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熱沖技術(shù)動向及展望

已開發(fā)出抗拉強(qiáng)度超過1GPa的超高強(qiáng)度鋼板，但其采用冷沖成形加工技術(shù)存在著成形負(fù)荷增加、回彈量大、成形性低、模具壽命短及帶后斷裂等問題。而解決上述問題的有效方法之一是熱沖成形技術(shù)。熱沖成形技術(shù)優(yōu)點：①變形阻力減小，成形負(fù)荷也大幅減小；②基本不發(fā)生回彈現(xiàn)象，形狀固定性好；③韌性增加，成形性提高；④可得到模具內(nèi)冷卻淬火的模壓淬火效果，制造抗拉強(qiáng)度約1.5GPa的超高強(qiáng)度零件。

大眾、奧迪等公司的汽車零件制造都采用了熱沖技術(shù)，而在日本的應(yīng)用實例不多，但非常關(guān)注熱沖技術(shù)。下一代的熱沖技術(shù)正在開發(fā)中。

分別論述了熱沖技術(shù)防止材料老化、成形性、生產(chǎn)效率和應(yīng)用范圍等問題。

熱沖用鋼板大部分使用錳硼鋼22MnB4。利用硼提高淬透性，以＞30℃/s的冷卻速度進(jìn)行淬火，使硬度達(dá)到約500HV，抗拉強(qiáng)度達(dá)到約1500MPa。熱沖時，鋼板被加熱到約900℃，表面非常容易被氧化，然后進(jìn)行噴丸處理清除氧化皮。為防止氧化，經(jīng)常使用鍍鋁鋼板。最近開發(fā)的鍍鋅處理鋼板使成本增加，應(yīng)開發(fā)更廉價的防氧化技術(shù)。

為省略熱沖用加熱爐，開發(fā)了使用通電加熱的熱沖成形技術(shù)，其主要優(yōu)點：①由于對板材進(jìn)行直接通電加熱，所以可在幾秒鐘之內(nèi)加熱到能夠淬火的900℃，加熱效率高，幾乎不產(chǎn)生氧化皮，使循環(huán)時間縮短；②加熱裝置比高頻率加熱簡單，且加熱效率高；③由于是調(diào)整加熱，所以可與沖壓同步；④可通過控制電量調(diào)節(jié)加熱溫度。

成形性。機(jī)械式伺服壓床能夠以較快的速度控制行程，使成形速度加快，提高生產(chǎn)效率。伺服壓床與各種裝置的聯(lián)動較容易，與通電加熱電源聯(lián)動就可在加熱后短時間內(nèi)成形，沖壓件表面氧化減少。

生產(chǎn)效率。由于熱沖時要進(jìn)行模壓淬火，實施約10s的下止點保持，所以目前的生產(chǎn)效率低，（僅2～3件/min），必須縮短下止點保持時間。開發(fā)了對鋼板直接噴水的直接水冷方式，在表面設(shè)置水的排出口和吸入口，到達(dá)下止點后立刻使水循環(huán)進(jìn)行急冷，控制簡單，成形性提高。

正在開發(fā)快速通電加熱與成形，切斷、淬火一步操作的超高強(qiáng)度鋼板零件的熱沖技術(shù)。

刊名：プレス技術(shù)（日）

刊期：2014年第8期

作者：森謙一郎

編譯：郝長文