热冲压工艺主要用于车身结构件的生产，由于其具有减轻车身质量和提高安全性的双重优势，在汽车制造领域具有广阔的应用前景。本文主要阐述热冲压工艺的原理、主要设备及优缺点等方面的内容。

热冲压工艺，又被称作“冲压硬化”技术，专门用于成形高强度钢板冲压件，是将常温状态下强度为500～600MPa的高强度钢板加热到880℃～950℃，使之均匀奥氏体化，然后快速送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形，之后保压快速冷却淬火，保压一段时间以保证充分淬透，使奥氏体转变成马氏体，成形件因而得到强化硬化，强度可高达1500MPa。热冲压工艺主要用于车身结构件的生产，由于具有减轻车身质量和提高安全性的双重优势，在汽车制造领域具有广阔的应用前景。

热冲压工艺应用现状

热冲压工艺作为车身零件冲压强化的有效途径，在汽车车身上的应用已经非常广泛，目前已经应用热冲压工艺进行制造的车身零件主要有A柱、B柱（见图1）、前保险杠、侧梁和门槛等重要的车身结构件。

热冲压用钢板及工艺流程

热冲压用的钢板，可分为带镀层和不带镀层的两种高强板，这两种类型的高强板在热冲压工艺上也有所不同。

1. 带镀层的高强板

该种高强板在加热过程中不会产生氧化皮，但是价格比较昂贵，且只能从国外进口，如欧洲Arcelor公司生产的带Si-Al镀层的热冲压用钢板Usibor1500。带镀层的高强板热冲压工艺流程可以概括为：下料→加热→冲压成形、淬火→激光切割。

2. 不带镀层的高强板

该种高强板在加热时会产生氧化皮，需要做表面防护工作，在加热前需在板材表面喷涂具有润滑、导热功能的高温防氧化涂料，以解决氧化皮的影响，如宝钢生产的B1500HS。不带镀层的高强板热冲压工艺流程可以概括为：下料→加热→冲压成形、淬火→激光切割→喷丸→涂油。

主要设备

1.加热炉

加热炉属于热冲压工艺的核心设备，分为辊底式、多层箱式和旋转式等多种形式，其中辊底式（见图2）是目前应用较成熟而且广泛的形式。由输送线将板料输送到加热炉中，设置温度监控装置，在300～360s内将材料加热到950℃，并保持一定时间，使钢板的组织完全奥氏体化。需要注意的是在对不带镀层高强板加热时，需要在炉内充保护气体，防止氧化皮的产生。

2.上料装置

对于热冲压，由于出炉后的板料处于高温状态，无法使用机器人带吸盘的方式抓取板料，为保证材料在软化状态下夹持稳定，其上料装置（见图3）只能使用针对板料尺寸设计的手指式夹持装置，并依靠快速线性机械手的动作，在2 s内完成上料，将板料放置于模具上，以减少板料在出炉后在空气中的热量损失。

3.压机

热冲压压机（见图4）是一种特殊的高速液压机，为减少板料热量损失，其兼顾机械压力机速度快和液压机能保压的功能，合模速度能高达300mm/s，而一般液压机的合模速度为35～110mm/s。

4.激光切割机

热冲压件成形后强度非常高，采用冷冲压修边对模具要求较高，而且需要使用大吨位设备，目前普遍采用激光切割机（见图5）进行修边打孔。

5.喷丸涂油设备

带镀层的热冲压成形件由于在加热过程中不会产生氧化皮，因此在激光切割加工完成后即可进行检测、包装，不再需要喷丸处理。而不带镀层的热冲压件在激光切割加工完成后，则需要进行喷丸处理，并且喷丸处理会造成制件基体组织外露，在空气中很容易产生锈蚀，因此需要在表面快速涂防锈油。

6.热冲压模具

热冲压模具不但用于成形，还要给零件冷却淬火，冷却速度一般要求大于50℃/s。模具内部需设计合理的冷却回路，通过评估各部位的冷却速度，确定采用单回路还是多回路。另外，冷却水道直径在8mm时冷却效果最好。整个冷却过程是板料将热量传递给模具，然后冷却水对模具进行冷却。为保证良好的冷却效果，模具间隙要严格控制，必要位置采用侧压装置，如制件和模具存在间隙，造成制件局部冷却速度降低，得不到需要的马氏体组织，会出现软点现象。

热冲压工艺优缺点分析

与冷冲压相比，热冲压具有明显的技术优势，也有其自身的缺点 ，但是经过综合比较分析，热冲压的优点更加具有吸引力，具体分析如表所示。

结语

随着人们环保意识逐渐增强，以及国家正碰、侧碰和排放等强制法规的相继推出，节能、环保和安全已经成为汽车工业发展的主要方向，而热冲压工艺主要应用于车身结构件的生产，不仅能有效减轻车重，降低油耗，还可以提高乘用车的安全性，在汽车制造领域的应用前景一定会更加广阔。