熱沖壓成形技術(shù)潛在風(fēng)險不容忽視

中信微合金化技術(shù)中心高級經(jīng)理、博士　路洪洲

熱沖壓成形技術(shù)潛在風(fēng)險不容忽視

中信微合金化技術(shù)中心高級經(jīng)理、博士路洪洲

未來5年，熱沖壓成形技術(shù)在車身上的應(yīng)用將呈快速增長趨勢，預(yù)計2020年前，熱沖壓成形線將達到70條，這將進一步帶動零部件工業(yè)、高速壓力機和加熱爐制造、熱成形鋼生產(chǎn)制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但如韌性不足及潛在氫致延遲斷裂等問題不容忽視。

在過去的5年間，隨著設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)等的進步，中國汽車工業(yè)開始批量應(yīng)用熱沖壓成形構(gòu)件，迄今為止，國內(nèi)已有約40條熱沖壓成形產(chǎn)線，產(chǎn)能超過5000萬件。多數(shù)新開發(fā)車型及在開發(fā)車型均使用熱沖壓成形技術(shù)，新的熱成形鋼種、更先進的高速壓力機、更便捷的加熱爐，以及如分段強化熱沖壓成形技術(shù)等更多的熱成形工藝被相繼開發(fā)和應(yīng)用，這為熱成形產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。未來5年，熱沖壓成形技術(shù)在車身上的應(yīng)用將呈快速增長趨勢，預(yù)計2020年前，熱沖壓成形線將達到70條，這將進一步帶動零部件工業(yè)、高速壓力機和加熱爐制造、熱成形鋼生產(chǎn)制造等產(chǎn)業(yè)，以及汽車制造業(yè)的發(fā)展。

然而，一些潛在風(fēng)險往往被忽視。這種超過1500MPa的全馬氏體熱沖壓成形零部件存在著韌性不足（彎曲吸能性能不足）及潛在的氫致延遲斷裂問題，這意味著汽車在設(shè)計時，將熱沖壓成形零部件作為一個高結(jié)構(gòu)強度和高剛度的構(gòu)件，以期達到保護乘員安全和減少碰撞損傷的目的。若一旦所使用的熱沖壓成形件存在彎曲吸能性能不足，以及氫致延遲斷裂問題，在汽車發(fā)生碰撞時，僅幾百兆帕的沖擊載荷就可以造成原設(shè)計為1500MPa的熱沖壓成形零部件斷裂，致使障礙物或者其他碰撞車輛等侵入乘員艙，造成傷害。如果事故認定為熱沖壓成形件脆斷所致，其索賠和召回將給整車企業(yè)和熱沖壓成形企業(yè)造成不可估量的重大損失。另外，熱沖壓成形汽車構(gòu)件的彎曲性能不足，也會致使高速碰撞時構(gòu)件提前斷裂，特別是在高寒地區(qū)發(fā)生碰撞，如零下30℃或者更低的溫度，更容易發(fā)生碰撞斷裂而致使乘員艙過早被外物侵入，造成駕乘人員的傷害。

事實上，現(xiàn)實中已經(jīng)存在上述問題的案例，致使汽車企業(yè)和零部件企業(yè)急迫找到解決方案。以奔馳汽車和寶馬汽車為例，為解決上述問題，奔馳和寶馬提出一種方法，即在熱成形鋼采購認證時，要求熱成形鋼的彎曲角度

必須超過60°和65°（在熱沖壓成形零件上取樣進行彎曲測試），才能夠被采購和使用。

上述提及的這些問題必須得到行業(yè)同仁的高度重視。這個問題的解決方案可以考慮如下：首先，整車企業(yè)應(yīng)參考奔馳、寶馬或者通用汽車等整車企業(yè)的評價指標(biāo)，重新制定熱沖壓成形件和熱成形鋼的評價標(biāo)準(zhǔn)；其次，熱沖壓成形線的加熱爐必須有露點檢測預(yù)警和控制裝置，確保爐體及燃氣管的封閉性，控制進料口或出料口節(jié)奏和密閉性；最后，在熱成形鋼材冶煉和酸洗時需嚴(yán)格控制氫的進入及合金元素偏析的產(chǎn)生，并采用微合金化的方法細化鋼材顯微組織且增加納米級的氫陷阱。