近年來，內高壓成形技術在中國得到了迅速發(fā)展，應用領域不僅有汽車行業(yè)，還有航空航天等高技術行業(yè)。尤其是哈爾濱工業(yè)大學流體高壓成形技術研究所在管材內高壓成形基礎理論、工藝、裝備及應用領域等方面均取得重要進展，本文興迪源機械帶來國內外內高壓生產(chǎn)線對比及管材內高壓成形技術新進展。

　　一、國內外內高壓生產(chǎn)線情況對比：

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

    與低碳鋼成形相比，超高強鋼內高壓成形存在成形壓力高、模具磨損嚴重、回彈大、尺寸精度差、復雜形狀截面成形困難等一系列挑戰(zhàn)。為此，德國 Schuler公司和美國vani-Fom公司發(fā)展了低壓順序成形技術(SHS)該技術可比常規(guī)內高壓成形技術降低壓力30%左右，并且可以有效降低模具磨損，已經(jīng)在超高強零件內高壓成形生產(chǎn)中得到應用。

　　中國內高壓成形技術雖然起步較晚，但是，近年來在汽車工業(yè)快速發(fā)展的推動下獲得了長足的發(fā)展，圖1-14是中國內高壓成形生產(chǎn)線的情況。2005年寶鋼從德國 Schuler公司引進了第一臺5000t內高壓成形設備，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)大學流體高壓成形技術研究所，2000年研制出第一代內高壓成形設備，206年為汽車零部件企業(yè)提供首臺具有自主知識產(chǎn)權的內高壓成形設備。

圖1-13 內高壓成形技術在歐洲汽車工業(yè)的應用現(xiàn)狀

（a）銷售額；（b）生產(chǎn)數(shù)量。

圖1-14中國內高壓成形生產(chǎn)線的情況

　　經(jīng)過十余年持續(xù)不斷研發(fā)和改進，形成了第三代數(shù)控內高壓成形設備系列化產(chǎn)品，各項技術指標和功能達到國際同類設備的水平，其中基于液體壓縮補償?shù)膲毫刂凭葍?yōu)于國外最高指標一個數(shù)量級。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前在中國汽車工業(yè)生產(chǎn)中應用的內高壓設備約有43臺(套)，其中哈爾濱工業(yè)研制的設備占有率約為60%，德國 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，中國打破了德國等發(fā)達國家對內高壓成形技術與設備的封鎖與壟斷，使得大型數(shù)控內高壓成形設備成本遠低于國外設備的價格，有效地促進了內高壓成形技術在自主品牌轎車底盤等關鍵零件上的大批量應用。

　　日本學者 Kuwabala教授等利用其研制雙軸加載裝置系統(tǒng)地研究在拉-拉應力狀態(tài)下管材的屈服行為，證明了各向異性管材適應的屈服準則。Manabe教授等探索了三通管液壓成形過程智能控制方法，通過在過渡圓角區(qū)放置位移傳感器，實現(xiàn)了圓角半徑的實時檢測與智能控制。微小件液壓成形是近年發(fā)展起來的新方向，德國學者Hartl教授在微液壓成形基礎理論、工藝和裝置方面取得了重要進展。

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

　　二、內高壓成形技術在國內的發(fā)展：

　　近年來，內高壓成形技術在中國得到了迅速發(fā)展，應用領域不僅有汽車行業(yè)，還有航空航天等高技術行業(yè)。尤其是哈爾濱工業(yè)大學流體高壓成形技術研究所在管材內高壓成形基礎理論、工藝、裝備及應用領域等方面均取得重要進展，具體表現(xiàn)為：

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

　　2）在內高壓成形工藝方面，研發(fā)出大尺寸超薄構件內高壓成形技術，構件徑厚比(直徑與厚度之比)達到200;研究了預制壞形狀優(yōu)化方法和充液壓制成形技術,解決了大尺寸薄壁管預制坯壓制失穩(wěn)無法獲得合理形狀的難題；發(fā)展了多種介質(水介質、油介質、熱油介質、半液體介質等)壓力成形技術，實現(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雜構在內高壓成形設備方面，發(fā)明了快速精確的可變合模力技術和基于液體體件的成形提供了新技術。

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

　　4）在工業(yè)應用方面，除了在轎車零件中獲得大批量應用外，還實現(xiàn)了內高壓成形技術在航空航天領域的應用。應用的產(chǎn)品包括運載火箭、衛(wèi)星、飛船、高速飛行器和飛機的關鍵構件(圖1-15)，應用的材料有不銹鋼、鋁合金、鈦合金和高溫合金等。內高壓成形件形狀精度、性能和結構整體性優(yōu)于傳統(tǒng)制造技術的晶，大幅提高了航空航天裝備的可靠性。

　　【興迪源機械內高壓設備優(yōu)勢】

　　興迪源機械是以內高壓成形技術為核心，以內高壓成形機、內高壓水脹成形機、內高壓板材充液成形機、內高壓三通機等設備為主導產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家。公司建立有液力內高壓成形機械工程技術研究開發(fā)中心，并與中國科學院金屬研究所、南京航空航天大學等院校開展長期的科研課題開發(fā)合作。

    興迪源機械自2010年開始組建超高壓液力成形技術團隊，突破了成形壓力100MPa-250MPa的技術難關，研發(fā)出“內高壓成型設備”并投入用戶生產(chǎn)現(xiàn)場。至今，公司已是創(chuàng)立超過10年的實力企業(yè)，已掌握了成形壓力為500MPa的技術，并噸、成形壓力達500MPa以內的各種規(guī)格的內高壓成型液壓設備數(shù)十臺套，技術研發(fā)成果在國內同行的民營企業(yè)中達到優(yōu)異水平。

　　部分文段和圖片摘自：

　　《現(xiàn)代液壓成形技術》

　　作者：苑世劍

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