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来源 | 死人杂志
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汽车车身冲压成形技术是汽车制造技术的重要组成部分，因此国际上一些同行认为，汽车技术的竞争本质上是冲压成形技术及其相应焊接技术的竞争。以上观点虽然不一定准确，但说明了冲压技术在汽车制造中的重要地位。
众所周知，几乎90%的车身金属件都是冲压件，更换车身比更换底盘和发动机要快得多。这就决定了冲压技术在汽车产品开发中不仅影响制造周期，而且直接影响成本和产品质量，进而影响产品的整体竞争力。
第一节 冲压原材料研究的最新进展
新的冲压板包括：
耐腐蚀钢板；
双相钢板；
涂层板和 复合 板。
高强度钢板
定义：指普通钢板经过强化得到的钢板。
强化原则：固溶强化、析出强化、晶粒细化强化、组织强化（相变强化和复合结构强化）、时效强化和加工强化等。其中前五项是控制材料的性能板材通过添加合金成分和热处理工艺。
高强度钢板高强度的含义
一个。屈服强度和抗拉强度高，在270-范围内。汽车零部件用高强度钢板的抗拉强度可达600-，而相应的普通冷轧低碳钢板的抗拉强度只有；
湾。高强度钢板的应用可以减轻冲压件的重量，节约能源，降低冲压产品的成本。
在日本，抗拉强度不低于此的热轧钢带和抗拉强度不低于此的冷轧钢带称为高强度钢。高强度钢板可以降低零件质量，提高车辆碰撞安全性，提高零件的外观质量和抗凹痕性能，因此近年来在车身生产中得到越来越多的应用。
1.高强钢在汽车面板中的应用
屋顶、门等构件要求具有变形刚度和抗凹痕性，主要采用抗拉强度为340~的烘烤硬化钢板（BH钢板）。BH钢板的屈服强度在烘烤和涂漆过程中增加，可以提高抗压痕性，减少钢板的厚度，同时又不损失成型性。现在，部分机型已采用BH级高强度钢板。
新马自达2的车身结构采用440、590、780等高强钢和超高强钢牌号
2. 高强度钢板在车身骨架中的应用
随着正面碰撞和侧面碰撞碰撞安全标准的提高，结构件和加强件主要采用高强度钢板，部分厂家采用高强度钢板。
前防撞梁外板
有的厂家甚至对高强度钢板冲压成型后的加强件进行高频加热淬火，以达到零件的局部抗拉强度，在冲压加热的同时对钢板进行冷却，从而达到使零件的整体抗拉强度。方法来实现。
欧洲流行的高强度钢U型车厢结构
此外，还有一种激光拼焊的方法，将不同厚度和材料的钢板组合在一起，使材料配置适合所需材料和使用部位。
虽然拼焊材料最初仅用于小零件以提高材料利用率，但最近已扩展到车身侧板和地板面板等大型零件。拼焊板坯主要采用400级高强钢板，也有采用高强钢板牌号和牌号的情况。
3.高强度钢板在汽车底盘中的应用
使用的材料是从传统等级的热轧板发展而来的，最大减重30%。近年来，高强度钢板在底盘中的使用比例急剧增加。未来，高强度钢板的使用比例和高强度钢板的应用有望进一步增加。
高强度钢制成的汽车底盘
例如：通升韶欣为了从根本上摆脱对底盘厂商的过度依赖，最终实现底盘厂商对自身的依赖，韶欣，翻译新材料、新材料等专有技术铁路货车工艺流程到专用车辆产品，我们将努力走自主创新之路。
韶欣通盛专用车，2008年，在向市场推出具有自主知识产权的“轻量化半挂车”后，再次推出高强钢“轻量化散装水泥罐车”。《5.12》灾后重建，四川水泥需求量暴增至3.7亿吨，新增车辆约4000辆（每辆产能2.5万吨每年3年），针对这一市场需求，经过充分的市场论证，特汽公司提出了散装水泥罐车的研发思路，得到了公司的大力支持。
目前，该车已完成设计并进入试生产阶段，预计11月底下线试运行。
该车采用高强度钢制造，设计容积39.8m3，载重50吨。与同等负载的普通机型相比，自重轻1吨左右。可与各品牌重卡底盘配套，按重量充电优势突出。. 预计市场前景看好，将增强公司的市场竞争力。
4. 常用钢种介绍
热轧低合金高强度钢（HSLA）板材，应用部位：卡车底盘，也用于客车车轮、轮毂等部件，屈服强度：间至，结构：含铁素体和少量珠光体组织. 最近，利用热轧带钢厂直接轧制的贝氏体钢中发现的所有强化机制，已经开发出等级卡车车架钢。
DP钢板，主要组织：铁素体和马氏体，其中马氏体含量为5%～20%。，强度：500～。特点：DP钢具有屈服比低、加工硬化指数高、烘烤硬化性能高、无屈服延伸和室温时效等特点。一般用于高强度、高抗冲击吸收能和有一定成型要求的场合。汽车零部件，如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等。DP钢板的优点：①屈服点低、抗拉强度高、屈服强度比低；②无屈服点伸长或屈服伸长，应力-应变曲线平滑；③高伸长率；④初始加工硬化率高，加工强化性能好；⑤抗疲劳性能好。所以，
TRIP钢，包括热轧、冷轧、电镀和热镀锌产品。主要组织：铁素体、贝氏体和残余奥氏体，其中残余奥氏体含量为5%～15%，强度为600～。主要成分：C、Si、Mn。Si的主要作用是抑制贝氏体转变过程中渗碳体的析出，但对钢板的表面质量不利。
在日本，已有约80个概念车底盘部件使用了TRIP钢板高韧性耐磨弹簧钢板，用这种钢板制成的部件重量比传统钢板轻约12%。TRIP钢具有高延伸率。与DP钢相比，初始加工硬化指数小于DP钢，加工硬化指数在较长的应变范围内保持较高，特别适用于胀形成形。
多相CP钢，主要组织：与TRIP钢的组织相似，只是CP钢含有马氏体而不是残余奥氏体。强化机理：通过马氏体和贝氏体的复合作用和析出强化。CP钢强度可达800~，特别适用于车门保险杠、保险杠、B柱等安全件。
马氏体(M)钢是通过高温奥氏体组织快速淬火转变为板条马氏体组织的，可以通过热轧、冷轧连续退火或成形后热处理来生产。钢的最高强度等级。主要用途：车门保险杠等成型要求不高的零件代替管状零件，降低制造成本。
MnB钢或热成型钢，主要元素：Mn和B等元素，具有很好的淬透性。热成型工艺：将毛坯加热至奥氏体化，然后在红热状态下冲压钢板，然后利用模具的冷却力将零件硬化成马氏体。整个成型过程大约需要15到25秒。
耐腐蚀钢板，主要用途：增强普通钢板冲压件的耐腐蚀性能。主要分类：一类是添加新元素的耐腐蚀钢板，如耐大气腐蚀钢板。我国研制的耐大气腐蚀钢板中，有（冷轧）和（热轧）之分，其耐腐蚀性是普通碳素钢板的3～5倍；它是一种涂层板。
目前，世界上最大的钢铁公司已开发出热冲压钢板，其化学成分见表1。钢板为镀锌板，镀层质量为120-160g/m2。淬火后力学性能明显，可以达到强度值。
日本某公司实测钢的特性值如表2所示。该钢板能保持良好的韧性，冲击韧性达到800 J/cm2，低温脆性也不错。焊接性能好。用这种钢板生产的汽车零部件，在同等强度和刚度的情况下，重量可减轻50%以上。
镀层板，在耐腐蚀钢板中，镀有金属层的钢板属于镀层板的一种。由于传统的镀锡板、镀锌板等已不能满足汽车工业、电气工业、农业机械和建筑业的需要，因此不断开发镀层钢板新品种。在涂层板材中，各种涂有有机薄膜层的板材具有较好的防腐和抗表面损伤性能，因此被广泛用作各种结构件。
彩涂板具有优良的装饰性、成型性、耐腐蚀性
复合板材和涂塑钢板是复合板材的一种；不同金属板的组合（如冷轧层压等）也是一种复合板，或者叠加入复合板。这类复合板在断裂时变形比单一材料大，其基本材料属性值（如n值）变大。
5.展望未来，宝钢研制成功的960兆帕高强工程机械用钢，目前只有少数国际先进钢铁企业能够生产，填补了国内空白。中国宝钢集团还开发了用于热冲压的硼钢板。其硬度为450-500HV，强度达到1300-1500 MPa，无涂层。德国蒂森克虏伯开发了锰硼合金钢，经过热冲压和淬火后可以达到最高强度。
超高强度钢 - 瑞典钢板公司，超高强度 Domex 超高强度冷弯型钢是在严格的计算机控制下在现代化工厂生产的。在低碳和一定锰含量的条件下，添加铌、钛等微量合金元素细化晶粒，超纯钢水提供的良好冶金条件决定了钢的最终性能。
与普通高强度热轧冷弯型钢相比，Domex高强度钢具有更高的铌、钛、钒等微合金元素。此外，由精确控制的加热、轧制、冷却等步骤组成的热机械轧制工艺是获得高性能的关键因素。
Domex系列冷弯型钢在高强度条件下具有良好的成型性、焊接性和高冲击强度。超高强度钢的主要应用领域是载重汽车底盘、各种特种车辆、移动式起重机和工程机械。超高强度钢的应用主要是为了减轻重量和增加有效载荷能力，同时由于良好的冷成型性而降低了产品的生产成本。
超高强度钢焊接抗扭结构，主臂横向刚度更好
轻金属材料——铝、铝及铝合金的密度约为钢的1/3。铝合金具有重量轻、加工性能好、耐腐蚀性好、吸振能力强等优点，在汽车制造中的应用对汽车轻量化有非常显着的影响。
目前，除了传统的轮罩、空调系统、保险杠、座椅、热交换器、油管外，高强度铝合金还广泛应用于汽车连杆、摇臂、凸轮座等。和其他部分。由于铝及其合金的原材料价格远高于钢，限制了其在汽车中的广泛应用。
轻量化铝板可用于车身和底盘的许多部位，关键是改进工艺，降低制造成本。1985年，日本开始使用铝合金薄板生产汽车罩件。应用部件主要为发动机罩（内外板）、前挡泥板和车顶窗罩等，整体设计轻量化。采用大量拼焊高强度钢板和不同厚度的深冲钢板，结合激光焊接组装技术，车身重量减轻25%以上。
发动机用铝合金支架
铝合金轮毂
轻金属材料——镁和镁合金的主要优点是高比强度和比刚度。镁的密度仅为铝的2/3，用镁制造汽车零部件的轻量化效果优于铝。不仅如此，由于镁的熔点低，回收再利用消耗的能源更少。镁合金零件具有良好的尺寸稳定性和比铝和钢更好的减振性能。
在 1950 年代和 1960 年代，由于镁合金价格低廉，韶欣 的甲壳虫使用镁合金作为结构件。近年来又开发了高纯耐蚀镁合金AZ91D、AZ91E和高延展性镁合金AM20、AM50，性价比有了很大提高。汽车镁零件应用：仪表板基板和横梁、座椅框架、转向柱、发动机气缸盖、变速箱壳体、进气歧管等。
镁合金方向盘
镁合金汽车轮毂，重量轻，性能好
轻金属材料——钛，钛的密度4.5g/cm-3，重量轻，强度高，耐腐蚀性非常好，但钛很贵。汽车用钛可以在减重、节能、减震、降噪、减少污染、延长寿命、提高汽车的安全性和舒适性等方面发挥综合作用。
主要用途：汽车发动机中，如气门、气门座、气门弹簧、摇臂、连杆、离合器片等车底覆盖物，转向器、车轮等必须耐腐蚀、耐损坏的后视镜紧固件搁板等也可用钛合金制作。应用现状：由于钛的价格极其昂贵，一般在汽车上使用较少，主要是在赛车上。
其他材料，除铝镁等金属材料外，其他非金属及复合材料也已广泛应用于汽车，如金属/非金属轻量化材料、塑料、陶瓷、非金属材料等 金属类复合材料等
塑料和塑料不仅可以大大降低零件的质量，还可以降低制造成本，是汽车中使用最多的非金属材料。2000年，全世界每辆汽车的平均塑料用量达到105公斤，约占汽车总质量的8%-12%。近年来，我国通用汽车中塑料件的比例从5%左右上升到12%-18%以上。
韶欣与美国 GE 的一家合资企业推出了具有出色耐候性和 耐磨 性能的聚碳酸酯 (PC) 汽车窗系统并将其工业化。
金属基复合材料，美国研制出一种采用SIC颗粒增强的AI-10Si-Mg基复合材料制成的制动轮，减重30%~60%，具有良好的导热性。最高工作温度可达450℃高韧性耐磨弹簧钢板，其热工性能已达到原铸铁的水平。
近年来，非金属复合材料和复合材料在汽车中的使用量逐年增加。复合材料主要用于摩擦片、车身、悬架、车架等汽车结构件。例如，高强度有机纤维增强复合材料具有较高的机械强度，可以代替钢板，从而减轻车身重量，已广泛应用于汽车车身。
碳纤维复合材料（CFRP），主要特点：质量小、强度高、刚性好、抗蠕变性好、耐腐蚀，是一种很有前途的汽车轻量化材料。
应用实例：韶欣CFRP已用于制造汽车传动轴、发动机罩、上下悬挂臂等零件。
第二节 冲压技术发展新趋势
液压成型、热冲压
1. 液压成形
液压成形也称为“内部高压成形”。其基本原理是以管道为坯料，在管道内施加超高压液体，对管道坯料两端施加轴向推力进行补水。在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，最后粘附在型腔内壁上，得到形状和精度符合技术要求的中空零件。
与传统冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件和模具数量、提高刚性和强度、降低生产成本等方面具有明显的技术性。以及经济上的优势，在工业领域，特别是汽车工业中得到了越来越多的应用。
在汽车工业、航空、航天等领域，减少结构质量以节省运行中的能源是人们长期追求的目标，也是先进制造技术发展的趋势之一。液压成形（）是一种实现结构轻量化的先进制造技术。
液压成形技术的优势
对于中空变截面结构件，传统的制造工艺是先将两半冲压成型，然后再将它们焊接成一个整体，而液压成型则可以整体形成沿部件横截面变化的中空结构件。与冲压焊接工艺相比，液压成形技术和工艺具有以下主要优点：减轻质量，节省材料。对于汽车发动机支架、散热器支架等典型零件，液压成型件比冲压件轻20%～40%；对于空心阶梯轴类零件，重量可减轻40%～50%。
