热处理在同一工序同一模具内同时进行，可以一次成形冷冲压几道工序才能完成的复杂零件，提高了生产效率。其主要技术优势有：

1）可成形抗拉强度高达1500MPa的零件，组焊成高强度驾乘单元，承受6t以上的静压不损坏。

2）高温下成形能消除回弹影响，零件精度高，成形质量好。

3）通过减小壁厚或截面尺寸减轻重量（达18％～35％），实现轻量化。

4）高温下，材料塑性和成形性好。能成形冷冲压无法成形的复杂冲压件；可将多个冷冲压件合成一个一次成形；可一次成形冷冲压中需要多套模具、多道工序成形的冲压件，减少模具数量和成形工序。

5）热成形需要的设备吨位（800t）比冷冲压（2500t以上）需要的设备吨位小，投资少，能耗小。