面对全球能源危机和环境保护的压力，节能减排已成为汽车制造业的发展趋势，通过使用高强度钢板热成形生产制造技术，同时实现车体轻量化和碰撞安全性，成了近年来汽车制造业研究的热点。热成形技术国内起步较晚，一直处于在各大学或研究院等研究单位试验阶段，但随着汽车企业的介入，热成形技术得到了快速发展，目前热冲压工艺已经应用到汽车生产制造工业，并且实现批量化生产，我公司已经建立了一条热冲压生产线进行批量生产，且可以自行设计和开发热冲压模具。　　1.热冲压原理及在整车中的应用　　热冲压成形过程是将含硼钢板加热到奥氏体温度区间（900℃以上），然后输送到液压机上，在钢板仍具有延展性时进行冲压。水冷却模具确保钢板经淬火后得到马氏体组织，得到具有完美造形和高达1500MPa抗拉强度成品（见图1）。
　　热成形钢是汽车用钢中强度最高等级的钢板，适合应用在汽车防碰撞加强梁、骨架支撑梁等车身制件，使用热成形生产制件的优点是：可以得到超高强度制件(1500MPa)，提高整车碰撞性能；可简化整车结构，降低整车重量；制件尺寸精确度提高，回弹力减少90%以上（见图2）；高温成形，提升板料伸长率，得到形状复杂的零部件（见图3）。

　　2.热冲压工艺流程及装备　　（1）热冲压工艺流程热冲压生产过程为：叉车或桥式起重机上料至板料拆垛系统（打标记）→机械手装置抓取板料并将板料传送至加热炉→料片在加热炉内受控和监控加热→料片加热好后通过自动化装置抓取板料→从加热炉向热成形压力机上料→液压机、冷却系统及模具工作→热冲压成形与冷却—机械手装置从模具中下料至传送带→人工装筐→转运→激光或机械切割→成品（见图4）。
　　（2）热冲压自动化冲压线关键设备热冲压自动化冲压线设备包括：可控气氛热处理加热炉、上下料机械手设备、数控汽车高强度部件热成形液压机（含温度监控系统、液压系统、冷却系统）、换模系统、控制系统、板料拆垛系统、部件传输系统、安全防护、氮气发生装置、应急发电机组、模具冷却机组等（见图5）。
　　拆垛系统包括1台快速机械手和通用端拾器、2个料垛。拆垛系统能实现连续生产，并将垛料分离为单层料片。生产要求能够满足500mm高料垛拆垛，能满足最后3.0mm板料拆垛，将分离的板料传送到打标站进行打生产号，可进行双层（或多层）料片检测，之后高速上料自动化系统将板料通过传送带传至可控气氛热处理加热炉入口。　　高速上料机械手装置，负责将加热好的板料快速从出炉对中台上取出，以最短时间和距离将加热好的板料送入压力机中。高速下料机械手装置，负责将成形后的制件精确、高速地从压力机中取出放置在线尾传输系统上，送料机械手装置一次往复动作时间不大于5s。　　可控气氛热处理加热炉内充有保护气体，将板料从常温加热到930°C（正常值为930°C，最高940°C），并保持一段时间，实时动态监测系统对温度不合格板料进行自动报警。线尾出料具备对中系统，将加热完毕的板料进行精确定位。　　热成形压力机采用开放式结构，成形力可控，滑块速度和行程可调，在模具闭合后具备保压合模的能力，保持压力和时间应可控。需具备温度监控系统，使用红外线技术非接触温度传感器检测工件表面温度，测量精度应保持在±5°C，能够自动报警。　　3.热冲压质量要求和检测方法　　（1）热冲压质量要求详情见附表。　　（2）检测方法力学性能试样取样制样方法，依据Q/CCJT148—2009金属拉伸试样取样制样标准；力学性能检测方法依据GB/T228.1—2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法。金相组织试验方法依据GB/T13298—1991金属显微组织检验方法，试验结果依据金相组织试验（见图6）。
　　4.结语　　热成形技术在汽车企业应用越来越广泛，但国内生产制造技术还不是非常成熟，各汽车企业也在不断研究探索，通过引进国外先进的热成形设备和热成形模具，缩短与国外热成形技术的差距，且取得了阶段性进展，但如何保证热成形模具工艺生产合理化、经济化，以及解决批量化生产过程问题，将是国内汽车企业下一步研究的方向。
作者简介：赵世超，杨少峰，刘艳生，长城汽车股份有限公司技术中心/河北省汽车工程技术研究中心。