冷擠壓成形技術

冷擠壓是精密塑性體積成形技術中的一個重要組成部分。冷擠壓是指在冷態下將金屬毛坯放入模具模腔內，在強大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學性能的擠壓件。顯然，冷擠壓加工是靠模具來控制金屬流動，靠金屬體積的大量轉移來成形零件的。 

冷擠壓技術是一種高精、高效、優質低耗的先進生產工藝技術，較多應用于中小型鍛件規?；a中。與熱鍛、溫鍛工藝相比，可以節材30%～50%，節能40%～80%而且能夠提高鍛件質量，改善作業環境。 

目前，冷擠壓技術已在緊固件、機械、儀表、電器、輕工、宇航、船舶、軍工等工業部門中得到較為廣泛的應用，已成為金屬塑性體積成形技術中不可缺少的重要加工手段之一。二戰后，冷擠壓技術在國外工業發達國家的汽車、摩托車、家用電器等行業得到了廣泛的發展應用，而新型擠壓材料、模具新鋼種和大噸位壓力機的出現便拓展了其發展空間。日本80年代自稱，其轎車生產中以鍛造工藝方法生產的零件，有30%～40%是采用冷擠壓工藝生產的。隨著科技的進步和汽車、摩托車、家用電器等行業對產品技術要求的不斷提高，冷擠壓生產工藝技術己逐漸成為中小鍛件精化生產的發展方向。與其他加工工藝相比冷擠壓有如下優點： 

1）節約原材料。冷擠壓是利用金屬的塑性變形來制成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料利用率。冷擠壓的材料利用率一般可達到80%以上。 

2）提高勞動生產率。用冷擠壓工藝代替切削加工制造零件，能使生產率提高幾倍、幾十倍、甚至上百倍。 

3）制件可以獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可達IT7～IT8級，表面粗糙度可達R0.2～R0.6。因此，用冷擠壓加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進行精磨。 

4）提高零件的力學性能。冷擠壓后金屬的冷加工硬化，以及在零件內部形成合理的纖維流線分布，使零件的強度遠高于原材料的強度。此外，合理的冷擠壓工藝可使零件表面形成壓應力而提高疲勞強度。因此，某些原需熱處理強化的零件用冷擠壓工藝后可省去熱處理工藝，有些零件原需要用強度高的鋼材制造，用冷擠壓工藝后就可用強度較低的鋼材替用。 

5）可加工形狀復雜的，難以切削加工的零件。如異形截面、復雜內腔、內齒及表面看不見的內槽等。 

6）降低零件成本。由于冷擠壓工藝具有節約原材料、提高生產率、減少零件的切削加工量、可用較差的材料代用優質材料等優點，從而使零件成本大大降低。 

冷擠壓技術在應用中存在的難點主要有： 

1）對模具要求高。冷擠壓時毛坯在模具中受三向壓應力而使變形抗力顯著增大，這使得模具所受的應力遠比一般沖壓模大，冷擠壓鋼材時，模具所受的應力常達2000MPa～2500MPa。例如制造一個直徑38mm,壁厚5.6mm，高100mm的低碳鋼杯形件為例，采用拉延方法加工時，Z大變形力僅為17t，而采用冷擠壓方法加工時，則需變形力132t，這時作用在冷擠壓凸模上的單位壓力達2300MPa以上。模具除需要具有高強度外，還需有足夠的沖擊韌性和耐磨性。此外，金屬毛坯在模具中強烈的塑性變形，會使模具溫度升高至250℃～300℃左右，因而，模具材料需要一定的回火穩定性。由于上述情況，冷擠壓模具的壽命遠低于沖壓模。 

2）需要大噸位的壓力機。由于冷擠壓時毛坯的變形抗力大，需用數百噸甚至幾千噸的壓力機。 

3）由于冷擠壓的模具成本高，一般只適用于大批量生產的零件。它適宜的Z小批量是5～10萬件。 

4）毛坯在擠壓前需進行表面處理。這不但增加了工序，需占用較大的生產面積，而且難以實現生產自動化。 

5）不宜用于高強度材料加工。 

6）冷擠壓零件的塑性、沖擊韌性變差，而且零件的殘余應力大，這會引起零件變形和耐腐蝕性的降低（產生應力腐蝕）