有着轻质特点的金属材料铝合金，在汽车工业里始终起着关键作用，过去全铝车身，那曾引领潮流走向的设计观念，以及现今受市场和行业热烈追捧的钢铝混合车身，这更具备性价比与性能平衡特性的选择，都十足彰显了铝合金于车身轻量化用材当中无可替代的关键意义。
汽车制造商借助使用铝合金，可显著降低车身重量，进而提升燃油经济性，减少排放，还能改善车辆的操控性以及加速性能。通常来讲，6系铝合金（也就是高合金含量的6系合金）因具备优异的综合性能而被广泛运用。它的抗拉强度能够超过350 MPa，然而7系铝合金表现得更为突出，其抗拉强度能达到500 MPa以上，几乎已达到中等强度钢的水准。这一特点，有效地解决了传统汽车常用铝合金强度不足的问题，进而使得铝合金在结构件以及安全件上的应用更为广泛。然而，虽说这类材料具备高强度的优势，可是它们在室温状况下塑性较低，成形之后回弹较大，并给制造工艺带来了不小的挑战。为了解决这些铝合金在生产进程中成形性差以及回弹大的问题，在实际应用当中通常需要采用热冲压成形与热处理工艺技术相结合的方式。当中，高强铝合金热成形加上淬火技术，也就是Hot Forming and Cold-die Quenching，简称为HFQ，因具备低成本、低投入、高回报等好些优点，变成了当前应用最为广泛、最为受到关注的核心技术。这项技术不但能够明显提高铝合金的成形性能，还能够有效控制回弹问题，进而确保零部件的尺寸精度以及结构强度，满足现代汽车工业对于高性能材料的需求。
铝合金热冲压成形材料与工艺技术
根据合金状态以及热处理特性这两个关键要素，我们可以将铝合金精细地划分成不可热处理强化铝合金与可热处理强化铝合金这两类。、不可热处理强化铝合金在实际运用当中，往往借助加工硬化这种途径来提升自身的强度性能 。至于可热处理强化的铝合金，像Al - Cu（2系）、Al - Mg - Si（6系）、Al - Zn - Mg（7系）这些有代表性的铝合金系列，一般会运用时效强化、沉淀强化等有效的办法来提升它们的强度性能。在如今这个技术持续发展的时期，那些高强度且拥有高韧性的铝合金，在经历T6热处理以后，其屈服强度是能够达到500MPa以上的。
对于可进行热处理强化的铝合金来讲，要达成微观组织的精确调控以及性能层面的优化，一般会借助固溶 - 淬火 - 时效这一整套操作流程。其中，固溶处理和淬火这两步的主要目的在于获取空位和溶质原子都处于过饱和状态的固溶体，进而为后续强化相的析出提供适宜载体；而时效处理的实质就是过饱和固溶体的脱溶分解过程，在此过程中会析出与基体共格且具备纳米尺度的强化相 。并且，固溶体过饱和度越发的大，进而脱溶驱动力也就于此相应增大，沉淀析出进程也就益发充分，最终所获取之强化效果便愈发显著。那些具备高强度、高韧性的铝合金于历经T6热处理以后，其屈服强度的确能够达致500MPa以上。
如下方图示呈现的那样，按照固溶、淬火、时效以及热成形相互配合的状况，铝合金热冲压存在着主要的4种不一样的工艺路线。
典型的铝合金热冲压方法
其中，由英国帝国理工学院的林建国等人所开发的，被称作成形 - 淬火（Hot Forming and Cold - die Quenching，简称为HFQ）技术的第三种方法，在诸多相关技术里边受到了最多的关注。HFQ工艺是一种非等温成形过程，它的独特之处在于，冲压成形与淬火这两个重要过程是同步完成的。这一工艺，主要是由材料固溶热处理而成，还有热成型与淬火，以及时效处理等多道工序所构成，从铝合金板料被送进模具起始，一直持续到成型完毕，整个典型周期，大概需要耗费5到10秒钟左右的时长。
其工艺过程如图所示，进行成形操作时，首先要把板材加热到固溶温度，接着在该温度下保温一段时间，以此确保材料内部组织达到相应状态。随后，要迅速将板料移至冷模具内，此冷模具靠水冷等方式维持室温。在极短时间内，就能实现板料的成形、淬火以及保压等系列操作。这样的工艺流程具备诸多优点，它可保障铝合金板材微观组织于淬火时快速转变为过饱和固溶体状态，此状态会使材料硬度降低，从而在冲压成形时减少板材的流动应力，这对提升板材成形性能有益，同时能减轻冲压成形过程中或出现的回弹现象，还可降低所需设备的吨位要求。将经过成形淬火的铝合金零件从模具中取出后，对其开展后续的人工时效处理，如此一来，可显著提升这些成形零件的强度，进而满足各种实际应用针对零件强度的需求。
图3可热处理强化铝合金热冲压成形工艺及组织演变
HFQ技术所采用的乃是热处理可强化铝合金材料，平常存在Al - Cu（2系）、Al - Mg - Si（6系）以及Al - Zn - Mg（7系）这3种，鉴于2系铝合金耐腐蚀性欠佳，一般而言汽车冲压件上主要运用的是6系和7系这2种。
HFQ技术的主要优势
目标是降低成本，达成此目标可通过部件集成的方式，在实际操作过程中，针对模具的成本节约效果显著，针对冲压件的成本节约效果也显著，其节约比例通常能超过百分之二十这样的数值 。
在重量减轻这一方面，可以借助高强铝这种材料达成，高强铝可使整体重量减轻至20%到50%这个区间范围以内；几乎无回弹这一特性表明在加工制造之时，仅通过一次成型的操作，便能极为精准地对尺寸精度予以控制，无需反复调整或修正；保持韧性这一点对产品而言颇为重要，因这有助于提升产品在碰撞情形下的性能表现，使其更具安全性与可靠性；。
部件集成可带来更低产品成本与模具成本，此外还能助力降低成本，这对整个生产制造流程优化有极大益处 。
· 在合金挑选层面拥有极强的灵活性，而且具备可持续性特性，鉴于在此进程里能够运用标准的合金材料，像6系以及7系的合金材料，这些材料存在一个极大的优势即完全能回收利用，这对环保以及资源的循环运用有着积极的意义 。
高强度的特性呀，能借由淬火这一方式来斩获哦。对于铝合金，尤其是 6 系和 7 系的铝合金而言，当实施淬火处理以后呐，它们便会具备相较于之前更高的强度哟，进而得以满足更多针对强度有着较高要求的应用场景的需求呀。
HFQ技术在国内外的发展状况
由英国帝国理工学院的林建国所创立的技术孵化公司 ，名为Impression Technologies Ltd ，该公司致力于从事铝合金热成形技术的推广以及应用 ，其中HFQ是它的注册商标 。在欧洲 ，在中国 ，在北美主要汽车产区 ，汽车轻量化 ，特别是电动汽车方面 ，热成形应用的兴趣正在快速增加 ，这便催生了对于大批量铝热成形 ，也就是HFQ新生产线的需求 。
2016年，瑞典AP&T公司交付了全球首条基于HFQ技术的专用铝合金热成形生产线，这条生产线能够生产出质量更轻的零部件，能够生产出强度更高的零部件，能够生产出形状更复杂的零部件，能够生产出尺寸稳定性更高的零部件，而采购方是Impression Technologies Ltd（ITL）的全资子公司CIPCO。
2019年，Impression Technologies Ltd迎来新动态，同汽车界模具与零部件制造供应方面的佼佼者Telos Global达成了深层次战略合作，一项名为HFQ®的技术即将面向北美市场投入实际应用，促使其能够着手生产具备高强度特性的铝合金白车身、底盘部件，进而适应OEM处于SUV、皮卡以及电动车等诸多领域不断增长的市场需求，这一系列举措意义重大！同年，德国Fischer集团跟Impression Technologies Ltd达成战略合作，会运用HFQ®技术去制造白色车身部件，以此满足快速增长市场（像是电动汽车）的OEM需求。2021年，Fischer集团在德国南部Achern工厂把一条AP&T全自动高强度铝热成型生产线投入商业运营，其AP&T伺服液压机在冲压循环里成型控制精度高，并且更节能、环保。
以外，中国长春那个吉文，把英国Impression Technology公司的HFQ专利引进到国内，并且搭建起大型量产生产线 。
HFQ技术在汽车零
部件上的应用
2014年时，在应用方面，福特汽车把7075铝合金热冲制成形为B柱，其力学性能达到了变形前T6态铝合金板的水平。自2016年起，阿斯顿·马丁、莲花等高端品牌开始使用HFQ技术，该技术被用于多个新的全球电动汽车平台，就像阿斯顿马丁DB11车型的HFQ铝合金A柱那样。
Fischer公司所采用的铝热成型（HFQ）技术的一体式门环，其具备尺寸稳定性良好的特点，有着回弹效应小的特性，拥有强度高这般的优势，并且具备良好延展性，它是高级电动车轿车首个量产应用。FEV与Impression Technology联手所开发的铝热成形（HFQ）电动汽车电池包外壳概念，是利用该技术来最大化储能空间，如此一来可延长续航，或者能够缩小电池安装空间。
当下，车身铝合金热冲压成形被广泛应用于A柱加强板、B柱加强板等方面，国外HFQ量产产品，比如A柱成型深度超过200毫米、拔模角度小等，生产能力充足，后续修边冲孔采用模具冲压，HFQ热成形技术在国内的应用比国外晚，正处于起步推广的阶段，四川成飞集成吉文汽车零部件有限公司一体式门环采取整体式热冲压方案，将多个加强板集合为一体，减轻重量40%，在不同强度位置采用不同解决办法。车身多处使用铝热成形产品，此技术促使回收铝含量得以增加，吉文同多家铝材厂商开展回收铝材实用验证 ，。
此外，凭借 HFQ 技术，吉文将一体式冷却板、CTC 下托盘、上盖等一系列诸多产品延伸出来 。
