如何打造安全堅固車身，解析熱成型鋼加工工藝流程

車身輕量化是一直困擾各大整車廠的重要問題。在這個背景下，高強度鋼成為了一種具有很大潛力的解決方案。在相同的重量下，高強度鋼可以顯著提高車身的強度，進而改善車輛的碰撞安全性能。然而，這種材料的成形難度較大，回彈現(xiàn)象也較為嚴重，給工裝制造和調(diào)試帶來了很大的挑戰(zhàn)。

熱成型鋼的出現(xiàn)為以上兩大難題提供了一個完美的解決方案。這種材料具有較高的強度和剛度，同時又可以保持較低的密度，從而實現(xiàn)了輕量化的目標。在制造過程中，熱成型鋼經(jīng)過高溫處理后，可以進行深度加工，成形效果更好，回彈現(xiàn)象也得到了很好的控制。

汽車用熱成型鋼的成分和性能是經(jīng)過精心設(shè)計和嚴格篩選的。這種材料主要由鐵、碳、錳、硅等元素組成，其中碳和錳是主要的強化元素。通過合理的成分搭配和熱處理工藝，可以得到具有優(yōu)良性能的熱成型鋼。

制造工藝方面，熱成型鋼主要采用高溫加熱、深度加工、冷卻等步驟。首先將原材料加熱至奧氏體化溫度以上，然后進行深度加工，如沖壓、彎曲等，以形成所需的形狀和結(jié)構(gòu)。加工完成后，進行冷卻處理，使材料恢復(fù)到室溫，并保持所需的強度和剛度。

熱成型鋼板的成分和性能

汽車熱成型鋼板，又稱為硼鋼或B鋼，寶鋼的產(chǎn)品手冊中也稱之為PH鋼（Press Hardening）。以常用的22MnB5為例，其化學(xué)成分中，C含量為0.23%，Si含量為0.25%，Mn含量為1.2%，而B含量僅為0.003%。B元素的主要作用是提高鋼板的淬透性。

以寶鋼熱成型用鋼HD950/1300HS為例，其性能卓越。在熱處理前，其屈服強度（YS）為280-450MPa，抗拉強度（TS）大于450MPa，斷后延伸率達到20%。經(jīng)過熱處理后，其屈服強度（YS）大于950Mpa，抗拉強度（TS）大于1300MPa，強度提升至少2.5倍。

在白車身上，使用熱成型鋼板的主要零部件包括：A柱、B柱、C柱、上邊梁、門檻邊梁、中央通道、地板橫梁、前圍板等。這些車身關(guān)鍵骨架件使用熱成型件，能在碰撞事故中有效保證車身框架結(jié)構(gòu)的完整性，從而保護乘客。

熱成型件制作工藝流程

落料片的生產(chǎn)過程，如同一塊待雕的玉，在開卷落料線上經(jīng)歷一番琢磨，形成特定輪廓的料片，再由機器人通過真空吸盤將其送至打碼機，打下身份標識后，放至輸送線上傳送至加熱爐。

金相組織奧氏體化初始硼鋼的金相組織是鐵素體和珠光體，熱成型過程中Austenization階段先加溫至930-950℃再保溫使得板料內(nèi)部組織完全奧氏體化。這一過程猶如將一塊金屬置于爐火中，經(jīng)過一番鍛煉，使其變得更加堅韌。奧氏體組織的塑性非常好，強度低，非常適合沖壓加工。

熱沖壓加工從加熱爐出來的板料會迅速被機械手夾鉗送至熱成型模具型腔進行沖壓加工。熱成型模具相比冷沖壓模具關(guān)鍵區(qū)別在于多了水路冷卻系統(tǒng)。保壓冷卻的過程中（淬火），板料的金相組織會完全變?yōu)轳R氏體組織。馬氏體組織的強度、硬度非常高，熱成型件的抗拉強度可達1500MPa，零件表面硬度可達到52HRC。這一轉(zhuǎn)變，如同從火熱的青春中淬煉出的堅硬與力量。

激光切割由于熱成型件強度硬度大，使用傳統(tǒng)的冷沖壓模具進行修邊沖孔的話，模具部件磨損嚴重、壽命嚴重縮短。目前的解決方案是在熱成型線尾配備3-4臺激光切割機器人進行修邊沖孔加工。這一舉措，無異于為熱成型件穿上了一件精致的外衣，既保護了它內(nèi)在的堅硬，又賦予了它外在的光彩。

后處理由于在熱成型加工過程中，零件處于高溫狀態(tài)時表面被氧化形成氧化膜，一般需通過噴丸處理來清理零件。這一環(huán)節(jié)，如同為熱成型件進行一場細致的SPA護理，使其煥發(fā)出嶄新的光彩。