质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells,PEMFC）由于具有工作温度低、反应物利用率高、能量转化率高和零污染的特点,在电动汽车、燃料电池站和航空航天等方面有着广泛的应用前景。双极板（Bipolar plate,BP）又称集流板,是PEMFC的重要组件之一,约占燃料电池重量的70%,成本的40%,是电池的核心零件。根据基体材料种类的不同可将双极板分为石墨双极板、复合材料双极板和金属双极板,其中金属双极板的优点在于:导电、导热性好,易于加工,比强度高,同时金属材料作为无孔结构材料,极薄的工件便可达到双极板的使用标准,可满足燃料电池向便携化、轻量化和高效化发展的要求。本文主要针对质子交换膜燃料电池钛金属双极板微流道的塑性冲压成形工艺进行研究,旨在制备具有高流道深度以及高流道深宽比的细密化流道,研究对象为厚度0.1mm、型号为TA1的超薄纯钛板材。纯钛板材因耐腐蚀性好、密度低和比强度高等特点,被认为是质子交换膜燃料电池双极板的理想材料。但纯钛板材具有各向异性,导致其塑性成形性能在理论上相比双极板常用的不锈钢材料较差,目前对于双极板研究主要集中于传统的不锈钢材料,针对纯钛板材的研究极少。为研究0.1mm超薄纯钛板材微流道的成形性能,本文首先采用单向拉伸试验以及电子背散射衍射（EBSD）的方法对TA1纯钛薄板进行测试。通过对不同取向板材的单向拉伸试验,测得纯钛薄板沿不同取向的力学性能参数,得出超薄钛板的应变速率敏感系数,并通过高温拉伸试验分析了温度变化对于纯钛板材力学性能的影响,为后文超薄钛微流道冲压成形有限元仿真模型中材料本构模型的建立提供依据。利用EBSD对纯钛薄板进行微观表征,研究了钛板的织构组成与分布,揭示了其晶粒、晶界的分布规律及特点。其次,利用Abaqus有限元仿真软件模拟超薄钛板的微流道冲压成形过程,得出流道在成形过程中的等效塑性应变、应力的极值和分布情况,研究了超薄钛微流道的受力特点及变形规律,探索出流道在成形过程中的极限深度以及危险区域,为超薄钛双极板微流道的冲压成形试验以及工艺优化提供理论基础。最后,进行了TA1超薄钛双极板微流道冲压成形的试验研究,通过对钛板沿不同取向的成形试验,探究了TA1板材的各向异性对微流道成形结构及效果的影响,并通过高温成形试验,研究了温度变化对于微流道成形效果的影响规律,对新一代燃料电池纯钛双极板微流道的低成本、高效塑性成形技术提供指导意义。