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發(fā)展

汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。但受能源短缺、環(huán)境污染等問題的影響，該行業(yè)發(fā)展之矛盾也日益凸顯。展望未來，該行業(yè)的發(fā)展只有建立在自然、生態(tài)、節(jié)能、安全等背景下，其發(fā)展才可持續(xù)。

在此背景下，汽車輕量化以及高強(qiáng)鋼的應(yīng)用成為了重要發(fā)展方向。但受高強(qiáng)鋼板材強(qiáng)度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無(wú)法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無(wú)法滿足成型條件的情況下，目前國(guó)際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，板料的塑性增加，屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，通過模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對(duì)工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，目前該技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷，國(guó)內(nèi)發(fā)展緩慢。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，部分汽車品牌高強(qiáng)鋼的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，有些車型的車身框架高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用已達(dá)90%。根據(jù)美國(guó)鋼鐵學(xué)院能量部的研究，即使高強(qiáng)度鋼降低部分?jǐn)?shù)值其拉伸還是要比傳統(tǒng)的冷板困難得多。高強(qiáng)鋼的延展率只有普通鋼材的一半。

當(dāng)材料被沖壓成形時(shí)，會(huì)變硬，不同的鋼材，變硬的程度不同。一般高強(qiáng)度低合金鋼只略有20MPa增加，不到10%。注意：雙相鋼的屈服強(qiáng)度有140MPa增加，增加了40%多！金屬在成形過程中，會(huì)變得完全不同，完全不像沖壓加工開始之前。 這些鋼材在受力后，屈服強(qiáng)度增加很多。材料較高的屈服應(yīng)力加上加工硬化，等于流動(dòng)應(yīng)力的大大增加。因此，開裂、回彈、起皺、工件尺寸、模具磨損、微焊接磨損等成為了高強(qiáng)鋼成型過程中的問題焦點(diǎn)。

基于高強(qiáng)鋼的特點(diǎn)和特性，如果不能改變金屬流動(dòng)和減少摩擦，那么高強(qiáng)度鋼（HSS）的開裂和質(zhì)地不均性都可能引起部件報(bào)廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（測(cè)量屈變力的單位）、增強(qiáng)的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運(yùn)行對(duì)于模具來說都是一個(gè)挑戰(zhàn)。