3 奇瑞公司在热成形冲压件上的研究 与探索 3.1 热成形技术在车身结构上的应用 采用热成形技术可极大提高车身整体结构的刚度 和强度，大幅度提高整车碰撞安全性能与NVH性能； 大量运用该技术可有效减轻整车的质量，提高整车的 经济性能。根据车身结构强度的要求，车身以下部位 推荐使用热成形件，如图5。 3.2 热成形技术在某新车型B柱上的应用 （1）性能分析 a.本新车型通过采用热成形工艺得到超高强度 的车身零件。表2为采用不同工艺冲压后零件的性能 对比。 b.改善冲压成形性，控制回弹，提高零件尺寸精度。 表2 采用不同工艺冲压后零件的性能对比 类型材料屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率/% 冷冲压B340/590DP（1.5 mm） 340～500 ≥590 ≥ 18 热成形BTR165（1.8 mm） 1 100±150 1 450±150 9±3 碰效果及减轻质量分析如表5。 a.热成形方案B柱采用1.8 mm料厚。 能使B柱部分单边减轻质量0.9 kg，实现整车减 轻质量1.8 kg。 b.热成形方案B柱采用1.5 mm料厚。 能使B柱部分单边减轻质量1.9 kg，实现整车减轻质量3.8 kg。 c.如果焊装能购置一台中频凸焊 机，就不需要B柱上下铰链加强板， 则能在上面2个减轻质量方案的基础 上，再减2.4 kg。 说明：若要通过欧美的碰撞法规， 采用热成形方案的话，初步判断B柱料厚需 采用1.8 mm以上的，1.5 mm只能满足C-NCAP的需求。 在某车型试制过程中，由于B柱加强板上、下铰 链安装面精度差，与侧围外板组合焊接时，与侧围外 板之间存在间隙，造成侧围外板上下铰链安装面扭 曲，匹配困难，如图6。 B柱加强板采用热成形方案能有效解决这个 问题。 c.提高车身安全性（侧碰性能） 参照CAE侧碰（C-NCAP）分析报告，采用热成 形方案使B柱变形模式改善，中部没有明显折弯，门 图6 侧围外板上、下铰链安装面扭曲 槛侵入有所减少。此次CAE报告中，所用热成形材料 的厚度为1.5 mm，且没有B柱下铰链加强板。 目前，BXX车型B柱采用的是热成形技术，具体 方案与图5热成形方案类似，不过料厚为2.0 mm。 侧碰经CAE分析，模拟通过IIHS法规，结果为第二等 级，在可接受的范围内。 第四轮将根据新的数据进行CAE分析。 (2)成本分析 表3为参照前期车型B柱加强板不同工艺下的模 具费用统计分析。模具为国内制作，后期存在单件精 度差的问题。新车型若采用冷冲压方案的话，为提高 单件精度，模具将在日本制作，同时模具成本也将增 加1.2～1.5倍。 从表3看出，B柱加强板采用热成形技术将使整 车成本增加57.2元。 表3 参照前期车型B柱加强板不同工艺下的模具费用统计分析 类型厂家 单价 /元 模具费 /万元 详细费用分析 （按单件价格换算成分摊模式）/元 模具费支付 形式 公司能力 及产品质量稳定性 热成形本特勒132 450.0 146.5 一次性支付 稳定，为国内外多 家大型汽车厂家供 应热成形件 冷冲压成形 国内某 模具厂 110 787.5 117.9 (3)质量分析 图7为冷冲压和热成形方案下B柱单件示例。表4 为参照前期车型B柱单件分别在冷冲压和热成形工艺 下的质量分析。 （4）热成形方案中，B柱采用不同料厚时的侧 备注：按单边计算，采用热成形技术成本比冷冲压成形多28.6元。 图7 冷冲压和热成形方案下B柱单件示例 （a）冷冲压方案 （b）热成形方案 表4 参照前期车型B柱单件的质量分析 单件 冷冲压方案：总质量10.44 kg 热成形方案：总质量9.54 kg / 8.55 kg 材料料厚/mm 质量/kg 材料料厚/mm 质量/kg B柱加强板B340/590DP 1.5 4.96 BTR165 1.8 5.95 BTR165 1.5 4.96 B柱内板加强板B340LA 1.5 2.69 — — — B柱上铰链加强板— — — B340/590DP 1.5 0.81 B柱下铰链加强板— — — B340LA 1.2 0.38 B柱安全带加强板— — — B340LA 1.5 0.17 B柱内板B340/590DP 1.5 2.79 B340/590DP 1.2 2.23 公司BXX车型为2.0 mm料厚，上海大众斯柯达- 明锐为1.8 mm料厚。
（5）方案可行性 由上述分析看出，B柱采用热成形方案对侧碰有 改善效果，且能减轻整车质量；热成形样片与冷冲压 件的焊接经过验证也可行，只是采用热成形方案单件 费用略有上涨，总体方案是可行的。 表5 不同料厚时的侧碰效果及减轻质量分析 Ｂ柱热成形方案CAE分析侧碰效果减轻质量/kg c.配以合适的热处理方式，可使板料发挥其最佳 的性能，为汽车提供高质量的零部件。 奇瑞公司应用热冲压成形技术的实例如图4。 目前，热冲压成形技术在国内还仅仅是一个刚开 始研究的领域。由于这是一个塑性变形和材料组织变 化同时产生的工艺，因此塑性加工技术人员和材料开 发技术人员必须比以往的冷加工成形研究更加密切协 作。加热冷却技术必须结合零部件的结构设计进行深 入研究，以便可以实现零部件不同部位到达预期强度 的要求；热成形件耐蚀性和焊接性也因其制造工艺有 一定的限制，必须进行深入研究。 图4 奇瑞公司应用热冲压成形技术的实例 (a)某车型侧门防撞梁 (b)某车型B柱加强板 4.3 热冲压成形技术应用遇到的问题 a.在热冲压成形加工过程中，材料的性能随温度 变化而变化，因此必须获得不同温度下的应力应变曲 线以及不同温度下材料参数，才能保证热冲压成形模 拟分析的准确性。 b.必须研究不同应变速率下热冲压成形材料应力 应变曲线，以便提高碰撞安全分析的准确性。 c.当前热冲压成形技术应用成本较高，必须深入 研究如何通过提高生产节拍、控制好加工成形的热处 理、降低废品率以及开发低成本的耐蚀性处理，以便 降低热成形技术应用成本。
5 结束语 实现车身轻量化是一个系统的工程，要全面考虑 材料、设计及制造技术各个方面的要求；新材料的应 用离不开新制造成形技术的发展，高强度钢板的广泛 应用必定促进新技术、新工艺及新设计思路的诞生； 新的制造技术——激光拼焊技术、热冲压成形技术的 发展又会促进新材料的应用，实现更高层次的车身轻 量化。
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