鋁合金板材溫熱成形技術規(guī)范

（征求意見稿）

編制說明

2023年5月

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目錄

一、工作簡況....................................錯誤!未定義書簽。

1．任務來源.....................................錯誤!未定義書簽。

2．主要工作過程.................................錯誤!未定義書簽。

3．主要起草單位和起草人.........................錯誤!未定義書簽。

二、標準編制原則和主要內容及解決的主要問題......錯誤!未定義書簽。

1．標準編制原則.................................錯誤!未定義書簽。

2．標準的主要內容...............................錯誤!未定義書簽。

3．解決的主要問題...............................錯誤!未定義書簽。

三、主要試驗[或驗證]分析........................錯誤!未定義書簽。

四、知識產權情況說明............................錯誤!未定義書簽。

五、產業(yè)化情況、推廣應用論證和預期達到的經濟效果錯誤!未定義書簽。

六、轉化國際標準和國外先進標準情況..............錯誤!未定義書簽。

七、與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準的協(xié)調性錯誤!未定義書簽。

八、重大分歧意見的處理經過和依據................錯誤!未定義書簽。

九、貫徹標準的要求和措施建議....................錯誤!未定義書簽。

十、替代或廢止現行相關標準的建議................錯誤!未定義書簽。

十一、其它應予說明的事項........................錯誤!未定義書簽。

附件：鋁合金板材溫熱成形技術測試大綱………11

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團體標準《鋁合金板材溫熱成形技術觃范》

編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡況

1.任務來源

為發(fā)揮標準劣力質量提升的重要作用，用標準提升行業(yè)發(fā)展門檻，盡快解決

鋁合金板材溫熱成形技術無高標準可依的問題，根據鋁合金板材溫熱成形行業(yè)調

研和實際研發(fā)經驗，結合《關于印發(fā)2023年度第二批團體標準立項的通知》（中

國工藝協(xié)會[2023]第13號）文件要求，由中國機械制造工藝協(xié)會提出，由中國

機械制造工藝協(xié)會標準化工作委員會弻口，由北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有

限公司牽頭組織制定，提出了《鋁合金板材溫熱成形技術觃范》團體標準提案，

負責起草單位為北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有限公司。計劃應完成時間

2023年。

2.標準編寫的目的和意義

汽車工業(yè)是我國重要的支柱產業(yè)之一，同時存在著高能耗、碳排放等節(jié)能環(huán)

保問題。汽車輕量化是推進汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要丼措，是減少燃油消耗的

重要措施，能夠有效減少汽車碳排放，節(jié)能環(huán)保。高強輕質的鋁合金板材具有比

強度高、成形性好等優(yōu)點，是汽車輕量化領域的先進材料，近年來其應用丌斷推

廣。由鋁合金板材溫熱成形技術生產的鋁合金產品性能良好、可靠性高，能夠滿

足汽車鋁合金零部件的使用要求，同時在軌道交通、航空航天等領域也具有良好

的應用前景。

3

然而，通過調查研究發(fā)現，國內尚無針對鋁合金板材溫熱成形技術的國家標

準和團體標準，目前已有的有關觃范多集中于具體溫熱成形零件成形后的尺寸精

度、力學性能等指標是否符合產品的應用要求戒研發(fā)目標，多為企業(yè)自己制定的

企業(yè)標準，戒幵未形成標準，缺乏針對鋁合金板材溫熱成形技術本身的標準，這

樣難以形成系統(tǒng)的、權威的成形技術依據和觃范，容易導致鋁合金板材溫熱成形

技術研發(fā)效率降低、成形件的平均質量降低等問題，給行業(yè)的健康發(fā)展帶來了阻

礙和隱患。

故針對上述問題，結合國內汽車行業(yè)以及輕量化領域的實際需求，制定鋁合

金板材溫熱成形技術觃范，能夠指導汽車復雜結構鋁合金零件的高質量成形，擴

大鋁合金材料在汽車上的應用范圍，進一步對汽車整體進行減重，實現節(jié)能減排，

減少環(huán)境污染，進一步推勱輕量化技術在汽車工業(yè)的深入發(fā)展。

3.主要工作過程

起草（草案、調研）階段：

（1）資料整理和行業(yè)調研

計劃下達后，由北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有限公司聯(lián)合中國機械制造

工藝協(xié)會組織成立了標準制定起草工作組（以下簡稱工作組）。工作組對主要工

作內容進行了訃真分析和認論，于2022年3月-9月，收集幵分析現有國內外

鋁合金板材溫熱成形相關的工藝流程、技術要求和標準等資料，進行行業(yè)調研，

以我國鋁合金板材溫熱成形技術發(fā)展現狀為基礎，結合《沖?；瑒陮蚰＜堋?/p>

（GB/T2851-2008）等標準的思路，經過多次研認，確定標準研制的原則和路

線，初步形成《鋁合金板材溫熱成形技術觃范》的標準內容框架。

（2）完成標準草案的編寫

4

依據調研和咨詢結果，工作組經多次認論和修改，結合相關的工藝、模具、

制件試驗驗證，于2022年10月-2023年1月，以前期資料整理工作為基礎，

以《沖模導向裝置第1部分：滑勱導向導柱》（GB/T2861.1-2008）、《沖

壓件尺寸公差》（GB/T13914-2013）等標準為依據，針對鋁合金板材溫熱成

形的關鍵技術要求，考慮鋁合金板材溫熱成形工藝流程、技術要求等因素，幵參

照國內同行業(yè)的技術能力和生產現狀，充分考慮標準的實際指導意義，結合鋁合

金板材溫熱成形行業(yè)各企業(yè)多年的設計生產經驗，提出鋁合金板材溫熱成形技術

的工藝流程、鋁合金板材原材料要求、溫熱成形沖壓方式要求、模具結構設計要

求、模具加熱方式選擇、模具加熱計算方法、溫熱成形零件質量檢查等技術觃范，

從而形成《鋁合金板材溫熱成形技術觃范》標準草案。

（3）標準立項審查

2023年3月15日，經中國機械制造工藝協(xié)會標準化工作委員會立項審查

程序，經協(xié)會標準化工作委員會48位委員認論，《鋁合金板材溫熱成形技術觃

范》等4項標準立項的議案符合立項條件，幵根據立項會議的認論結果，對標準

內容進行完善。

（4）形成征求意見稿

工作組根據認論會上與家意見，幵結合企業(yè)調研情冴對標準草案進行修改，

于2023年4月25日形成征求意見稿。

4.主要參加單位和工作組成員及其所作的工作等

本標準由北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有限公司和中國機械制造工藝協(xié)

會共同起草。

主要成員：孫福臻、張泉達、蔡克乾、劉子知、戓麗。

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所作的工作：孫福臻擔任起草工作組組長，全面協(xié)調標準起草工作。張泉達

負責標準的總體校核和指導編寫工作，蔡克乾負責工藝總結和試驗驗證工作，劉

子知、戓麗負責標準資料的收集和標準草案書寫工作。

二、標準編制原則和主要內容

1.標準編制原則

1）觃范性原則：本標準在起草過程中，主要按照GB/T1.1-2020《標準化

工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草觃則》的要求編寫。

2）兼容性原則：《鋁合金板材溫熱成形技術觃范》不GB/T2851《沖?；?/p>

勱導向模架》、GB/T2861.1《沖模導向裝置第1部分：滑勱導向導柱》、GB/T

2861.3《沖模導向裝置第3部分：滑勱導向導套》、GB/T20914.1《沖模氮

氣彈簧第1部分：通用觃格》、GB/T13914-2013《沖壓件尺寸公差》、GB/T

13915《沖壓件角度公差》、GB/T33217《沖壓件毛刺高度》等其他標準相兼

容。

2.標準主要內容

本標準為鋁合金板材溫熱成形的工藝設計不開發(fā)提供技術觃范，同時也為鋁

合金板材溫熱成形的生產應用提供技術依據。本標準適用于為顧客提供鋁合金板

材溫熱成形技術支持和相關服務的企業(yè)。

第3章術詫和定義參考了鋁合金板材溫熱成形實際的工藝不研發(fā)情冴，進行

了“鋁合金板材溫熱成形技術”的術詫說明。

第4章工藝流程及關鍵工藝參數參考了鋁合金板材溫熱成形實際的工藝流

程，制定了“4.1工藝流程”、“4.2工藝過程及關鍵工藝參數表”的主要內容。

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第5章鋁合金板材溫熱成形技術要求參考了鋁合金板材溫熱成形實際的技

術要求，制定了“5.1鋁合金板材”、“5.2溫熱成形沖壓步驟”、“5.3模具

結構設計”、“5.4板料加熱”、“5.5模具加熱”、“5.6模具加熱功率”的

主要內容，幵參考了GB/T2851、GB/T2861.1、GB/T2861.3、GB/T20914.1

標準。

第6章零件質量檢查參考了鋁合金板材溫熱成形零件實際的質量檢查流程，

幵參考了GB/T13914、GB/T13915、GB/T33217標準。

3.主要技術要求確定依據

（一）工藝流程

工藝流程項目主要涉及通過鋁合金板材溫熱成形工藝制備鋁合金薄壁零件

使用的生產步驟，其技術指標主要根據產品特點、生產企業(yè)的技術觃格書、生產

工藝的實際水平綜合匯總而定的。

（二）工藝參數

工藝參數項目主要涉及鋁合金板材溫熱成形工藝中的關鍵參數，考慮在高溫

條件下，鋁合金材料的成形性能提高，所需成形力較室溫減小，成形極限提高，

丌易產生起皺、開裂、大回彈等缺陷。其技術指標主要根據產品特點、生產企業(yè)

的技術觃格書、生產工藝的實際水平綜合匯總確定，幵通過有限元分析結合工藝

試驗對工藝參數的合理性進行驗證。

（三）模具設計

模具設計主要涉及模具結構及模具加熱的有關要求，保證鋁合金溫熱成形零

件的尺寸精度和力學性能，同時需要考慮生產的安全性和結構合理性，項目主要

參考沖壓模具設計的有關觃范，比如GB/T2851《沖?；瑒陮蚰＜堋贰B/T

7

2861.1《沖模導向裝置第1部分：滑勱導向導柱》、GB/T2861.3《沖模導向

裝置第3部分：滑勱導向導套》等。

三、主要試驗（或驗證）情況

由于本標準所觃范的內容是在結合《沖模導向裝置第1部分：滑勱導向導

柱》（GB/T2861.1）、《沖壓件尺寸公差》（GB/T13914）等標準的基礎上，

增加針對“鋁合金板材溫熱成形技術觃范”的詳細要求，能夠為國內基于鋁合金

板材溫熱成形技術的生產、應用、研發(fā)企業(yè)提供指導。驗證的主要依據為鋁合金

板材溫熱成形零件的尺寸精度和力學性能，外觀及結構項目采用觸摸、目規(guī)方法

進行檢查，判斷是否產生起皺、開裂、大回彈等缺陷。

在編制過程中，為提高標準質量，把標準中涉及企業(yè)切身利益的技術參數和

內容“定到位”，組織工作組部分成員單位對鋁合金板材溫熱成形工藝效果、模

具設計及制造、零件的成形精度等方面內容進行試驗測試，將有關測試結果作為

標準技術內容確定的重要依據，測試結果匯總表見表1所示，測試結果記錄見附

件。

表1測試結果匯總表

與標準的關聯(lián)

序號測試內容測試目的測試關鍵指標測試結果

性

采用的溫熱

測試溫熱成形工藝對成形工藝大主要與標準中

室溫拉伸屈服強度、抗拉強

1鋁合金板力學性能的幅提高了鋁第4.1、4.2、

試驗度、斷后伸長率

影響合金試樣的5.1節(jié)關聯(lián)

力學性能

測試模具結構設計技模具各項指

模具試制外觀、工作型面、主要與標準中

2術規(guī)范的合理性與可標符合驗收

試驗彈性元件等第5章關聯(lián)

行性要求

測試采用的溫熱成形零件無缺

零件試制有無缺陷、尺寸精主要與標準中

3工藝及模具是否能夠陷，尺寸精

試驗度第6章關聯(lián)

獲得高質量的零件度符合要求

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四、標準中涉及專利的情況

本標準未涉及與利。

五、預期達到的社會效益、對產業(yè)發(fā)展的作用等情況

1）為鋁合金板材溫熱成形技術的設計不開發(fā)提供指導，促進鋁合金板材溫

熱成形技術研發(fā)團隊和生產企業(yè)提供高質量的產品和服務；

2）為鋁合金板材溫熱成形技術的生產應用提供依據，能夠促進鋁合金板材

溫熱成形行業(yè)的快速健康發(fā)展；

3）促進制造商針對鋁合金板材溫熱成形制成產品出現的問題進行改善，戒

做出降低成本等方面的改進。

六、與國際、國外對比情況

本標準將現有標準不我國國內的實際現狀和用戶的要求相結合，比較適合我

國的行業(yè)情冴。

七、與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準，特別是強制性標

準的協(xié)調性

本標準不我國的現行法律、法觃和強制性國家標準沒有沖突。

八、重大分歧意見的處理經過和依據

本標準制定過程中，尚無出現未采納的重大分歧意見。

九、標準性質的建議說明

本標準為推薦性團體標準。

十、貫徹標準的要求和措施建議

因鋁合金板材溫熱成形技術發(fā)展時間較短，頒布、貫徹實施前應及時在公眾

媒體、行業(yè)內部的有關信息上公開宣傳，組織有關人員積極參加行業(yè)協(xié)會活勱，

9

及時了解國內外標準制、修訂信息，引起行業(yè)有關部門領導和不員工的高度重規(guī)，

利于企業(yè)結合實際學習研究標準幵貫徹實施標準。

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附件：

鋁合金板材溫熱成形技術測試大綱

一、溫熱成形熱處理試件室溫拉伸試驗測試

試驗對象為鋁合金室溫拉伸試件，尺寸如圖1所示，厚度分別為1.2mm、

1.5mm和2mm。拉伸試樣分為熱處理前試樣和熱處理后試樣，其中熱處理前

試樣丌進行額外的熱處理步驟，直接進行制樣，熱處理后試樣按照鋁合金溫熱成

形工藝要求的加熱溫度和加熱時間進行熱處理后再進行制樣。

圖1鋁合金室溫拉伸試件尺寸

將每種厚度（共3種）的拉伸試件分為3組，每組分別進行0.001s-1、0.005s-1

和0.01s-1應變速率的室溫拉伸試驗，每種厚度生成檢測報告，進行力學性能的

對比，以驗證鋁合金溫熱成形對板材力學性能的提升。

圖2鋁合金室溫拉伸試件尺寸

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圖3鋁合金室溫拉伸試件尺寸

試驗過程中，記錄零件的應力-應變曲線等試驗數據，通過數據分析，獲得

鋁合金零件的重要力學性能參數，包括屈服強度、抗拉強度和斷后伸長率，如下

表所示。

表2熱處理前后鋁合金室溫拉伸試件力學性能

樣品屈服強度抗拉強度斷后伸長率

備注

編號RP0.2/MPaRm/MPaA/%

熱處理前，厚度1.2mm，

12963236

應變速率10-3/s

熱處理前，厚度1.2mm，

22983228.5

應變速率5×10-3/s

熱處理前，厚度1.2mm，

3297326斷在標外

應變速率10-2/s

熱處理前，厚度1.5mm，

42803077.5

應變速率10-3/s

熱處理前，厚度1.5mm，

527830810

應變速率5×10-3/s

熱處理前，厚度1.5mm，

628131110.5

應變速率10-2/s

熱處理前，厚度2mm，

727129710

應變速率10-3/s

熱處理前，厚度2mm，

827629811.5

應變速率5×10-3/s

熱處理前，厚度2mm，

92752948.5

應變速率10-2/s

熱處理后，厚度1.2mm，

1054759515.0

應變速率10-3/s

熱處理后，厚度1.2mm，

1154159615.0

應變速率5×10-3/s

熱處理后，厚度1.2mm，

1255059614.5

應變速率10-2/s

1355060013.0熱處理后，厚度1.5mm，

12

應變速率10-3/s

熱處理后，厚度1.5mm，

1453959116.0

應變速率5×10-3/s

熱處理后，厚度1.5mm，

1554458718.0

應變速率10-2/s

熱處理后，厚度2mm，

1655160414.0

應變速率10-3/s

熱處理后，厚度2mm，

1755260018.0

應變速率5×10-3/s

熱處理后，厚度2mm，

1855459818.5

應變速率10-2/s

由室溫拉伸試驗結果可知，熱處理后的鋁合金板材相比熱處理前，其屈服強

度、抗拉強度和斷后伸長率均有顯著提升，其中相同厚度及應變速率條件下，屈

服強度最高可提升203.32%，抗拉強度最高可提升203.4%，斷后伸長率最高可

提升250%。樣品3由于拉伸試驗時應變速率較快，未獲得有效的斷后伸長率結

果，但熱處理前后試樣斷后伸長率的變化趨勢明顯，故丌影響結論。

二、溫熱成形模具試制試驗

通過采用擬制定的《鋁合金板材溫熱成形技術觃范》觃定的模具結構設計要

求，結合GB/T2851《沖?；瑒陮蚰＜堋?、GB/T2861.1《沖模導向裝置第

1部分：滑勱導向導柱》、GB/T2861.3《沖模導向裝置第3部分：滑勱導向

導套》、GB/T20914.1《沖模氮氣彈簧第1部分：通用觃格》等相關標準，

以及相關的行業(yè)內模具設計及加工觃范，進行鋁合金板材溫熱成形模具設計和試

制，模具加工實物圖如下圖所示。

13

圖4鋁合金板材溫熱成形模具加工實物

完成模具試制后，對模具進行勱靜態(tài)檢查，檢驗模具是否合格，如下表所示。

由表可知，模具的各項檢查內容合格，丏符合標準，需采用該模具進行鋁合金溫

熱成形零件的試制，進行模具加工效果的進一步驗證。

表3模具動靜態(tài)檢查表

序號驗收內容驗收方法及要求是否合格

文字、標識清晰，

1鑄造文字、標識是

無缺失

模具涂色，銘牌按照要求涂色，

2（各工序、頂桿銘牌安裝在正確是

銘牌）位置

模具閉合高度檢按圖紙要求

3是

查±5mm

無鑄造氣孔、砂

4模具外觀是

眼，型面無缺失

壓板槽尺寸、位

5符合圖紙及機床是

置、數量

外觀、安全及通

模具快速定位尺

用項6符合圖紙及機床是

寸、位置

接頭、顏色標識、

電氣接頭型號、

7位置滿足要求，是

電器盒位置

且不超出模具

一般下模活動部

8安全護板位安裝，厚度是

≥2.0mm

尺寸規(guī)格符合要

吊耳、吊棒、起

9求，鋼絲接觸部是

吊孔、鑄造螺栓

R≥20mm

10基準孔坐標在長度方向有兩是

14

個基準孔，打上

XYZ坐標

采用空心、翻轉

11模具存放塊是

式結構

大于15kg的鑲

12鑲塊搬運與起吊塊或拆卸不便的是

鑲塊設置起吊孔

與非活動部件之

活動部件上的

13間用快速接頭連是

電、氣路

接便于拆卸

氣管、電纜的保線路要固定，電

14是

護、固定纜加保護套

平衡塊、鑲塊、

15活動部件的編號定位等與模座對是

應刻鋼印

刻上厚度值、位

16各種墊片是

置編號

導向面Ra0.8，

17導向面粗糙度是

導入圓角光滑

導柱/導套

18導向間隙0.03-0.05mm，導是

板0.05-0.08mm

著色率≥85%，分

19導向研合率是

布均勻

導柱與導板的導導板比導柱先導

20是

向順序入30-50mm

靠背有足夠強

導向21導板靠背度，與導板無間是

隙

整體墊片數量少

22導板墊片于2片，用螺釘是

固定在模具上

導柱、導套都要

23導柱導套固定有螺釘固定防拔是

出

模座、壓料器等

24防呆設計在導向處設置防是

呆

著色率≥90%，均

各種平衡塊、鐓

25勻。墊片做鋼印是

死塊

標記

工作型面

無尖角，角度

26鑲塊拼縫90±20°，間隙＜是

0.05mm

15

著色率≥85%，均

27鑲塊與安裝面勻。螺釘位置著是

色率100%。

無間隙，如有墊

28鑲塊與模座靠背片需要用螺釘鎖是

在模座上

型面無鑄造氣

工作型面表面質

29孔、砂眼，型面是

量

無缺失

圓角和棱線硬鑄件HRC50-55，

30度，工作鑲塊硬鑲塊硬度是

度HRC55以上

拉延筋內的管理

壓邊圈與凹模研

31面90%以上，其是

合率

余面85%，均勻

凸、凹模、壓料≥85%，分布均

32是

芯研合率勻，無硬點

模具打開時是否

33上模不能帶料是

帶料

34剛性彈簧壓縮量最大25%是

定位長度大于彈

35彈簧導正銷是

簧長度的50%

需要熱處理并用

彈性元件36氮氣彈簧墊塊兩個螺釘安裝在是

壓料器上

允許最大行程的

氮氣彈簧壓縮

3790%，氣壓是

量、氣壓

≤1800PSI

滑塊壓力：

38拉延參數200T；氣墊壓是

力：無

滿足圖紙與實際

頂桿位置及頂出

39使用需求，頂出是

高度檢查

拉延類高度無

頂桿墊塊需要熱

40頂桿墊塊處理，用兩個螺是

釘固定

拉延件毛坯大小成品邊緣在拉延

41是

控制筋外5mm-10mm

工件定位可靠，

42工件定位工作在型面上無是

工件投入、取出竄動

向板料縮小方向

43定位器調節(jié)量是

有10mm以上調

16

整量

結構強度好，工

44頂出器作平穩(wěn)，無干涉，是

工件不變形

45工件的取出取出順暢不卡滯是

三、溫熱成形零件試制試驗

模具檢驗合格后，結合擬制定標準及相關觃范內容，采用溫熱成形技術進行

汽車用鋁合金前地板座椅橫梁的試制，零件材料為6000系可熱處理強化鋁合金，

尺寸為1950×670×500mm，厚度為1.5mm。試制完成后，經觀察，零件無

起皺、開裂、大回彈等缺陷，如下圖所示。

圖5鋁合金前地板座椅橫梁試制零件

對試制零件進行尺寸檢測，獲得實物零件不目標模型的檢測點位（實際值不

名義值）在空間直角坐標系下三個軸向方向上的偏差，如下表所示。由表可知，

零件各檢測點實物不模型的偏差值均小于0.05mm，試制零件的尺寸精度滿足

檢測要求，同時驗證了標準內容的合理性和可行性。

表4熱成形零件偏差檢測（單位：mm）

序號檢測點實際值名義值上公差下公差偏差

1X-值_點223.290523.30000.1000-0.1000-0.0095

2Y-值_點269.194569.20000.1500-0.1500-0.0055

3Z-值_點2-28.4932-28.50000.1000-0.10000.0068

4X-