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住友重機(jī)械工業(yè)開(kāi)發(fā)出了可大幅減輕汽車(chē)車(chē)身及車(chē)架等車(chē)身部件的STAF（Steel Tube Air Forming）制造系統(tǒng)。將鋼管裝入沖壓機(jī)的模具后，以通電加熱、高壓空氣注入、成型、淬火的順序進(jìn)行加工。憑借此次開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)，可高精度成型加工帶突緣的連續(xù)異形封閉截面。

該制造系統(tǒng)兼具液壓成型和熱沖壓兩方面的特點(diǎn)，不僅可像液壓成型那樣對(duì)連續(xù)的封閉截面構(gòu)造實(shí)施成型，而且還可像熱沖壓像樣加熱鋼板，在沖壓成型的同時(shí)實(shí)施淬火，實(shí)現(xiàn)1500MPa級(jí)拉伸強(qiáng)度。能夠制造重量輕且強(qiáng)度及剛性高的封閉截面構(gòu)件。另外，通過(guò)利用突緣同時(shí)成型技術(shù)為封閉截面構(gòu)造增加突緣，解決了以前液壓成型等所存在的問(wèn)題，省去了在與其他構(gòu)件接合時(shí)需要另加突緣并實(shí)施焊接的麻煩，能夠提出可在車(chē)身部件上輕松采用的構(gòu)造方案。

具體制造時(shí)首先將鋼管裝入模具，夾緊電極（圖1）。然后通電10秒實(shí)施加熱，使溫度達(dá)到900℃左右（圖2）。鋼管通電加熱時(shí)電極的接觸面積在左右相同，并且與板材相比接觸更為穩(wěn)定，因此能夠?qū)崿F(xiàn)均勻加熱。并且，與原來(lái)利用加熱爐來(lái)加熱的方法相比，還可大幅減少消電量。接著，為使突緣部成型，調(diào)整鎖模位置（半開(kāi)狀態(tài)）（圖3）。向此處供給高壓空氣，在使半開(kāi)狀的部分略微膨脹的同時(shí)實(shí)施鎖模，對(duì)突緣部實(shí)施成型（圖4）。之后，為了使管體部分更加貼合模具內(nèi)面的形狀，進(jìn)一步供給高壓空氣，實(shí)施吹塑成型（圖5）。隨著材料緊貼于模具，材料被急速冷卻淬火，形成1500MPa級(jí)構(gòu)件（圖6）。

在相同強(qiáng)度條件下將汽車(chē)車(chē)身部件換成STAF構(gòu)造時(shí)，與原來(lái)的構(gòu)造相比可減輕約30％。而且也無(wú)需實(shí)施板材沖壓加工所需要的沖切及修邊工序，成型后只需切斷端部即可，可使成品率提高至90％左右。另外，由于是帶突緣的鋼管，因此還可削減部件數(shù)量，大幅降低成本。

圖7

利用板材沖壓加工工藝來(lái)制造封閉截面構(gòu)造的部件時(shí)，必須要使用沖切、加熱、沖壓、修邊、焊接組裝5個(gè)設(shè)備。而STAF工藝則在預(yù)成型后同時(shí)實(shí)施加熱和沖壓，然后切斷端部，因此只需3個(gè)設(shè)備即可，制造工序簡(jiǎn)單（圖7）。與熱沖壓工藝?yán)��?道工序才能實(shí)現(xiàn)封閉截面構(gòu)造相比，STAF工藝無(wú)需專(zhuān)用的加熱工序及焊接組裝工序，只需2道工序即可制造。因此可大幅減少工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。

今后，住友重機(jī)械工業(yè)還將開(kāi)發(fā)可按照各個(gè)部位來(lái)控制980～1500MPa拉伸強(qiáng)度的局部淬火技術(shù)，以及以壁厚不同的鋼管為材料的差厚成型技術(shù)，力爭(zhēng)確立可在多數(shù)汽車(chē)車(chē)身部件中使用的技術(shù)。該公司已開(kāi)始瞄準(zhǔn)在車(chē)身部件上的應(yīng)用與大廠商展開(kāi)磋商。同時(shí)還開(kāi)始向汽車(chē)部件廠商在內(nèi)的客戶(hù)提出解決方案，力爭(zhēng)2017年度推出商品。順便提一句，該公司將在2016年1月13～15日于東京有明國(guó)際會(huì)展中心舉行的“第6屆汽車(chē)輕量化技術(shù)展”上，展出利用STAF技術(shù)生產(chǎn)的部件。