摘 要：為了解決高強鋁合金板料冷成形時塑性差、容易出現(xiàn)破裂及回彈大、影響尺寸精度的問題，發(fā)展起來了一種高強鋁合金固溶– 熱沖壓– 淬火– 時效一體化新工藝。該工藝將熱成形與熱處理有機地結(jié)合在一起，將固溶后的熱板料快速轉(zhuǎn)移到模具中成形，并立即完成模內(nèi)淬火，最后通過時效處理來提高其強度。首先總結(jié)了高強鋁合金熱沖壓成形技術(shù)的最新研究進展，重點介紹了鋁合金熱沖壓成形工藝試驗方面的研究成果，詳細說明了鋁合金熱成形時影響成形性能的因素和實現(xiàn)固溶時效強化的工藝方法，最后從摩擦機理和界面?zhèn)鳠岬慕嵌瓤偨Y(jié)了鋁合金熱沖壓模具技術(shù)方面的研究進展。
隨著中國汽車工業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及汽車保有量的不斷增加,能耗和排放的壓力日益增大,節(jié)能減排刻不容緩。為此中國政府制訂了政策法規(guī),要求2020年我國生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量要降至5L/100km。日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)對汽車制造商提出了更高的裴求,電給汽車輕量化提供了發(fā)展機遇。研究顯示燃油汽車整車重量減輕10%,燃油效率可提高6%~8%,并且減少排放4%,因此汽車輕量化是節(jié)能減排最直接最有效的措施。
車身重量占整車重量的40%左右,車身輕量化對于整車的輕量化起著舉足輕重的作用。能源以及環(huán)境問題使新能源汽車有了很大的發(fā)展空間，中國政府已經(jīng)開始研究制定禁售燃油車的時間表,大力發(fā)展電動汽車。對電動汽車而言,由于受動力電池重量、電池續(xù)航里程的制約,對車身的輕量化設(shè)計需求更加迫切。因此,汽車輕量化技術(shù)已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)廠家提高競爭能力的關(guān)鍵之一，也是汽車創(chuàng)新工程的技術(shù)發(fā)展方向。
車身輕量化技術(shù)主要包括結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計、輕量化材料的使用以及先進的成形工藝應(yīng)用”。由于汽車車身結(jié)構(gòu)多為薄壁構(gòu)件,加上零件剛度的限制,除通過集成設(shè)計使部件零件化外,僅道過零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化難以取得明顯的輕量化效果,而采用高強重比的輕質(zhì)材料則展示了輕量化的良好發(fā)展前景。
鋁合金具有密度小比強度高,抗沖擊性能好和耐蝕性高等優(yōu)點,且有合適的性價比,因此,鋁合金已成為車身輕量化的重要材料,并且鋁合金還能回收再利用,降低了成本。圖1所示為按照比強度排列的各種金屬材料的輕量化潛力,其中7000系鋁合金與目前最成功的熱成形鋼相比也具有突的輕量化優(yōu)勢。
2017年推出的凱迪拉克C16為目前實現(xiàn)國產(chǎn)的最高級別豪華轎車,車身材料融合11種不同的輕量化材料,其中鋁材占比超過57%,借助多項宇航級車身工藝,全面提升車身的強度、性能及效能,令堅固與輕盈兼得。
近年來,我國連續(xù)立項支持高性能汽車鋁合金板材研究開發(fā)工作,促進了國產(chǎn)汽車鋁合金板材質(zhì)量和性能的提升目前,5000系和6000系鋁合金在汽車上已有較多應(yīng)用,但更高強度的7000系鋁合金板料在實際應(yīng)用中存在較大困難。高強金屬板料普遍存在常溫成形困難、易出現(xiàn)
裂紋以及回彈大等問題,近年發(fā)展了許多成形技術(shù),最具發(fā)展前途的是結(jié)合沖壓成形與熱處理工藝的熱沖壓成形技術(shù)。本文將重點介紹鋁合金熱沖壓成形工藝及模具的關(guān)鍵技術(shù)及最新進展,總結(jié)鋁合金熱沖壓成形的工藝試驗研究和模具技術(shù)研究的成果,并提出工業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀及其后續(xù)的研究方向。
來源：《航空制造技術(shù)》2019年16期
作者：王義林，劉勇，耿會程，張宜生
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