汽车热成形钢材料应用分析及零部件企业汇总
随着碰撞安全车身轻量化要求的提升，以及热冲压成型工艺发展的成熟。目前高强钢热冲压件在新能源车上的应用已经大幅度增长到了39-43%，零件数量平均在二、三十件，从公斤数来看也在不断增加。截至2022年底中国建成的热冲压生产成型线已经达到了300多条，呈现蓬勃发展之势，按照国内汽车产量上探到3000万辆车每年的话，以及整车出口市场的增加，整个热成型行业以及市场还有很大发展的空间。
一、热成形钢应用场景
热成形技术是一种专门用于成形超高强度钢板冲压件的成形技术。该技术可以在高温下冲压板材，同时在模具中冷却淬火，从而形成强度高达1500MPa的冲压件。目前广泛应用于汽车车身结构件的生产，如车门防撞梁、前后保险杠A柱、B柱、中间通道等。如下图所示。
采用热成形钢板冲压件的零件通常是车身碰撞传力路径的安全结构件，大多要求具有高强度，起到防止碰撞时过分变形、入侵乘员生存空间的作用。同时对零件的韧性有一定要求，比如车门防撞梁、B柱等，在发生碰撞发生变形时，不能过早弯折断裂，以起到吸收能量的作用。
由于轻量化及对碰撞安全的要求越来越高，热成形钢在汽车骨架上的应用比例也在不断扩大。如下图，以Volvo为例，XC90在2015年热成形钢单车用量已从第一代的7%提升到38%。国内车企大幅提升热成形钢应用占比，部分电动车企开始在电池包结构件上量产应用热成形钢。
二、材料性能要求
为了保证乘员舱的完整性和防撞性能，一般对热冲压材料（通常指1500MPa和1800MPa的硼钢）有如下需求：
1. 高的材料强度；
2. 良好的弯曲断裂韧性；
3.均匀的组织性能；
4.合适的成本；
5.镀层材料还需求较好的耐蚀性（分为镀AS、镀锌和裸板）；
6.良好的热处理工艺性能（奥氏体化温度、临界冷却速度）；
7.良好的点焊、激光焊性能。
当然，现在随着汽车安全件的精细化设计需求，除了需求越来越高强度的硼钢（22MnB5、28MnB5、34MnB5）外，也需要中等强度的高韧性的热冲压材料作为软区材料，例如B柱的下端使用低合金高强钢6Mn6等，此类材料的需求为高弯曲韧性、良好的可焊性、较大的临界冷却速度，室温组织可以为铁素体、珠光体或马氏体组织。
三、行业用材分析
1、行业用材现状
• 从基材来讲：
① 硬区：目前热冲压钢板主要应用的是1500MPa和1800MPa强度级别的材料 ，用作硬区部位，即需要超高强度来减小或防止变形的部位。
② 软区：基于激光拼焊（TWB，Tailored Welded Blanks）技术的成熟，500/600MPa、1000MPa、1200MPa等强度级别的材料用于激光拼焊件的低强度部位。
如下图沃尔沃XC90车型的纵梁和B柱的端部（黄色 区域）设计为软区。该部分材料VDA弯曲角一般远大于热成形后的1500MPa材料，碰撞时有效变形行程较大，起到吸能的作用。
• 从表面涂层来讲：
①常规镀层材料：安赛乐米塔尔在华专利CN108588612B，对常规涂层（镀层重量70g/m2，热冲压后总厚度30-50μm）的工艺窗口、涂层结构与厚度做了严格限定，致使该材料处于安赛乐米塔尔及其授权公司（现代制铁、新日铁、VAMA、TKS等企业）垄断中，价格相对较高、货源比较单一、供货周期较长。国内宝钢、首钢、唐钢、马钢等钢厂也在批量供货该类材料，以宝钢为例，主要通过错开加热窗口来规避专利，但由于AM在不同国家和地区专利权利要求的差异，国内钢厂材料在欧盟、北美、日韩、巴西等主要汽车市场使用和销售时需特别关注专利侵权问题。
②薄镀层材料：2019年苏州育材堂公司（东北大学易红亮教授团队）发明了降低涂层厚度（热冲压后涂层总厚度10-25μm）的薄镀层新材料，调整工艺窗口（提高温度、缩短时间）；可错开安赛乐米塔尔的加热窗口，热处理后镀层厚度和结构也可规避安赛乐米塔尔专利限制，目前授权国内TAGAL和马钢两家钢铁企业生产，已获得GM、长城、奇瑞、一汽、东风、岚图等国内外数家主机厂认证通过或在认证中。
③裸板材料：表面无镀层的材料为裸板材料，该材料无镀层专利，可采用国内外诸多钢厂材料，如蒂森、现代制铁、首钢、宝钢、本钢、马钢等等。相对镀层材料，裸板原材料成本低，但是由于裸板在加热时会氧化，表面生成一层氧化皮，通常需增加抛丸工序进行表面处理，若控制不当，抛丸后还会有一定的变形，且会污染环境。由于裸板材料的韧性高于铝硅镀层板，原材料价格相对于铝硅镀层板低，其应用较广泛。
2、行业用材趋势
由于碰撞安全、轻量化、低成本、防腐效率的持续高需求，引导热成形钢在高强度、高韧性、经济性耐蚀三大方向的研究与应用趋势。
高强度（硬区）：1500MPa、1800MPa、2000MPa。
高韧性（软区）：500MPa、1000MPa。
经济耐蚀：薄镀层热成形钢、新型无镀层表面抗氧化材料。
四、零件生产工艺
• 一般零件
热冲压零件的典型生产工艺如下图（铝硅板），主要核心工序包括：加热（奥氏体化）——淬火成型——激光切割。裸板的生产在淬火后还有一道抛丸工序。
• 特殊工艺零件
由于碰撞安全对不同区域材料的规格、性能需求不同，为满足不同需求的精细化、定制化设计，并体现出轻量化收益，近年来已广泛量产应用TWB（激光拼焊）、TRB（变厚度轧制板）、Soft zone（强度软区，分模内与炉内2种）、Patch（补丁板）四种创新工艺，如下图为沃尔沃XC90同时使用到的4种工艺示意图，其中B柱使用到TRB+TWB的组合工艺。
①TWB（激光拼焊）
材料需要在激光拼焊厂拼焊成二次板料，再运送到热冲压厂进行加热淬火成型，以GONVAMA的激光消融焊为例，拼焊料的典型生产工序如下图6a)。目前可供货供应商包括GONVAMA、宝钢TB、宝钢阿赛洛、鞍钢钢加，工艺有消融焊、填丝焊、消融+填丝焊等。
下图显示了具有多种等级和厚度的激光焊接门环。该技术可以减少非关键区域的面板厚度，从而有助于减少零件的整体质量。B柱底部的低强度产品有助于在发生侧面碰撞时消散碰撞能量，在碰撞能量管理中发挥关键作用。
具有多个等级和厚度的六片式定制激光焊接板
②TRB（变厚度轧制板）
它是通过柔性轧制工艺生产的金属板，即在钢板轧制过程中，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。其生产示意图如下图，目前可供货供应商包括Mubea、东宝海星。
目前国内外应用VRB技术的车型主流应用技术的典型结构特点，如下表 所示：
应用部位：集中在B柱、地板纵/横梁、座椅横梁、前防撞梁等部位，主要为车体碰撞传力梁（薄区变形吸能，厚区高刚性），其中B柱应用最多；
成形工艺：VRB零部件的成形以热成形为主，主要通过热压成形钢（Hot Press Forming Steels,HPF）+VRB的工艺组合实现碰撞传力件的碰撞性能和轻量化的最大化；
厚度分布：一般有5～8种厚度，范围1.2～2.7 mm，最大厚度分布在上铰链区域（1.7～2.7 mm），两侧厚度近似对称且逐渐递减，最小厚度分布在两端（1.2～1.5 mm），具有中间厚两端薄的典型特点，如下图所示；
搭接结构：与周边件搭接采用零间隙贴合设计
典型应用结构
③Soft Zone（分区强化）
热成型强化分区工艺是指板料原料为一个等厚等强度料片，通过特殊工艺（模内分区加热、炉内分区加热）实现不同区域、不同强度的功能。
同一个零件上分成了几个区：硬区和软区，硬区抗拉强度仍为1300MPa以上；软区抗拉强度则为500MPa-800MPa。
下图为本田雅阁车型（北美版）使用的分区强化示意图。该技术无专利限制，可自主开发应用，但是由于需要增加加热控制装置（固定投资，热冲压厂投资100-200万），加热部位的镶块需要高热疲劳材料（170-180元/kg）且需铺设加热丝，因此模具成本上升20%左右。如果不能规模化应用，节拍和收益不大。
一般年销量在20万以下车型不建议使用。对于年销量大的车型，使用该工艺相对TWB和TRB工艺可显著降低料片成本。目前大众、福特、本田等几家车企应用较多，大部分车企基本没有应用。
④Patch（补丁板）
补丁板技术通常是在热冲压零件需个别加强的区域，预先在坯料上焊接好另一块或数块热冲压材料，然后一起加热并在同一套模具内一起淬火成型，从而实现不同区域的不同料厚和结构强度。该工艺可以节省冲压模具，综合成本相对较低，是广泛采用的工艺。但是需特别注意尽量避免补丁板很厚，这样会增加与基板的厚度差，对后续加热和淬火保压控制不利。
图为岚图FREE车型使用的补丁板技术示意图。岚图FREE还全球首发了TRB+PATCH补丁板的复合热成型方案，A柱加强版通过该方案优化，实现减重0.9kg，同时保证了25%小偏置碰撞与车顶静压的性能。
五、汽车热成形零部件企业
公司介绍
苏州普热斯勒先进成型技术有限公司成立于2014年，是一家致力于金属成型领域关键设备以及金属成型零件的研发，制造，销售的专业型公司。公司具有完善的生产和研发团队，设立有独立的金属成型关键设备研发机构，金属成型关键设备生产基地，冷冲压，热冲压模具工厂，及在全国各地设立有多条热压生产线。自公司成立以来，已先后成功研发了多层辊底式热压成型生产线，激光落料生产线，以及周边配套设备和软件产品，获取自主知识产权80多项，并与国内外知名主机厂及行业客户建立了长期稳定的合作关系。
产品
金属成型设备、金属成型模具、热冲压零件
公司介绍
重庆百能达普什汽车零部件有限责任公司，是由重庆佰能达投资有限责任公司、四川省宜宾普什集团有限公司、浙江龙盛集团股份有限公司组建的合资企业，成立于2011年04月。公司拥有两个生产车间（冲压车间和焊接车间），冲压车间配备了齐全的汽车车身结构大、中、小型冲压线、进口自动送料机械手、先进板料清洗机和焊接扣合生产线；焊接车间则以焊接生产为主，所配备的设备包括机器人焊接生产线、悬挂焊、固定焊、气保弧焊工作站等设备，以及精密三坐标检测设备和钢板强度拉伸试验机、焊接焊点破坏试验机。目前，礼嘉新工厂厂房配备的先进设备包括有热成型生产线、激光切割生产线、级进压机生产线、2500T多功位冲压生产线、机器人焊接生产线、激光焊接生产线等。
产品
汽车零部件、模具制造
公司介绍
合肥常青机械股份有限公司现拥有十五家全资子公司，三家分公司，员工3000余人。公司主要经营范围汽车零部件、模夹具的研发、生产、销售与技术咨询；机械产品加工、制造与销售；拥有大中型冲压、机加工及焊接等各类设备3600余台套，产品4500多种。历经多年发展，公司已由单一的冲压件加工生产模式转为模块化、自动化、多业务链的规模性汽车零部件制造企业。公司生产的汽车冲压及焊接零部件作为汽车重要的组成部分，可应用于乘用车、商用车、专用车等车辆驾驶室总成、发舱总成、四门两盖总成、底板总成、车架总成、保险杠总成。
产品
汽车冲压及焊接零部件（乘用车、商用车、专用车等车辆驾驶室总成、发舱总成、四门两盖总成、底板总成、车架总成、保险杠总成）
公司介绍
重庆中利凯瑞汽车部件有限公司成立于2016年05月19日。经营范围包括一般项目：开发、生产、销售和出口汽车轻量化零部件、先进热成形产品、热压成形产品、挤压产品、辊压产品、内高压产品、冲压产品、模具开发设计及相关技术服务；进口批发与公司生产经营相关的原辅材料、产品及技术、金属制品。
产品
汽车轻量化零部件、先进热成形产品、辊压产品
公司介绍
吉林伟孚特轻量化技术股份有限公司于2009年11月03日成立。公司经营范围包括：轻质金属及非金属材料、装备的设计与分析，轻型材料结构与工艺优化，非标装备及产品开发；汽车零部件、机械零部件的设计、加工、销售等。
产品
轻质金属及非金属材料、汽车零部件
公司介绍
重庆宝吉汽车零部件有限公司成立于2014年06月13日，经营范围包括一般项目：汽车热成型零部件以及其他汽车部件的加工、销售与配送配套服务；仓储（不含危险品）；高强度的精密热冲压、液压成型产品及辅助总成零部件的生产、销售及系统设计开发、技术服务。
产品
汽车热成型零部件、汽车部件的加工
公司介绍
湖北顺达汽车零部件有限公司成立于2010年02月02日。经营范围包括汽车零部件总成、汽车冲压件及焊接件、汽车底盘件悬挂系统总成、模具制造；金属表面处理及热处理加工；电泳喷涂等。
产品
汽车零部件总成、汽车冲压件及焊接件、汽车底盘件悬挂系统总成、模具制造
公司介绍
重庆星乔实业有限公司是一家从事汽车钣金冲焊件（内外覆盖件、结构件）开发和制造供应商；重庆星乔是由重庆星驰与台湾乔丰于2001年共同投资组建的一家合资公司，拥有国内先进的冲压自动化生产线、焊接机器人生产线和测量仪器，公司注重技术创新，已获得过多项专利；2006年投资成立南京星乔。公司位于重庆经济开发区北区金开大道2002号,紧邻长安福特。
产品
内外覆盖件、结构件
公司介绍
长春北特汽车零部件有限公司是上海北特科技股份有限公司下属全资子公司，共占地面积 ：46376m2，一期建筑面积9672平方米,二期建筑面积11193平方米。一期总投资5400万元。年产乘用车转向器齿条、齿轮、输入轴、阀套及减震器活塞杆零件半成品1200多万件。
产品
阀套半成品、毛坯齿轮、减震器活塞杆、齿条毛坯
公司介绍
重庆至信实业集团有限公司于1995年03月15日成立。公司经营范围包括：制造、销售：机械模具，汽车零部件(不含汽车座椅和发动机制造)，橡塑制品等。2017年，实施集团化运营，重庆至信实业集团有限公司成立，贵州至信实业有限公司成立，宁波至信和诚机械制造有限公司成立。
产品
冷冲压件、焊接总成件、热成型件、模具设计
公司介绍
重庆江东汽车零部件公司地处重庆万州“江东机械装备”工业园区内，是全国成型装备十强企业——重庆江东机械有限责任公司的全资子公司；是专业从事内燃机连杆及汽车车身、内外饰轻量化的汽车零部件企业。公司下设四个工厂，分别是：连杆工厂、复合材料工厂、热成型工厂、内高压成型工厂
产品
连杆、复合材料、热成型件、液压成型件、铝合金锻件
公司介绍
中源汽车零部件（大连）股份有限公司于2012年9月在大连保税区投资落户，占地面积3万平方米，主要经营汽车白车身零部件量产及汽车白车身试制产品的研发设计及生产，总投资3.8亿元，一期投资1.8亿元。已形成年10个新车型白车身试制的先进研发能力和年产20万台份的汽车白车身核心零部件冲压焊装总成的量产配套能力。
产品
汽车白车身零部件、车身总成、车身冲压件
公司介绍
广州丰铁汽车部件有限公司于2004年08月05日成立。公司经营范围包括：汽车零部件及配件制造（不含汽车发动机制造）;模具制造等
产品
汽车零部件及配件制造、模具制造
14 高丘六和（广州）机械工业有限公司
公司介绍
高丘六和(广州)机械工业有限公司成立于2005年04月13日，经营范围包括汽车零部件及配件制造（不含汽车发动机制造）
产品
不锈钢排气零件、淬火冲压零件、刹车盘、转向节等
公司介绍
沈阳华晨东兴汽车零部件有限公司，坐落于沈阳市铁西新区，是华晨中国汽车控股有限公司（CBA）的全资子公司。主要为华晨汽车公司的中华轿车、金杯海狮客车、阁瑞斯高档商务车生产配套零部件；为金杯海狮系列车身涂装面漆；同时生产金杯海狮系列的警车、救护车等专用车辆。经营范围包括设计、制造和销售各类汽车零部件。
产品
涂装、面漆、零部件
公司介绍
是一家国际化、综合性的汽车零部件集团。2020年营业收入达658亿元，位列《美国汽车新闻》全球汽车零部件供应商百强榜第42位，上榜中国汽车零部件企业第2位。海纳川公司拥有40余境内企业，10余家境外工厂，在欧洲、北美、亚太建立了研发中心，全球员工超过27000人。海纳川公司拥有国家级企业技术中心、国家级工程实验室、24家高新技术企业，拥有专利1600多项，两级研发队伍超过2000人，为全球40多家知名整车企业提供配套保障服务，与全球20余家顶尖的汽车零部件集团形成了紧密合作。
产品
内外饰系统、电子电气系统、底盘系统、动力系统、车身系统、新能源及智能网联产品
公司介绍
慕贝尔集团是世界领先汽车弹簧及相关部件供应商，其产品涵盖汽车悬架弹簧、稳定杆、气门弹簧，皮带张紧轮，弹簧卡箍，变速器碟型弹簧，中间轴以及柔性轧制板等。慕贝尔全球拥有28个生产基地及研发中心，约10200多名员工，在2014年实现销售额约16亿欧元。慕贝尔汽车部件（太仓）有限公司，一直致力于汽车轻量化研究，以实现减少二氧化碳排放及降低污染。以客户满意为中心，以高质量的产品和领先的创新为发展动力，努力成为全球汽车企业长期发展的合作伙伴，是慕贝尔公司一直努力的方向。目前在中国其主要客户包括上海大众，一汽大众、上海通用、宝马、戴姆勒、长安福特、本田、日产、马自达、菲亚特、PSA以及上海汽车、北京汽车，吉利汽车、比亚迪等。
产品
碟形弹簧、波形弹簧、自定位弹簧组
公司介绍
北京机科国创轻量化科学研究院有限公司是国家轻量化材料及成形技术与装备创新中心建设依托单位，2017年独立注册于北京科技创新中心怀柔科学城，其前身是2006年成立的机械科学研究总院先进制造技术研究中心。目前由12家股东单位组成，公司注册资本金25643.51万元。轻量化院紧紧围绕国家对轻量化材料、成形制造工艺及装备的重大需求，开展轻量化材料生产制备技术、构件成形制造工艺、数字化成形装备/生产线等关键共性技术研究及成果转化工作。
产品
汽车零部件、新能源汽车关键零部件及配件、碳纤维增强复合材料制品
公司介绍
南京星乔威泰克汽车零部件有限公司成立于2006年04月14日，经营范围包括车身零部件（冲压冷成型、液压成型、热成型零部件）及其模具、夹具、检具的设计、开发、制造；汽车车身外覆盖件冲压模具、汽车仪表板、保险杠大型注塑模具、汽车夹具、检具设计与制造；汽车底盘总成（汽车悬挂系统、手刹总成、脚踏板）及其模具、夹具、检具的设计、开发、制造；汽车金属板材裁剪加工；销售自产产品和相关配套服务
产品
底盘部件、车身部件、发动机部件
公司介绍
重庆博俊工业科技有限公司主要经营汽车及汽车系统技术研发、设计、成果转让；生产、加工、销售汽车零部件、总成件、钣金件、五金配件、金属材料；零部件涂装；设计、制造、销售汽车模具、夹具、检具、五金模具、塑料制品零部件、塑料制品模具、自动化设备；货物及技术进出口
产品
车及汽车系统技术、研发、设计、成果转让；生产、加工、销售汽车零部件、总成件、钣金件、五金配件、金属材料；零部件涂装；设计、制造、销售汽车模具、夹具、检具、五金模具、塑料制品零部件、塑料制品模具、自动化设备
公司介绍
深园汽车部件科技（常熟）有限公司，为一家韩国独资企业，企业位于常熟市古里镇白茆工业园。这是韩国MS集团在中国投资的首家生产工厂。韩国MS集团成立于1982年，是韩国五大热成型生产制造企业之一，也是韩国***家成功自主研发热成型生产线的企业，主营汽车车身部件。深园汽车部件科技（常熟）有限公司总投资900万美元，注册资本550万美元。主要生产汽车车身的轻量化热成型冲压件、汽车天窗、汽车模具、汽车夹具及汽车托盘。
产品
冶金专用设备、轻量化、汽车车身部件、汽车天窗、夹具、汽车部件托盘的研发、生产；汽车模具的设计与生产、销售自产产品；并提供相关产品的技术和安装服务
公司介绍
东风模具冲压技术有限公司成立于1996年10月24日，经营范围包括研究、设计、制造、开发、销售冲压件和焊接零部件、冲压模具、多工位级进模具和其它模具、检验夹具、以及相关备件和零部件；在国内外市场上销售上述产品并提供售后服务；提供模具及冲压技术咨询和服务等。
产品
冲压件、焊接零部件、冲压模具
公司介绍
长春捷翼汽车零部件有限公司，成立于2005年3月18日，长春捷翼专注于汽车行业十余载，公司坚持贯彻“质量、价格、服务、诚信”的营销理念，企业使命在线束系统方面致力于使捷翼汽车零部件成为线束领域的中国领军企业，尤其是在整车轻量化中为顾客提供高质量及低廉的解决方案；内饰件系统方面致力于使捷翼汽车零部件成为功能性内饰件领域的中国领军企业，力争为顾客提供更加智能的内饰件产品。
产品
高压/低压铝线束、高压/低压铜线束、铜排、铝排、充电枪、充电座、传统线束、座椅线束、顶棚线束、起动机线束、天窗线束等
参考文章
【1】热成型行业的激光解决方案最优解！激光市场部 通快，2023-04-28
【2】热冲压成形工艺有哪些技术要点?李俭 热冲压，2023-02-23
【3】【技术文章】汽车热成形钢材料特性及热成形软区技术，轻量化联盟 汽车轻量化技术创新战略联盟，2023-02-23
【4】价值10亿的热冲压生产线，看看牛在哪，机械加工外协平台，2022-10-23
【5】【前瞻】高强度钢性能柔性分布技术在汽车车身上的应用现状，汽车材料网，2022-12-01
【6】期刊《汽车实用技术》；作者：刘江波，赵 震，张 羽（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心）
【7】汽车热成形钢材料特性及热成形软区技术，轻量化联盟 热冲压，2023-02-27。
【8】汽车“热成形钢板冲压件”材料手册（2），金属板材加工 2023-02-15。
【9】【MFC推荐】国内汽车热冲压产线企业部分汇总【一】，冲压与模具工艺，2023-03-21。
信息来源：素材来源网络，汽车材料网整理
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