前言
随着汽车工业的快速发展，“环保、轻质、节能”成为未来汽车工业发展的三大主题。新能源汽车和传统汽车的节能、轻量化成为当前汽车技术的主要发展方向。汽车轻量化技术包括汽车结构轻量化和材料轻量化两大方面。根据欧洲铝协公布的资料，汽车重量每降低lOOkg，每百公里可节约0．6L燃油，同时也可减少尾气排放。因此，车身轻量化对提高整车燃料经济性至关重要，汽车轻量化已经成为各汽车制造商关注的焦点。
内高压成形工艺属于液力成形技术范畴，其工作原理是通过内部加压和轴向加力补料，把管状坯料压入到模具型腔，使其形成各种所需零部件。目前，内高压成形工艺主要用来整体成形变径管、弯曲轴线异型截面空心零件和薄壁多通管零件。这类零件传统制造工艺是先冲压成形2个或2个以上半片冲压件再焊接成整体零件，为减少焊接变形，一般采用点焊工艺，因而得到得零件不是封闭得截面。此外，冲压件截面形状相对比较简单，难以满足结构设计的需要。汽车上的内高压成形零件包括汽车副车架、散热器支架、底盘构件、车身框架、座椅框架、前轴、后轴、驱动轴、凸轮轴及排气系统异型管件等。
内高压成形工艺的发展现状和趋势
内高压成形工艺的发展现状内高压成形技术源于欧洲，1990年起该技术开始进入实用市场。在国外汽车行业，内高压成形技术得到了迅速推广和广泛应用。德国奔驰、宝马、大众公司，美国通用、福特、戴克公司，日本丰田、本田、尼桑、马自达公司，韩国现代、浦项制铁公司等相继建立内高压成形生产线。据统计，国外现有内高压成形生产线近百条，其中多数厂家分布在美国、德国和日本等国家。
产品也由最早的散热器支架、仪表盘支架、发动机支架发展到现今的车身件、底盘件、转向系统件和发动机件。从地域情况来看，目前德、美、法、意、日、韩等国家较大汽车生产商均已应用该技术，北美的使用量已逐步超过欧洲成为内高压成形零件最大消耗地区，其中以美国通用公司为最大使用厂家。日本和韩国近年内高压成形技术研究和应用发展也很快，两国已经建立多条内高压成形生产线。1993年德国奔驰汽车公司建立了内高压成形车间，在奔驰轿车及卡车上采用多种内高压成形件，相继宝马等车型也采用内高压成形件。根据美国钢铁研究院汽车应用委员会的调查，在北美制造的典型轿车上空心轻体构件在轿车上总量的比例已从15年前的10％增加到16％。美国有关大学、研究机构和公司十分重视内高压成形技术的研究与开发。美国三大汽车公司和十大钢铁公司甚至成立“汽车与钢铁作液力成形工业资源组织”。原美国克菜斯勒汽车公司于1990年首先引进内高压技术生产仪袁盘立粱并获得成功。通用汽车公司从1995年开始应用该项工艺牛产发动机支架，后来扩大到散热器支架、下粱、棚顶托粱和内支架等多个空心轻体件品种。国内哈尔滨工业大学、南京理工大学、清华大学、济南大学等院校也都开展了内高压成彤技术的研究上作，并取得一定成果。哈尔滨工业大学已经成功研发发出内高压成形试验线，并具有向生产线建设提供工艺模拟、设备控制等技术支撑的能力。目前，国内为一汽供应内高压产品的企业主耍有本特勒长瑞和寓奥威泰克两家，前者主要供应一汽一大众的奥迪A6，后者为一汽轿车公司的马自达6系列车型配套。这两家企业都有外资背景，技术有保障，主导产品都是轿车副车架。另外．一汽轿车公司、天津顺达、上海宝钢、南京美奇等众多企业正在筹建内高压生产线．其中一汽轿车公司和天津顺达主要生产轿车副车架，上海宝钢土要用于其内高压成形材料试验生产，南京美奇公司主要用于仪表盘点架成形生产。
典犁汽车内高挂零件如图：
内高压成形工艺的发展趋势
1)超高压成形。目前工业牛产中使用的内高压成形机的增压器最高压力一般为400MPa，
为了适应更复杂的结构形状和精度、更大壁厚和高强度材料(超高强钢、钍合金和高温台金等)．需要更高的内压，将发展到600MPa，甚至1000MPa。超高压成形带来一系列相应的问题需要解决，如超高压管端移动密封、超高压下的摩擦行为、模具材料及超高压液体控制精度等。
(2)热态内压成形。为了解决高性能铝台金、镁台金等轻台金材料室温塑性低、成形困难的问题，采用加热加压介质成形异型截面零件是内高压成形发展的一个重要方向。目前，以耐热油做为介质的温度可以达到300℃，压力达到100MPa，完全能满足铝台金和镁合金管材成形的需要。热态内压成形的主要问题是成形时间长、效率低。对于钛合金，需要在温度600'C以上成形，目前的耐热油达不到这个温度，采用气体做为成形介质是一个很好解决方案。
(3)超高强度钢成形。随着汽车对结构轻量化需求的进一少提高，车体上使用的钢材强度越
来越高，材料塑性降低，倒如，钢材强度由250MPa提高到1000MPa塑性由45％降低到12％。材料塑性降低导致开裂倾向严重成形难度增人，需要对弯曲、预成形、内高压成形工艺、壁厚分布和润滑等进行深入研究。
(4)新成形工艺不断发展。拼焊管内高压成形，将不同厚度或不同材料管材焊接成整体，然后再用内高压成形加工出结构件，可以进一步减轻结构质量；采用二端直径不同的锥形管，制造特殊结构零件，如轿车碰撞时吸收能量结构；双层管内高压成形制造轿车双层排气管件，提商轿车尾气三元催化和净化效果；还可以采用初始截面形状为非圆形的型材管做为种预制坯成形出设计要求的零件；内高压成形与连接等工艺复合，把几个管材或经过预成形管材放在内高压成形模具内，通过成形和连接工艺复台加工为一个零件。进步减少零件数量和提高构件整体性。
内高压成形工艺项目应用实例
本文以国内某合资企业年产11万件轿车副车架框架内高压生产线为例，说明内高压成形工艺在汽车轻量化中的具体应用。该项目在国内首次将内高压成形技术应用于轿车底盘部件批量生产。
1生产任务和生产纲领该内高压生产线是为一汽Mazda 6和红旗301系列轿车配套生产前副车架框架，年生产纲领110000件，约合3300t
2工作制度和年时基数内高压成形车间全年工作日为251d，采用二班工作制，设备年时基数未3700h，工人年时基数为1790h
3工艺方案
副车架的内高压成形工艺过程包括数控弯管、预成形、内高压成形等主要工序。副车架框架
内高压成形工艺过程：
毛坯下料(外协)->数控弯管(数控弯管机)->一预成形(2000吨液压机)->成型(35000KN液压成形机)->检查->液压成形机)->零件存放。零件生产中各工序零件形状变化情况见图:
数控弯管：管子的弯曲工序是将管材弯曲到轴线与零件轴线形状相同或相近。由于副车架零件轴线多为复杂空间曲线，为了保证弯曲件精度，需要采用数控弯曲。弯曲工艺的关键问题是控制外侧减薄和内侧起皱，同叫要掌握回弹量控制。外侧减薄壁主要通过在绕弯的同时在轴向加上推力抑制轴向拉仲变形以防止过度减薄，如果外部减薄严重在较低压力下就会引起角部开裂，导致整个零件无法成型。
预成形：对于形状和尺寸相差较大的复杂截面零件，很难直接通过内高压成形获得最终的零件，一般需要预成形工序。预成形是内高压成形工艺中最关键工序，预成形管坯形状是否合理直接关系到零件的形状和尺寸精度及壁厚分布。预成形不仅要解决将管材顺利放到终成形模中的问题．更重要的是通过合理截面形状预先分配材料，以控制壁厚分布、降低成形压力，井避免终成形合模时在分模面处技生
疃边形成飞边。
内高压成形：预成形管坯在终成形模具内，通过冲头引^高压液体加压，使管坯产生塑性变形成形为所设计的零件。在内高压成形过程巾，如果预成形坯形状不合理，减薄主要发生在圆角与直边过渡区域成最小壁厚不满足设计要求，甚至开裂。最终成形压力主要决定于截面过渡恻角半径和材料性能。
内高压生产线生产节拍67秒／件。内高压成形压力机吨位为3500t，工作台面尺寸为2500mm×2600mm，带前移工作台．方便更换模具。
束语
目前，我国自主品牌轿车较国外同类车重约8％～10％，这就表明汽车轻量化在我国汽车产业发展中更是一项关键性课题。随着我国汽车工业的快速发展，对内高压成形零部件的需求将不断增长。但相比来说，内高压成形产业未形成规模，需求量仍很大，尤其一些中、高档车所需要的内高压成形件仍然依靠进口，成本很高。另外，由于这项技术的核心仍然掌握在国外公司手中，国内在这方面的技术尚处于研究阶段或产业化阶段。
【参考文献】
[1]苑世剑．内高压成形技术现状与发展趋势[J]．金属成形工艺，2003，21(3)：1-3．
[2]苑世剑．现代液压成形技术．哈尔滨工业大学，内部资料．
[3]何晓燕，周林，钱红．浅谈内高压成形工艺及设备．锻压装备与制造技术，2006，41(6)
