冷挤压和冷锻简介.pdfVIP

冷镦、冷挤压基础知识介绍 发布日期：2007-03-16 浏览次数：54 冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。冷挤压是指在冷态下将金属毛 坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获 得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。显然，冷挤压加工是靠模具来控制金 属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。 冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻 件规模化生产中。与热锻、温锻工艺相比，可以节材 30%～50%，节能40%～80%而且能 够提高锻件质量，改善作业环境。 目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业 部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之 一。二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广 泛的发展应用，而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空 间。日本 80 年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有 30%～40%是采用 冷挤压工艺生产的。随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的 不断提高，冷挤压生产工艺技术己逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。与其他加工工 艺相比冷挤压有如下优点： 1）节约原材料。冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件，因而能大量 减少切削加工，提高材料利用率。冷挤压的材料利用率一般可达到 80%以上。 2 ）提高劳动生产率。用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产率提高几倍、 几十倍、甚至上百倍。 3 ）制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可达IT7～IT8 级，表面 粗糙度可达R0.2～R0.6 。因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特 别高之处进行精磨。 4 ）提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的 纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。此外，合理的冷挤压工艺可使零件表 面形成压应力而提高疲劳强度。因此，某些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省去 热处理工艺，有些零件原需要用强度高的钢材制造，用冷挤压工艺后就可用强度较低的钢 材替用。 5 ）可加工形状复杂的，难以切削加工的零件。如异形截面、复杂内腔、内齿及表面 看不见的内槽等。 6 ）降低零件成本。由于冷挤压工艺具有节约原材料、提高生产率、减少零件的切削 加工量、可用较差的材料代用优质材料等优点，从而使零件成本大大降低。 冷挤压技术在应用中存在的难点主要有： 1）对模具要求高。冷挤压时毛坯在模具中受三向压应力而使变形抗力显著增大，这 使得模具所受的应力远比一般冲压模大，冷挤压钢材时，模具所受的应力常达 2000MPa～ 2500MPa 。例如制造一个直径38mm,壁厚 5.6mm，高 100mm的低碳钢杯形件为例，采用拉 延方法加工时，最大变形力仅为 17t，而采用冷挤压方法加工时，则需变形力 132t，这时 作用在冷挤压凸模上的单位压力达 2300MPa 以上。模具除需要具有高强度外，还需有足够 的冲击韧性和耐磨性。此外，金属毛坯在模具中强烈的塑性变形，会使模具温度升高至 250 ℃～300℃左右，因而，模具材料需要一定的回火稳定性。由于上述情况，冷挤压模具 的寿命远低于冲压模。 2 ）需要大吨位的压力机。由于冷挤压时毛坯的变形抗力大，需用数百吨甚至几千吨 的压力机。 3 ）由于冷挤压的模具成本高，一般只适用于大批量生产的零件。它适宜的最小批量 是 5～10 万件。 4 ）毛坯在挤压前需进行表面处理。这不但增加了工序，需占用较大的生产面积，而 且难以实现生产自动化。 5 ）不宜用于高强度材料加工。 6 ）冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，这会引起零件变形 和耐腐蚀性的降低（产生应力腐蚀） 国内外冷挤压技术发展过程 现代冷挤压技术是从 18 世纪末开始的，法国人在法国革命时代把铅从小孔中挤出制 成枪弹，开始了冷挤压。1830 年在法国已经有人开始利用机械压力机，采用反挤压方法制 造铅管和锡管。1906 年美国为了制造黄铜的西服纽扣，已经有人取得了正挤压空心杯形坯 料的专利权。1909 年美国人获得专利的Hooker法——正向冲挤法，金属流动方向与冲挤方 向