摘 要：為了解決高強鋁合金板料冷成形時塑性差、容易出現破裂及回彈大、影響尺寸精度的問題，發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合在一起，將固溶后的熱板料快速轉移到模具中成形，并立即完成模內淬火，最后通過時效處理來提高其強度。首先總結了高強鋁合金熱沖壓成形技術的最新研究進展，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固溶時效強化的工藝方法，最后從摩擦機理和界面傳熱的角度總結了鋁合金熱沖壓模具技術方面的研究進展。
隨著中國汽車工業的持續發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,節能減排刻不容緩。為此中國政府制訂了政策法規,要求2020年我國生產的乘用車平均燃料消耗量要降至5L/100km。日趨嚴格的排放標準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。能源以及環境問題使新能源汽車有了很大的發展空間，中國政府已經開始研究制定禁售燃油車的時間表,大力發展電動汽車。對電動汽車而言,由于受動力電池重量、電池續航里程的制約,對車身的輕量化設計需求更加迫切。因此,汽車輕量化技術已經成為汽車生產廠家提高競爭能力的關鍵之一，也是汽車創新工程的技術發展方向。
車身輕量化技術主要包括結構的輕量化設計、輕量化材料的使用以及先進的成形工藝應用”。由于汽車車身結構多為薄壁構件,加上零件剛度的限制,除通過集成設計使部件零件化外,僅道過零件的結構優化難以取得明顯的輕量化效果,而采用高強重比的輕質材料則展示了輕量化的良好發展前景。
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勢。
2017年推出的凱迪拉克C16為目前實現國產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,我國連續立項支持高性能汽車鋁合金板材研究開發工作,促進了國產汽車鋁合金板材質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用,但更高強度的7000系鋁合金板料在實際應用中存在較大困難。高強金屬板料普遍存在常溫成形困難、易出現
裂紋以及回彈大等問題,近年發展了許多成形技術,最具發展前途的是結合沖壓成形與熱處理工藝的熱沖壓成形技術。本文將重點介紹鋁合金熱沖壓成形工藝及模具的關鍵技術及最新進展,總結鋁合金熱沖壓成形的工藝試驗研究和模具技術研究的成果,并提出工業化應用現狀及其后續的研究方向。
來源：《航空制造技術》2019年16期
作者：王義林，劉勇，耿會程，張宜生
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