超高强度钢在汽车生产上的广泛应用使得它的加工工艺受到密切关注。热冲裁是一种集热处理、冲压于一体的工艺,可降低冲裁力,改善零件的力学性能。本文研究的目的是通过常规冲裁工艺利用较小的模具间隙对硼钢中厚板进行热冲裁,探讨硼钢BR1500HS中厚板热冲裁工艺的最优参数。本文选用两种形状的凸模(普通圆柱凸模和齿轮凸模)进行硼钢的热冲裁工艺探究。首先采用双边间隙比为3～11%的圆柱凸模,在冲裁温度600～800℃下对硼钢BR1500HS中厚板进行热冲裁试验,并对硼钢组织转变、力学性能、尺寸精度和断口质量等进行了研究。结果显示,当冲裁温度为700～800℃时,落料件的组织为完全马氏体,硬度约为560 HV。冲裁温度相同时,间隙比越大,最大冲裁力就越小;模具间隙相同时,冲裁温度越大,最大冲裁力越小。当冲裁间隙比相同时,冲裁温度越高,落料件断面的光亮带宽度越大,断口质量也越好,在800℃冲裁时,光亮带宽度比可达到落料件剪切区厚度的72.5%。当冲裁间隙比为6-8%时,尺寸精度较好,剪切区断面质量也普遍较好,冲裁温度为800℃时落料件尺寸精度最高。所以硼钢BR1500HS中厚板热冲裁工艺的最优工艺参数是冲裁温度为800℃,模具间隙为板料厚度的6～8%,此时落料件的剪切区表面质量、力学性能和尺寸精度等普遍较好。利用DeformV11.0进行硼钢BR1500HS中厚板热冲裁的有限元模拟,选择三种韧性断裂模型(Brozzo断裂准则、Freudenthal断裂准则和Oyane断裂准则),在冲裁温度为700℃、750℃和800℃时,建立二维轴对称有限元模型,分析热冲裁过程的材料流动和应力应变等方面,并通过对比模拟和试验中得到的断裂位置和断口截面形状,找出最优断裂模型和断裂阀值,结果显示Oyane断裂准则比较适合硼钢BR1500HS中厚板热冲裁的有限元模拟。选用间隙比为6%的齿轮凸模进行硼钢BR1500HS中厚板的热冲裁试验,得到的齿轮零件可以用在生产汽车的齿轮和链轮上。对齿轮形落料件的金相组织、最大冲裁力、表面形貌、各部位光亮带宽度和尺寸精度等进行了测量。冲裁温度越高则最大冲裁力越低。对齿轮形落料件的剪切区形貌和尺寸精度做了检测,结果显示,随着冲裁温度的升高,齿轮落料件齿面处光亮带宽度增大,表面也越光滑平整,齿轮落料件的齿顶和齿根处光亮带宽度的趋势同齿面相同,同一冲裁温度下,齿根处光亮带宽度最大,齿顶处光亮带宽度最小。冲裁温度为800℃时,齿轮形落料件的齿顶圆和齿根圆直径的尺寸精度最高。所以,当凸模为齿轮形时,800℃是最佳冲裁温度,可以获得高尺寸精度和宽光亮带的落料件。