超強鋼板熱成形技術及裝備行業發展現狀與方向

山東大王金泰集團熱成形項目部經理　任曉琪

超強鋼板熱成形技術及裝備行業發展現狀與方向

山東大王金泰集團熱成形項目部經理任曉琪

隨著我國裝備制造業的不斷發展，熱沖壓裝備逐漸開始國產化，如機械科學研究總院、湖北永喆的熱沖壓試驗線，大王金泰的4大系列的熱沖壓成套裝備。從裝備的高性價比、服務質量等方面，國產熱沖壓裝備已經達到全面替代進口設備的水平。

世界上第一輛應用硼鋼板熱沖壓零件的轎車至今已有30多年歷史，從瑞典人將錳硼鋼板用在轎車上開始，超強鋼就注定了和汽車的結緣。21世紀初，超強鋼熱沖壓成形技術進入中國，伴隨著中國汽車工業的蓬勃發展，超高強度鋼板和熱沖壓成形相關技術裝備在中國的研究應用呈現出欣欣向榮的趨勢。

熱沖壓技術的應用

汽車輕量化已經成為現代汽車設計制造的主流，車身輕量化對減輕汽車整車自重，提高整車燃油經濟性和節能環保至關重要。汽車重量每降低100kg，每百公里至少可節約1.6L燃油。既實現輕量化又能保證安全性，且同時實現成本和效益最優化，是汽車制造業極為關注的目標，采用高強度鋼板熱沖壓生產技術是目前最好的途徑。

熱沖壓是在沖壓成形的同時實現相變，從而獲得更高強度、抗變形性與更高硬度。采用這種超高強度的結構件，可顯著提高汽車的碰撞安全性，同時通過減小壁厚或截面，減少相應汽車零部件的數量和尺寸，從而實現輕量化。熱沖壓技術不僅有高強度比的優點，且在高溫下材料成形性好，能消除回彈影響，零件精度高，成形質量好。

正因為熱沖壓的技術優勢，使得超高強度鋼板及熱沖壓技術受到全球汽車廠商與鋼鐵生產企業的青睞和極大關注。近年來，國外汽車制造商已將高強度鋼板熱沖壓技術應用于前保險杠、后保險杠、A/B/C柱、車頂構架、車底框架，以及車門內板、車門防撞梁在內的結構件上。使用量逐年遞增，如在VOLVO車型中的熱沖壓件預計將達到白車身的45%以上。

超高強度鋼板是指抗拉強度>1200MPa的錳硼鋼板，主要分為涂層板和非涂層板（裸板）兩種。受Al-Si涂層板專利保護的影響，目前在國內生產使用的Al-Si涂層板主要是安塞洛米塔爾、浦項和新日鐵三家公司的產品。而非涂層板，國內鋼廠如寶鋼、武鋼、鞍鋼、萊鋼、首鋼、唐鋼及馬鋼等，均已研發或量產。為避免專利保護到期的競爭影響，安

塞洛米塔爾在湖南婁底合資建設鋼鐵企業，生產汽車用鋼板。

國內熱沖壓技術工藝理論研究主要集中在高校和科研院所，如哈爾濱工業大學、華中科技大學、東北大學重點軋鋼實驗室、同濟大學、吉林大學、山東建筑大學等，數年來發表了大量的理論著作和學術報告。

從2007年以來，國內熱沖壓零件生產從無到有，眾多汽車沖壓件供應商試水熱沖壓汽車零部件產品。

三類熱沖壓件相關生產商

一是國外老牌沖壓件供應商把持著中國的熱沖壓零件供應，他們緊隨著我國汽車產業的迅猛發展，抓緊時機在各汽車產地布局，壟斷著熱沖壓零件的市場，并影響著汽車零部件的定價權，如海斯坦普、本特勒、卡斯瑪等。這些企業一般使用著歐洲的熱沖壓裝備、鋼板、模具，宣稱著熱沖壓成形技術的“高冷”。

二是國內零部件企業，近年來自主自強，逐漸掌握熱沖壓技術，不斷擴大在汽車熱沖壓行業的份額，如凌云股份、上海屹豐、賽科利、東風天汽模、富豐等。

三是相當一部分摩拳擦掌躍躍欲試，卻仍在徘徊觀望的眾多中小企業。

究其原因，由于熱沖壓工藝的特殊性，造成了多年來的投資門檻高、技術門檻高的宣傳導向。的確，相對冷沖壓而言，熱沖壓成形技術特征決定了它不同于常規沖壓的裝備及關鍵技術，它是將落料、加熱、防氧化、沖壓、淬火冷卻、激光切邊和噴丸處理等合為一體的綜合制造集成加工系統，是體現機械加工、電控和材料化工緊密交叉的國際前沿高新技術。而國內研究主要集中在工藝理論方面，熱沖壓成形生產線關鍵裝備的開發力量相對薄弱。

熱沖壓生產線市場現狀

目前，國內的熱沖壓生產線有三種形式：第一種，全面引進歐洲成套裝備，如德國舒勒、瑞典AP&T、西班牙法格等，造價昂貴，使用成本高；第二種，采用DIY方式，分別購買國外的壓力機、加熱爐，采用如ABB機器人等自動化輸送裝置進行集成，投資相對少，但同時生產效率也低，如東風天汽模的生產線；第三種，自主開發完全國產化的熱沖壓專用裝備，如山東大王金泰集團、機械科學研究總院，此類裝備性價比高，使用維護費用低，由于剛進入熱沖壓行業，受到國外企業的排擠和用戶的擔心。

長期以來，熱沖壓零件定位在“高大上”的汽車品牌上。國外汽車主機廠、鋼廠、設備廠、零件供應商、模具廠、學者等異口同聲，不斷宣揚其技術復雜，產品質量控制風險大，必須使用國外材料、設備、工藝、模具等；同時實行技術封鎖，壟斷中國市場，造成了相當部分汽車人士采取對熱成形技術應用敬而遠之的態度，而國外進口的高昂的裝備費用，和難以保障的售后服務，又助長了沖壓行業的觀望心理。

熱沖壓技術的展望

隨著我國裝備制造業的不斷發展，熱沖壓裝備逐漸開始國產化，如機械科學研究總院、湖北永喆的熱沖壓試驗線，大王金泰的4大系列熱沖壓成套裝備。從裝備的高性價比、服務質量等方面，國產熱沖壓裝備已經達到全面替代進口裝備的水平。

未來數年，國內熱沖壓工藝技術和裝備將會普及，市場進一步細分。目前，除中高端乘用車在使用熱沖壓零件外，部分普及車型也將采用或嘗試采用熱沖壓零件，如北汽幻速、福田輕卡，還有低速電動汽車如俊通、時風等。我們可以預見，汽車零部件供應商主要采用輥底式加熱爐的大批量生產線；高校和科研機構將使用箱式爐的試驗線；模具制造商采用試模線；熱沖壓工藝將拓展至汽車行業以外的領域，如家電、船舶、軍工、有色金屬等不同領域。