针对中小型具有大厚差的汽车零部件,为减少加工工序、提高生产效率和零件力学性能,主要采用冷冲锻工艺加工该类零件。但汽车轻量化要求汽车零部件强度更高、耐磨性更好,为提高汽车用冲锻件强度,采用高强钢冷冲锻工艺存在变形抗力过大、模具过快磨损、模具使用寿命大幅降低和成形精度不高等不足。热冲压是将高强钢加热到奥氏体化温度-保温-成形-保压冷却的一种新的冲压工艺,采用高强钢热冲压成形技术可大幅提高成形零件强度。为此,结合传统冷冲锻技术与高强钢热冲压技术,提出一种高强钢热冲锻复合成形工艺,对中小型、复杂、厚差大的零部件进行热冲锻成形。以22MnB5高强钢为研究对象,采用试验分析和数值模拟相结合的方法,开展22MnB5高强钢热冲锻工艺研究。通过对22MnB5高强钢试件进行热拉伸试验、热压缩试验、金相组织观察和显微硬度测试,获得了22MnB5高强钢不同温度下的应力应变曲线,材料金相组织,热变形后的硬度,同时利用JMatPro软件对材料热物性进行了计算。针对热冲锻成形中发生的典型变形模式进行了数值模拟研究。考察了摩擦和成形温度对材料流动、充填性和成形载荷的影响,总结了摩擦和成形温度对冲锻成形的影响规律。建立了高强钢材料温度、应变和应变速率相关材料模型并处理了边界条件和接触,建立了高强钢热冲锻成形有限元数值模型。针对大壁厚差桶形件热冲锻成形进行了数值模拟研究,分析并给出了工艺参数对成形过程的影响。在此基础上,为提高桶形件力学性能,设计了模具内置随形冷却系统,提出了冷却系统优化准则,采用正交实验设计与数值模拟相结合的方法,以冷却速率与温度分布作为衡量指标,结合极差分析方法优化了工艺参数,获得了管道直径、冷却水道距侧壁的距离、螺旋水道间距对冷却效果的影响。最终确定随形冷却水道的优化参数为:冷却水道直径3mm,冷却水道距侧壁距离为3mm,螺旋水道距离为6mm。优化了冷却系统,为高强钢热冲锻成形工艺理论研究奠定了坚实基础。