热压技术特征

BetterSteel,BetterLife. 热冲压技术特征宝钢研究院徐伟力2021-12-91.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容1、热冲压工艺流程及其典型应用下料（冲孔）在步进炉加热到Ac3左右，充分奥氏体化快速移到压机快速合模、成形，保压冷却到1002000C。组织全部为马氏体若采用裸板则进行喷丸处理以去除零件表面氧化皮随室温冷却，激光（模具）切边、冲孔得到抗拉强度为1500Mpa左右的零件抗拉强度为400600Mpa左右的BORON钢板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TimeinthetoolmartensitBainit1、热冲压工艺流程及其典型应用非镀层钢板热冲压1.1 钢板热冲压冷冲压冷冲压（简单零件可省略此步骤（简单零件可省略此步骤)加热加热带保护气氛带保护气氛热冲压热冲压喷砂喷砂最早由瑞典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1.1 钢板热冲压Heating加热加热880 -930C3 10 minStamping 冲压冲压(600 -800C)+ Hardening淬火淬火 ( 50 K/s )Transfer传送传送 7 sec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 钢板热冲压卷管、切割在步进炉加热到9500C（Ac3）左右，变为奥氏体快速移到压机快速合模、成形，保压冷却到2000C。组织全部为马氏体随室温冷却，若采用裸板则进行喷丸处理以去除零件表面氧化皮激光（模具）切边、冲孔得到抗拉强度为1500Mpa左右的零件抗拉强度为600Mpa左右的BORON钢板1、热冲压工艺流程及其典型应用1.2 钢管热冲压A Pillar ReinforcementsSide Impact Beams and Waste Reinforcements2 Piece A Pillar ReinforcementsRoof-bowsBumper Armatures Front & RearHeader panels1、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、管子热冲压卷管、切割、（或弯管）高频淬火强化发黑处理抗拉强度为600Mpa左右的BORON钢板1.2 钢管热冲压钢管热冲压典型产品 汽车前纵梁加强弯管汽车前纵梁加强弯管 汽车门槛加强直管汽车门槛加强直管 车门防撞管车门防撞管 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1.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容2、热冲压钢板从成分分为：nMn-B系 宝钢热冲压用钢nMn-Mo-B系 北美、欧洲等的热冲压用钢 nMn-Cr-B系 高淬透性的热冲压用钢 nMn-Cr系 部分马氏体的热冲压用钢 nMn-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：n无镀层热冲压钢板n带镀层热冲压钢板（USIBOR1500，全球专利产品，AlSi镀层） 考虑到热冲压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的的USIBOR1500; BENTLER的的BTR系列；系列； SSAB的的DOMEX 024B； LUCOIL STEEL 的的BO 0205系列；系列； RAEX B BORON STEELS； NIPPON STEEL的的BORON 钢；钢； THYSSEN POSCO BAOSTEEL2、热冲压钢板典型牌号：2、热冲压钢板USIBOR1500介绍：Aluminium (90%) and Silicon铝（铝（90%）和硅）和硅Special thickness : Average 80 g/m/side (25 m)特殊厚度：平均特殊厚度：平均80克克/平方米平方米/面（面（25微米）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r 概况概况r 热冲压用钢牌号及化学成分热冲压用钢牌号及化学成分C.q*CMnSiPSAlCrBTiN0.550.200.251.101.400.150.400.0300.0100.0200.0600.100.500.0010.0050.0200.0500.009国外材料国外材料 22MnB5 宝钢材料宝钢材料 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热轧和热轧酸洗板BR1500HS可供规格冷轧冷轧 B1500HS可供规格No.No.thicknessthickness（mmmm）widthwidth（mmmm）1 12.002.002.202.209009001200mm1200mm（max1250mmmax1250mm）2 22.212.212.502.509009001250mm1250mm（max1300mmmax1300mm）3 32.512.512.802.809009001300mm1300mm（max1350mmmax1350mm）4 42.812.813.103.109009001350mm1350mm（max1400mmmax1400mm）5 53.113.113.503.509009001500mm1500mm（max1550mmmax1550mm）6 63.513.514.04.09009001500mm1500mm（max1550mmmax1550mm）No.No.thicknessthickness（mmmm）widthwidth（mmmm）1 10.700.700.900.909009001200mm1200mm（max1250mmmax1250mm）2 20.910.911.201.209009001300mm1300mm（max1350mmmax1350mm）3 31.211.211.501.509009001400mm1400mm（max1450mmmax1450mm）4 41.511.511.801.809009001450mm1450mm（max1500mmmax1500mm）宝钢热冲压钢板介绍：2、热冲压钢板r 可供规格可供规格N No.o.YSYS（MPaMPa）TSTS（MPaMPa）ELEL（）（）备注备注1 132032063063048048080080013(80mm)13(80mm)B1500HS2 2280280450450 45045020(80mm)20(80mm)B1500HS3 39509501250125013001300180018006 (50mm)6 (50mm)热冲压热冲压后后宝钢热冲压用钢BR1500HS、BR1500HS 的力学性能宝钢热冲压钢板介绍：2、热冲压钢板r 基板及其热冲压以后能达到的力学性能基板及其热冲压以后能达到的力学性能No.No.YSYS（MPaMPa）TSTS（MPaMPa）ELEL（A A5050，）1 110711071152615267.47.42 210701070153315337.07.03 310331033149814987.27.2123宝钢生产的某车型宝钢生产的某车型B B柱热冲压零件力学性能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r 应用实例应用实例试样编号试样编号硬度值（硬度值（HV30HV30）1-11-14274274404401-21-2417417430430试样编号试样编号YS(MPa)YS(MPa)TSTS（MPaMPa）ELEL（A A8080，）1-31-310991099154715475.8 5.8 1-41-410921092154615466.5 6.5 1-51-510861086155015506.4 6.4 1-61-610801080156115616.2 6.2 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r 应用实例应用实例宝钢防弹钢力学性能宝钢防弹钢力学性能宝钢热冲压钢板介绍：2、热冲压钢板r 应用实例应用实例抗拉强度抗拉强度2081MPa2081MPa，5050标距延伸率标距延伸率6%6%1.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容1.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容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。 1.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容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热冲压技术的应用，随着高强钢材料和热冲压技术的应用，GOLFGOLF车的轻量化系数从车的轻量化系数从6.26.2一直减小到一直减小到2.52.55、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、组织转变及其回弹CAE非常难）、调试周期相对较长。1.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容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。1.热冲压工艺流程及其典型应用2.热冲压钢板3.热冲压设备4.热冲压钢板加热方式5.热冲压优缺点分析6.热冲压零件的检测技术7.热冲压技术成本分析内容内容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！