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1、熱沖壓成形及冷沖壓成形工藝零件質量對比
熱沖壓成形零件特點
(1) 由于選擇在高溫下成形，不帶涂層沖壓零件表面存在氧化，表面質量不佳；
(2) 零件在冷卻過程中由于溫度分布不均勻，易產生熱應力和熱應變；
(3) 由于材料的高塑性，在成形過程中零件不易起皺和破裂，基本沒有回彈，尺寸穩定性比較好；
(4) 材料經過加工變形和快冷，晶粒得到了細化，力學性能得到了很大的提高；
(5) 材料經過變形和硬化后，強度提高，冷沖壓切邊沖孔已無法達到工藝和零件精度的要求，需要利用激光或等離子切割設備完成。
冷沖壓成形零件特點
構件質量缺陷：起皺, 撕裂, 裂紋, 回彈, 構件翻轉。
沖壓力受限：夾持力；深沖力。
生產率低：多道次沖壓。
沖壓機磨損：反向沖壓噸位，初始接觸振動，齒輪離合器咬合損失。
冷沖壓批量產品工藝性，冷沖壓產品性能質量不均勻，不穩定
高強度鋼板冷沖壓成形面臨的問題，在TS>=700MPa超高強鋼板冷沖壓成形時特別嚴重。
超高強鋼板冷成形缺陷的重要原因有：
（1）多相組織的不均勻分布是超高強鋼板在冷沖壓過程中出現起皺、局部頸縮、局部撕裂的重要原因。
（2）殘奧RA減少。
（3）在冷成形過程中，應變誘導殘余奧氏體相變，成為馬氏體。
（4）冷成形構件的TRIP效應塑性降低，抗沖撞吸收沖擊功的能力隨之降低。
2、熱沖壓成形的原理和優勢
金屬材料加熱到臨界點A , 亞共析Ac3, 過共析Accm, 使鐵素體，珠光體，滲碳體，全部轉變為奧氏體 (P→A, F→A，Cm→A)， 并保溫。
塑性成型同時快速降溫(150 ℃/s)，材料由奧氏體 (Austenite) 轉為馬氏體 (Martensite)。
1. 熱成形件抗拉強度提高2 - 3倍，更安全。
2. 巨大的減重潛力。
3. 可成型復雜零件，新設計可能性，一次成型，無焊接，可深沖。
4. 良好的重復精度，無回彈。
5. 降壓機噸位 (-50%)，降設備投資和使用能耗。
6. 沒有破裂和起皺，提高成品率 (高強度鋼+10%)。
7. 材料成本更低 (-30%)。
3、熱沖壓成形模具技術要點
相對于常規的冷沖壓模具僅用于零件的成形，熱沖壓模具不但用于成形，還要用于給零件冷卻淬火，因此其模具更加復雜，對模具材料選擇、模具設計等方面提出了更加嚴格的要求，如下圖所示。
在模具材料選擇方面，熱沖壓模具材料首先要有良好熱傳導系數，確保鋼板與模具表面之間的快速傳熱，實現良好的冷卻功能。模具材料還要具備良好的熱強度、熱硬度、高的耐磨性和熱疲勞性，保證模具內板冷卻管道不被冷卻介質銹蝕堵塞，因此國外一些熱沖壓模具材料中都含有較高的 Ni 和 Cr。在模具材料選擇時，一般要根據具體的工作情況，參照熱鍛造模具鋼進行選擇。
在模具凸凹模設計方面，不能照搬冷沖壓模具的設計方法，因為熱沖壓工藝回彈很小，幾乎無須考慮回彈對零件形狀的影響，另外還需考慮熱脹冷縮對零件最終尺寸和形狀的影響，并以此為基礎設計凸凹模具的關鍵尺寸。
在冷卻機構設計方面，冷卻系統必須保證模具對零件的快速、均勻冷卻，冷卻管道的總體布局、形狀、直徑、冷卻管與模具工作表面、非工作表面以及冷卻管之間的距離、冷卻系統密封等都是冷卻機構設計的關鍵所在，也是熱沖壓成形模具設計的最重要技術之一。設計冷卻管道系統時，可以結合數值模擬技術對各管道內的冷卻介質流動情況進行模擬分析，使各管道都具有相同的冷卻效率，保證冷卻的均勻性。
目前行業比較成熟的冷卻水道計算公式及布置標準如下（冷卻水道的計算公式）：
式中，mw 為單位時間內流過模具的水的質量 (kg/ h);n 為管道數目；qw 為單個管道冷卻水流量 (m3/ h)；ρw 為冷卻水在一定溫度下的密度 (kg/m3)，取1000kg/m3；d 為冷卻水孔直徑 (m)；v 為冷卻水流動速度 (m/s)；tu 為單位時間，1h=3600s。
式中，Re 為雷諾數 ；w 為運動粘度 (m2/s)， 10 ℃ 時，w=1.3077*10-6 m2/s。20 ℃ 時，w= 0.805*10-6 m2/s；管道雷諾數 Re<2300 為層流狀態，Re>4000 為紊流狀態，2300 ≤ Re ≤ 4000 為過渡狀態。
冷卻管道直徑 10 ～ 14mm; 相鄰管道中心距為17 ～ 20mm; 管道中心距形面最小距離大于 15mm。
每個鑲塊的冷卻系統相互獨立，相鄰鑲塊之間冷卻水道互不連通。一般來說，模具凸起區域不利于熱量向模具傳遞，凹形區域熱量易向周圍傳遞，在連續生產中，需在模具凸起區域設置冷卻管道；在圓角過渡區容易產生熱量集中，使零件該位置硬度較低。在連續生產中，需在模具圓角過渡區開設冷卻管道。
熱沖壓成形模具設計開發是熱成形關鍵技術，它不同于傳統的冷沖壓成形模具，它是冷卻協調優化設計、冷卻管道加工、計算機仿真分析技術、傳熱模擬等技術的集成，最終達到成形、冷卻、組織性能優良的完美結合，其開發流程如圖 9 所示。
實現車身輕量化是一個系統的工程，需要全面考慮材料、設計、制造工藝技術等各方面的問題；新材料的應用離不開新成形制造技術的發展。隨著汽車行業的競爭和社會發展對汽車提出的更高要求，促使了超高強度鋼板在汽車上的應用，從而促進了熱沖壓成形技術的誕生和發展，反過來熱沖壓成形技術的應用推廣和需求也會不斷促進超高強度鋼板材料更進一步的開發和性能提升，實現更高層次的汽車車身輕量化，實現社會發展對汽車行業節油減排，提高汽車安全性能的更高要求。
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