近年來(lái)，內(nèi)高壓成形技術(shù)在中國(guó)得到了迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不僅有汽車行業(yè)，還有航空航天等高技術(shù)行業(yè)。尤其是哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體高壓成形技術(shù)研究所在管材內(nèi)高壓成形基礎(chǔ)理論、工藝、裝備及應(yīng)用領(lǐng)域等方面均取得重要進(jìn)展，本文興迪源機(jī)械帶來(lái)國(guó)內(nèi)外內(nèi)高壓生產(chǎn)線對(duì)比及管材內(nèi)高壓成形技術(shù)新進(jìn)展。

　　一、國(guó)內(nèi)外內(nèi)高壓生產(chǎn)線情況對(duì)比：

　　2007年以來(lái)，內(nèi)高壓成形技術(shù)在歐洲汽車工業(yè)的應(yīng)用呈現(xiàn)繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。但是，2014年后在汽車上的應(yīng)用量開始減少，汽車零件內(nèi)高壓生產(chǎn)線的數(shù)量大體穩(wěn)定在110條，如圖1-13所示。導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象的主要原因是超高強(qiáng)鋼熱沖壓技術(shù)的快速發(fā)展，一些內(nèi)高壓成形件被熱沖壓件所代替。據(jù)美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年新車型超高強(qiáng)鋼零件的質(zhì)量占比約為30%，而低碳鋼零件的質(zhì)量占比由50%以上下降到約為30%。

    與低碳鋼成形相比，超高強(qiáng)鋼內(nèi)高壓成形存在成形壓力高、模具磨損嚴(yán)重、回彈大、尺寸精度差、復(fù)雜形狀截面成形困難等一系列挑戰(zhàn)。為此，德國(guó) Schuler公司和美國(guó)vani-Fom公司發(fā)展了低壓順序成形技術(shù)(SHS)該技術(shù)可比常規(guī)內(nèi)高壓成形技術(shù)降低壓力30%左右，并且可以有效降低模具磨損，已經(jīng)在超高強(qiáng)零件內(nèi)高壓成形生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

　　中國(guó)內(nèi)高壓成形技術(shù)雖然起步較晚，但是，近年來(lái)在汽車工業(yè)快速發(fā)展的推動(dòng)下獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，圖1-14是中國(guó)內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線的情況。2005年寶鋼從德國(guó) Schuler公司引進(jìn)了第一臺(tái)5000t內(nèi)高壓成形設(shè)備，開始用于汽車底盤零件研發(fā)和小批量生產(chǎn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體高壓成形技術(shù)研究所，2000年研制出第一代內(nèi)高壓成形設(shè)備，206年為汽車零部件企業(yè)提供首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的內(nèi)高壓成形設(shè)備。

圖1-13 內(nèi)高壓成形技術(shù)在歐洲汽車工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（a）銷售額；（b）生產(chǎn)數(shù)量。

圖1-14中國(guó)內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線的情況

　　經(jīng)過(guò)十余年持續(xù)不斷研發(fā)和改進(jìn)，形成了第三代數(shù)控內(nèi)高壓成形設(shè)備系列化產(chǎn)品，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和功能達(dá)到國(guó)際同類設(shè)備的水平，其中基于液體壓縮補(bǔ)償?shù)膲毫刂凭葍?yōu)于國(guó)外最高指標(biāo)一個(gè)數(shù)量級(jí)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在中國(guó)汽車工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的內(nèi)高壓設(shè)備約有43臺(tái)(套)，其中哈爾濱工業(yè)研制的設(shè)備占有率約為60%，德國(guó) Schuler公司和瑞典AP&T公司的占有率約為30%，日本公司的占有率接近10%。

　　由此可見，中國(guó)打破了德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)內(nèi)高壓成形技術(shù)與設(shè)備的封鎖與壟斷，使得大型數(shù)控內(nèi)高壓成形設(shè)備成本遠(yuǎn)低于國(guó)外設(shè)備的價(jià)格，有效地促進(jìn)了內(nèi)高壓成形技術(shù)在自主品牌轎車底盤等關(guān)鍵零件上的大批量應(yīng)用。

　　日本學(xué)者 Kuwabala教授等利用其研制雙軸加載裝置系統(tǒng)地研究在拉-拉應(yīng)力狀態(tài)下管材的屈服行為，證明了各向異性管材適應(yīng)的屈服準(zhǔn)則。Manabe教授等探索了三通管液壓成形過(guò)程智能控制方法，通過(guò)在過(guò)渡圓角區(qū)放置位移傳感器，實(shí)現(xiàn)了圓角半徑的實(shí)時(shí)檢測(cè)與智能控制。微小件液壓成形是近年發(fā)展起來(lái)的新方向，德國(guó)學(xué)者Hartl教授在微液壓成形基礎(chǔ)理論、工藝和裝置方面取得了重要進(jìn)展。

　　德國(guó)斯圖加特大學(xué)金屬成形技術(shù)研究所和開米尼茨大學(xué)機(jī)床與成形技術(shù)研究所在管材成形極限、高強(qiáng)鋼管材成形工藝及模具方面做了大量研發(fā)工作。

　　二、內(nèi)高壓成形技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展：

　　近年來(lái)，內(nèi)高壓成形技術(shù)在中國(guó)得到了迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不僅有汽車行業(yè)，還有航空航天等高技術(shù)行業(yè)。尤其是哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體高壓成形技術(shù)研究所在管材內(nèi)高壓成形基礎(chǔ)理論、工藝、裝備及應(yīng)用領(lǐng)域等方面均取得重要進(jìn)展，具體表現(xiàn)為：

　　1）在內(nèi)高壓成形基礎(chǔ)理論方面，發(fā)展了各向異性管材力學(xué)性能和應(yīng)力一應(yīng)變曲線直接測(cè)試方法，研發(fā)出專用測(cè)試裝置，解決單向拉伸無(wú)法準(zhǔn)確描述復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)各向異性管材變形行為的難題;研究了三維應(yīng)力狀態(tài)下管材失穩(wěn)行為，揭示了法向應(yīng)力對(duì)起皺和開裂等缺陷的影響規(guī)律

　　2）在內(nèi)高壓成形工藝方面，研發(fā)出大尺寸超薄構(gòu)件內(nèi)高壓成形技術(shù)，構(gòu)件徑厚比(直徑與厚度之比)達(dá)到200;研究了預(yù)制壞形狀優(yōu)化方法和充液壓制成形技術(shù),解決了大尺寸薄壁管預(yù)制坯壓制失穩(wěn)無(wú)法獲得合理形狀的難題；發(fā)展了多種介質(zhì)(水介質(zhì)、油介質(zhì)、熱油介質(zhì)、半液體介質(zhì)等)壓力成形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從室溫成形發(fā)展到高溫成形，為鎂合金、鋁鋰合金、鈦合金難變形材料復(fù)雜構(gòu)在內(nèi)高壓成形設(shè)備方面，發(fā)明了快速精確的可變合模力技術(shù)和基于液體體件的成形提供了新技術(shù)。

　　3）在內(nèi)高壓成形設(shè)備方面，發(fā)明了快速精確的可變合模力技術(shù)和基于液體體積壓縮補(bǔ)償?shù)膲毫刂品椒ǎ邪l(fā)出系列化大型數(shù)控內(nèi)高壓成形設(shè)備，設(shè)備總體性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中壓力控制精度和速度處于國(guó)際領(lǐng)先水平，為各類企業(yè)提供三十余臺(tái)(套)內(nèi)高壓成形設(shè)備。

　　4）在工業(yè)應(yīng)用方面，除了在轎車零件中獲得大批量應(yīng)用外，還實(shí)現(xiàn)了內(nèi)高壓成形技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。應(yīng)用的產(chǎn)品包括運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、飛船、高速飛行器和飛機(jī)的關(guān)鍵構(gòu)件(圖1-15)，應(yīng)用的材料有不銹鋼、鋁合金、鈦合金和高溫合金等。內(nèi)高壓成形件形狀精度、性能和結(jié)構(gòu)整體性優(yōu)于傳統(tǒng)制造技術(shù)的晶，大幅提高了航空航天裝備的可靠性。

　　【興迪源機(jī)械內(nèi)高壓設(shè)備優(yōu)勢(shì)】

　　興迪源機(jī)械是以內(nèi)高壓成形技術(shù)為核心，以內(nèi)高壓成形機(jī)、內(nèi)高壓水脹成形機(jī)、內(nèi)高壓板材充液成形機(jī)、內(nèi)高壓三通機(jī)等設(shè)備為主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家。公司建立有液力內(nèi)高壓成形機(jī)械工程技術(shù)研究開發(fā)中心，并與中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開展長(zhǎng)期的科研課題開發(fā)合作。

    興迪源機(jī)械自2010年開始組建超高壓液力成形技術(shù)團(tuán)隊(duì)，突破了成形壓力100MPa-250MPa的技術(shù)難關(guān)，研發(fā)出“內(nèi)高壓成型設(shè)備”并投入用戶生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。至今，公司已是創(chuàng)立超過(guò)10年的實(shí)力企業(yè)，已掌握了成形壓力為500MPa的技術(shù)，并噸、成形壓力達(dá)500MPa以內(nèi)的各種規(guī)格的內(nèi)高壓成型液壓設(shè)備數(shù)十臺(tái)套，技術(shù)研發(fā)成果在國(guó)內(nèi)同行的民營(yíng)企業(yè)中達(dá)到優(yōu)異水平。

　　部分文段和圖片摘自：

　　《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》

　　作者：苑世劍

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