2023年4月18日-19日，在2023第三屆車身及內(nèi)外飾大會上?；贖FQ?鋁熱成型技術(shù)，四川成飛集成吉文汽車零部件有限公司技術(shù)總監(jiān)程捷進行了精彩分享。

HFQ?鋁熱成型技術(shù)是一種經(jīng)過生產(chǎn)驗證的車身結(jié)構(gòu)件及電池艙產(chǎn)品輕量化解決方案，具有降低成本、重量減輕、幾乎無回彈、保持韌性、部件集成、合金選擇的靈活性、可持續(xù)性等優(yōu)勢。

一體式門環(huán)采用整體式熱沖壓方案，將傳統(tǒng)駕駛艙和前排乘員艙環(huán)狀區(qū)域?qū)?yīng)的 A柱加強板、B柱加強板和門檻加強板等零件集成為一個一體式熱成形門環(huán)，HFQ?鋁熱成型一體式門環(huán)在輕量化方面做到了減重40%，在不同強度要求位置采用補丁板和TRB軋胚兩種不同的解決方案。鋁熱成型產(chǎn)品在車身上的應(yīng)用包括A柱、行李架、車門防撞梁、車門內(nèi)板等。HFQ?鋁熱成型技術(shù)推動增加回收鋁含量；將廢料轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚姸雀咝阅艿匿X合金部件；吉文也同多家鋁材廠商進行了回收鋁材的實用驗證。

程   捷 | 四川成飛集成吉文汽車零部件有限公司 技術(shù)總監(jiān)

以下為演講內(nèi)容整理：

吉文在中國

吉文在國內(nèi)有4個生產(chǎn)基地：

第一個是長春吉文，主要是行政總部所在地，進行零部件生產(chǎn)供應(yīng)及整車白車身售后供應(yīng)，主要服務(wù)于一汽大眾、奧迪、沃爾沃、紅旗、奔馳。

第二個是合肥吉文，合肥的定位是全自動化工廠，主要針對車身的覆蓋件和結(jié)構(gòu)件，另外還有鎂合金產(chǎn)品，是新材料應(yīng)用工廠，后續(xù)HFQ?的第二條線也準(zhǔn)備規(guī)劃在合肥。

第三個是寧波吉文，是技術(shù)開發(fā)和銷售中心所在地，目前主要服務(wù)于沃爾沃，也包括大眾、領(lǐng)克等，也是新材料及輕量化業(yè)務(wù)的運營中心及生產(chǎn)工廠，另外還有電車底板模塊和電池艙開發(fā)。

第四個是集成吉文，集成吉文由成飛集成、吉文、賽赫合資成立，賽赫是做自動化的，成飛集成是做模具的，在模具行業(yè)內(nèi)非常出名，主要是做外覆蓋件的模具。所以成都基地主要業(yè)務(wù)分為三大塊，一是模具，即商品模，因為有成飛集成的底蘊；二是零部件；三是國內(nèi)的第一條HFQ?生產(chǎn)線也在此，現(xiàn)在HFQ?門板已達到量產(chǎn)，拉延深度達到250毫米，R角也很小，最小的R角在R3，傳統(tǒng)的冷沖壓實現(xiàn)不了，只能采用 HFQ?熱成型實現(xiàn)。

接下來講整個技術(shù)研發(fā)中心，技術(shù)研發(fā)中心在歐洲有三塊，第一塊在英國，主要負責(zé)HFQ?技術(shù)支持；第二塊在德國，主要是鎂合金的技術(shù)支持。第三塊在瑞典，主要服務(wù)于沃爾沃，與沃爾沃一起做前期的同步開發(fā)。第四塊就是國內(nèi)，在長春、寧波、成都都有技術(shù)中心。

現(xiàn)在量產(chǎn)的輕量化產(chǎn)品，包括儀表板、保險杠、一體式門環(huán)，以及門內(nèi)板、電池艙，另外還有覆蓋件，現(xiàn)在外覆蓋件也用鋁件。

圖源：吉文

整體來看吉文的業(yè)務(wù)內(nèi)容主要分三塊，第一塊圍繞電池，分別是電芯、門檻、電池艙的研發(fā)設(shè)計；第二塊是常規(guī)汽車零部件沖壓焊接，包括模具工裝、產(chǎn)品的批量生產(chǎn)以及售后服務(wù)；第三塊是新材料、新工藝的研究應(yīng)用及同步開發(fā)。

HFQ?鋁熱成型技術(shù)概述

現(xiàn)在，很多主機廠將鋁熱成型技術(shù)用到全鋁車身，其挑戰(zhàn)在于常規(guī)沖壓帶來的問題。

首先，與鋼相比，鋁的彈性是其三倍；其次角度方面，鋼板件會有10-15度的角，鋁件至少是15度以上冷沖壓。如果用HFQ?，達到的角度可以實現(xiàn)接近90度。HFQ?的原理主要是針對F態(tài)鋁板進行加熱處理，然后利用水道模具成型。如果硬度要求高，最后要進行人工時效處理和烘烤提升硬度。

HFQ?的主要優(yōu)勢在于：鋁件的密度是鋼件的1/3，所以有減重；另一個是回彈，鋁件熱成型在加熱過程中，后面沖壓后有保壓時間，基本上可以達到零回彈。再一個是部件的集成，普通的冷沖壓是實現(xiàn)不了的，HFQ?可以把多個部件集成到一起。

鋁件的成型除了HFQ?還有另外三種工藝：冷沖壓、鋁壓鑄、鋁擠出。

對比冷沖壓，首先熱成型幾乎無回彈，而且部件集成高；其次如果我們選擇熱處理強化的鋁件，經(jīng)過烘烤后強度能提高，甚至到500兆帕以上；再就是減重，與冷沖壓相比，如果用HFQ?，強度增加后，能減重20%。

對比鋁壓鑄，HFQ?尺寸控制出色，量產(chǎn)合格率在98%以上，如果壓鑄局部尺寸要求高，還需通過機械加工實現(xiàn)；另外在投資這塊，一體式壓鑄有幾千噸甚至上萬噸，投資肯定要高一些；部件集成兩者差不多；強度方面，我們能夠?qū)崿F(xiàn)熱處理強化；減重能力較高。最后是零件成本投資較低。

對比鋁擠出，HFQ?部件集成高；減重較高。

總體來看，與傳統(tǒng)的鋁件工藝相比，HFQ?在回彈性、減重、降低零部件成本、材料強度、部件集成等方面有一定的優(yōu)勢。

鋁熱成型一體式門環(huán)簡析

起初，門環(huán)至少由4個產(chǎn)品組成：A柱、B柱、門檻和上面的梁。如果要實現(xiàn)單個產(chǎn)品至少需要4-5套模具，一共投入需要20套模具才能實現(xiàn)，模具成本高。

現(xiàn)在，集成在一起可以通過一套模具來實現(xiàn)。但是集成后按照以往的傳統(tǒng)冷沖壓無法實現(xiàn)，只能用熱成型。

一體式門環(huán)采用整體式熱沖壓方案，將傳統(tǒng)駕駛艙和前排乘員艙環(huán)狀區(qū)域?qū)?yīng)的 A 柱加強板、B 柱加強板和門檻加強板等零件集成為一個一體式熱成形門環(huán)。

集成后有幾種熱成型方案。第一種是傳統(tǒng)類似于硼鋼的熱成型，它的原材料無非是兩種，非鍍層的鋼板、鍍層鋼板；另一種是裸板真空熱成型；還有就是HFQ?。這幾種工藝優(yōu)勢和劣勢大家可以參考下圖。

圖源：吉文

一體式門環(huán)現(xiàn)在用的是整張板料，下面準(zhǔn)備用四塊厚度不一樣的鋼板來開發(fā)，用激光拼焊做研究。目的是針對有強度要求的地方用厚板，沒有強度要求的可以用薄一點的，甚至是1.5毫米或2毫米，實現(xiàn)不同地方不同強度。

針對不同強度的位置手段有兩種：一是補丁板，有強度要求的地方要使用高強度鋁合金來替代，沒有強度要求的用傳統(tǒng)的鋁板料，這種優(yōu)勢是減少原材料使用量和投資，降低成本，縮短周期。二是TRB軋胚，冷板在初始階段可以根據(jù)不同的位置，強度要求高，厚度可以提升，強度要求低的厚度減薄。

鋁熱成型產(chǎn)品在車身上的應(yīng)用

現(xiàn)在HFQ?國外量產(chǎn)的產(chǎn)品，A柱的成型深度在200毫米以上，拔模角度很?。贿€有行李架拉延深度220毫米；加強梁的月銷量在1萬-2萬，造成HFQ?產(chǎn)能相當(dāng)飽滿，所以后續(xù)的修邊沖孔利用模具進行沖壓。在航空產(chǎn)品上，飛機上大多數(shù)的鋁件產(chǎn)品，HFQ熱成型也能實現(xiàn)。

門內(nèi)板成型深度接近250毫米，最小的角是R5，兩側(cè)的角度接近于90度。我們對這個產(chǎn)品進行了CAE分析，冷沖壓實現(xiàn)不了，只能用熱成型，且只能用HFQ?熱成型。

此外由HFQ?，我們延伸出一系列產(chǎn)品，用HFQ?技術(shù)一體式冷卻板，HFQ鋁合金的CTC下托盤、上蓋；JET-Box?吉盾?大尺寸平板電池艙系列產(chǎn)品；JET-Box?吉盾?中小尺寸電池艙/混合驅(qū)動電池上下殼。

整體而言，鋁件有部件集成、輕量化、回彈的實現(xiàn)需要，常規(guī)的冷沖壓調(diào)整周期相當(dāng)長，而且與HFQ?相比，制造成本、生產(chǎn)周期肯定也要高一些。通過HFQ?能夠?qū)崿F(xiàn)模具數(shù)量和設(shè)備的減少以及原材料的降低，還能實現(xiàn)部件集成，減少連接焊接和鉚接，實現(xiàn)鋁件的回收再利用，從而實現(xiàn)碳雙減的目標(biāo)。

（以上內(nèi)容來自四川成飛集成吉文汽車零部件有限公司技術(shù)總監(jiān)程捷于2023年4月18日-19日在2023第三屆車身及內(nèi)外飾大會發(fā)表的《HFQ?鋁熱成型一體式門環(huán)介紹》主題演講。）

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