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

HFQ?鋁熱成型技術是一種經過生產驗證的車身結構件及電池艙產品輕量化解決方案，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，將傳統駕駛艙和前排乘員艙環(huán)狀區(qū)域對應的 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。鋁熱成型產品在車身上的應用包括A柱、行李架、車門防撞梁、車門內板等。HFQ?鋁熱成型技術推動增加回收鋁含量；將廢料轉變?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 技術總監(jiān)

以下為演講內容整理：

吉文在中國

吉文在國內有4個生產基地：

第一個是長春吉文，主要是行政總部所在地，進行零部件生產供應及整車白車身售后供應，主要服務于一汽大眾、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構件，另外還有鎂合金產品，是新材料應用工廠，后續(xù)HFQ?的第二條線也準備規(guī)劃在合肥。

第三個是寧波吉文，是技術開發(fā)和銷售中心所在地，目前主要服務于沃爾沃，也包括大眾、領克等，也是新材料及輕量化業(yè)務的運營中心及生產工廠，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；三是國內的第一條HFQ?生產線也在此，現在HFQ?門板已達到量產，拉延深度達到250毫米，R角也很小，最小的R角在R3，傳統的冷沖壓實現不了，只能采用 HFQ?熱成型實現。

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

現在量產的輕量化產品，包括儀表板、保險杠、一體式門環(huán)，以及門內板、電池艙，另外還有覆蓋件，現在外覆蓋件也用鋁件。

圖源：吉文

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

HFQ?鋁熱成型技術概述

現在，很多主機廠將鋁熱成型技術用到全鋁車身，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；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，我們能夠實現熱處理強化；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個產品組成：A柱、B柱、門檻和上面的梁。如果要實現單個產品至少需要4-5套模具，一共投入需要20套模具才能實現，模具成本高。

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

一體式門環(huán)采用整體式熱沖壓方案，將傳統駕駛艙和前排乘員艙環(huán)狀區(qū)域對應的 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)現在用的是整張板料，下面準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。

鋁熱成型產品在車身上的應用

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

門內板成型深度接近250毫米，最小的角是R5，兩側的角度接近于90度。我們對這個產品進行了CAE分析，冷沖壓實現不了，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品，用HFQ?技術一體式冷卻板，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品；JET-Box?吉盾?中小尺寸電池艙/混合驅動電池上下殼。

整體而言，鋁件有部件集成、輕量化、回彈的實現需要，常規(guī)的冷沖壓調整周期相當長，而且與HFQ?相比，制造成本、生產周期肯定也要高一些。通過HFQ?能夠實現模具數量和設備的減少以及原材料的降低，還能實現部件集成，減少連接焊接和鉚接，實現鋁件的回收再利用，從而實現碳雙減的目標。

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

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