随着科技的发展和社会的进步，货运行业的运输需求日益壮大。与此同时，在习主席倡导“蓝天保卫战”公转铁的运输大背景下，铁路物流的热度达到了前所未有的高度，尤其是依靠铁路物流在运输粉、液、气等方面的天然优势，在易燃易爆等危险化工品的运输过程中成为首要选择。目前，在我国铁路的提速和重载的需求情况下，铁路罐车的设计和制造要求也相应的进一步提高。封头作为铁路罐车的重要承力部件，它的力学性能会对行车安全产生直接的影响。然而，由于封头的尺寸大，材料厚，加工制造技术难度大，使得封头的成形质量成为决定铁路罐车产品质量高低的重要因素之一。

现阶段，封头的成形方法主要分为冲压成形、旋压成形和爆炸成形等方法。基于此，本文主要对国内外有关封头成形技术的研究现状与发展进行探讨，并对各种成形方法的适用情况进行对比分析。

1 冲压成形

封头的成形主要分为热压成形和冷压成形。热压成形是在高温的条件下进行冲压成形，所获得的封头塑性好，易于成形。但同时受到温度场、应力、应变场的综合作用，封头的形状和尺寸精度难以控制，而且在封头的表面容易形成氧化层，使得封头的壁厚变化不均匀。冷压成形是在常温下冲压成形，由于加工硬化的作用，封头的强度、硬度均得到了一定的提高，对称部位的应力、应变都相同，尺寸的稳定性相对较好。但其在生产过程中，容易产生鼓包、起皱等现象。

1.1 热压成形

郭晓春等[1]对16MnR+SAF2507复合板材进行热压封头研究。通过研究表明，其具体的加热温度要控制在1 080 ℃左右，保温时间为18 min，压制成型的最终温度不能低于960 ℃，成形后要进行快速冷却。最后利用样板对封头尺寸进行检验，其最大间隙为87.9 mm，但复合板的结合状态、力学性能以及晶间腐蚀均能达到要求。

刘帆[2]对16MnR/N复合板材封头的热压成形工艺进行了研究。利用ASTM G28-A法对不同热压温度下的封头进行试验，通过研究表明，热压温度控制在700 ℃以下并保温30 min时，金相图中没有明显的沉淀物产生，没有产生晶间腐蚀现象，可以获得性能较好的16MnR/N复合封头。

崔军等[3]对锆制封头的成形方法进行研究。通过高温拉伸试验、晶粒控制等一系列研究最后确定出锆制封头的热压成形工艺参数：加热温度为730～750 ℃，成形温度控制在550 ℃以上，保温时间不超过10 min，模具预热温度控制在150 ℃以上。

高焕丽等[4]对钢热压封头的性能展开研究，研究发现热压成形后的封头产生带状组织缺陷，严重降低了其力学性能。因此适宜的热处理工艺非常重要，采用920～940 ℃正火，正火后强冷保证5 ℃/min以上，回火温度690～720 ℃保温时间根据厚度调整，回火后进行空冷。

梁方杰[5]对1Cr18Ni9Ti不锈钢椭圆封头热压制裂纹进行了分析研究，结果表明，温度的提高会使δ铁素体的体量增多，这会破坏奥氏体的连续性，导致塑性减低，热压制时δ铁素体被拉断，导致封头出现热裂纹。

邓晓婷等[6]利用X射线、有损全释放2种方法对热冲压球形封头的残余应力进行了测试分析，研究发现，封头外壁的残余应力从底部开始增大，在过渡区转折，进入直边段后迅速增大到最大值。

邵将等[7]利用大量的热冲压封头为对象，针对热冲压后封头的减薄率进行了分析研究，通过不断修正和分析最后得出了减薄率的计算公式为：η=12%×(H+δmin) / (SR+δmin/2)。

上述研究结果表明，对于塑性较差、冷作硬化现象严重的材料而言，在进行封头的压制过程中，为防止低应力脆断现象的发生应尽可能地选用热压成形。但在热压成形的工艺方法下所获得的封头外形尺寸不够稳定，而且容易产生组织缺陷，从而降低封头的力学性能。与此同时，加热不均匀导致的热应力过大，也会使封头产生热裂纹。基于上述情况，热压成形后必须配以相应的热处理工艺来消除缺陷，以提高封头的力学性能，但必须保证均匀加热，防止过大的热应力产生。

1.2 冷压成形

陈志英等[8]利用DEFORM-3D对薄板圆筒形封头的冷压成形工艺进行模拟研究，通过模拟分析发现，采用锥形凹模(凹模角度为30°)能够解决封头法兰起皱问题，有效降低了废品率，减少了材料的浪费。

朱里红等[9]利用正交实验和Dynaform软件对大型薄壁封头的拉延筋类型和参数进行优化分析，最后结合试验验证优化出最佳的拉延筋类型为拉延槛，位置在距离凹模内壁120 mm处，高度为30 mm。

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