汽车轻量化已经成为世界汽车工业可持续发展的必然之路，热成形作为多种轻量化途径中应用较广泛的技术，该工艺的研究显然是很有必要的。随着汽车行业的竞争日趋激烈，如何控制整车制造成本成为汽车企业研究的重点。那么，热成形零件的成本该如何来控制呢？
设计成本控制
1选择技术方案
当热成形零件需要局部加强时，可以用补丁板的结构取代两个热成形零件。超高强钢补丁板热成形技术是一种先将两种不同形状尺寸的钢板进行焊接，然后进行整体加热、冲压成形与淬火等工序的技术。
图1
除了补丁板热成形，还有TRB柔性轧制板热成形、激光拼焊板热成形和热成形软区等新技术。在设计时可先对各种热成形新技术进行对比分析，最终在轻量化、性能和成本中找一个平衡。
图2
但是，必须说明一点，热成形补丁板方案需使用镀层板生产原料，如使用22MnB5裸板材料，在热成形工艺阶段会在补丁与主件间产生的氧化皮无法去除，且喷涂防锈油困难影响该区域的防腐。
2合理选用镀层板
热成形过程中， 钢板在高温下暴露在空气中会引起表面氧化，为不影响涂装性能，热成形后的零件需经过喷丸或酸洗处理，这增加了生产成本，同时也会引起钢板表面的脱碳，进而影响钢板的强度。
图3
镀层板的优势如下：
①减少了一道喷丸工序，减少设备投资；
②裸板上的氧化皮需去除，同时模具上会粘上氧化皮，模具需处理；
③使用镀层板时，加热炉可无需保护气氛；
④镀层板的防腐性能好。
3减薄镀层厚度
一般钢厂供应的热成形材料等厚镀层的重量范围为30~100g/m2 ,其厚度约为25~30μm。通过对带铝硅镀层热成形板的研究，可将铝硅镀层的厚度降低，但必须在保证满足防腐成形要求的前提下。
图4
材料成本控制
1原材料国产化
目前，热成形用钢均选用硼钢，因微量的硼可有效提高钢的淬透性，使零件在模具中以适当的冷却速度获得所需要的马氏体组织，从而保证零件的高强度性能。
2018年上半年，华菱安赛乐米塔尔汽车板有限公司（简称VAMA）公布了2018年上半年新基价。其Usibor®1500 VAMA工厂交货基价标准调整为人民币8,800元每吨。额外费用将基于产品规格和物流目的地计算。
铝硅镀层板USIBOR1500，是安赛乐米塔尔公司的全球专利产品，蒂森和新日铁有安塞乐的生产授权。据说，该专利近期将要到期，目前几家国内几家钢厂也已做好准备在第一时间量产销售铝硅镀层的硼钢。
图5
除了上述热成形铝硅涂层板22MnB5材料，还有一种技术的原材料大多为进口，那就是TRB。TRB是通过柔性轧制技术而获得的连续变截面薄板。即在轧制过程中，可以通过计算机实时控制和调整轧辊的间距，以获取沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板材。
图6
目前，德国Mubea公司是世界第一个批量生产差厚板的厂家。沈阳东宝海星和东北大学对差厚板做了产业化前期探索，目前是国内第一家开发和量产轧制差厚板的企业。
图7
2提高材料利用率
一般材料费用占白车身生产成本的70%-80%，如何控制材料利用率，成为降低白车身制造成本最为有效的手段。首先需做好零部件的开卷落料布置。
图8
另外，由于热成形零件在热成形后会采用激光切割的方式，进行二次修边，工序件在激光切割夹具上的定位，对成品件的稳定性有着决定性的作用。一般该定位采用一个直径16mm的翻孔（高度3mm）孔和型面来进行。
图9
更重要的是，对于非功能修边线，位置度公差定义为±2，可以用落料模来实现，这样可节省激光切割的时间和成本。对于有功能要求的修边线，公差由±0.75更改为±1.5。这样可有效的减少激光切割的长度，提高材料利用率。
工艺成本控制
1共模方案
如果同一项目的两对零件厚度接近且满足生产线工装尺寸限制，优先考虑一模四件或更多件。通过模具共用，降低整体模具投入成本，并提高生产效率。
图10
2热成形后模具修边
若热成形后零件的切边可由切边模来完成，则原来的激光切割机将由切边模具替代，这样可以大大提到生产效率和节拍。采用切边冲孔模代替激光切割，可以在一定程度上降本。但必须考虑到超高强钢的成形性能，目前，对超高强钢的切边还在持续研究中。
总结
热冲压成形作为车身轻量化的重要途径，对该工艺的研究越来越深入，特别是近两年在中国呈现井喷式发展的局面。在欧洲，热成形也被认为是降低车身综合制造成本的新技术。随着人们对安全和配置要求的不断提升，在轻量化的前提下做好成本控制确实是一个大难题。
·end·
—如果喜欢，快分享给你的朋友们吧—
我们一起愉快的玩耍吧
閱讀更多 五金衝壓模具設計CAE 的文章
