模具设计与制造——第9章 冷锻工艺概述及其基本工序
冷锻工艺概述及其基本工序(PPT76张)
冷态实际上是指再结晶温度以下的温度状态，因此冷锻指
的是在金属再结晶温度以下进行的各种体积成形。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第一节 冷锻的定义
冷锻包括镦锻、模锻、挤压（正挤压、反挤压、复合 挤压）、压印等工艺，其中挤压工艺的发展最为迅速。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
一、镦锻（续） （一）镦粗（整体镦锻）（续）
镦粗常见的缺陷及其预防 轴向弯扭
原因：高径比过大、坯料本身有弯曲、端面不平、冲头或凹模端面倾斜 措施：分两次进行镦粗，先用内锥形上模预镦，再成形镦
表面折叠 表面裂纹
原因：外侧金属受切向拉应力、材料本身表面有伤痕或纤维组织粗大 措施：选用塑性好的材料、采用锥形模或半封闭模镦粗、改善端面润滑
冷轧、冷拉、冷拔也属于冷体积变形范畴，这类塑性 变形工艺主要用于金属板、线、管、棒等坯料的一次塑性 加工，一般较少用于单个零件成形的二次塑性加工。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第二节 冷锻的特点
冷锻与热锻、粉末冶金、铸造及切削加工相比： 工件精度高，强度性能更好； 节省原材料，且没有因加热而污染环境； 生产效率高，易实现自动化； 加工的综合成本低。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（三）冷挤压件的常见缺陷（续） ３．缩孔 定义：变形过程中变形体一些部位上产生较大的空洞或凹 坑的一种缺陷。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（三）冷挤压件的常见缺陷（续） ４．裂纹 挤压裂纹分表面裂纹和内部裂纹。 ５．附加应力与残余应力的影响 挤压中的附加应力也会引起裂纹。
冷镦锻工艺与模具设计
以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明。
..冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移,从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦锻工艺的特点：1．冷镦然是在常温条件进行的.冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善.2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。
它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。
一般材料利用率都在85％以上，最高可达99％以上.3．可提高生产效率.金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率.4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。
二、冷镦锻工艺对原材料的要求1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准.2．原材料必须进行球化退火处理,其材料金相组织为球状珠光体4—6级。
3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向,提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性.一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62—88）。
4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。
5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色,同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。
6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1。
5％（具体情况随各制造厂家的要求而定）。
7．为了保证冷成形时的切断质量,要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。
8．冷拔料应进行冷顶锻试验,同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加.三、紧固件加工工艺简述紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件;另一类是非螺纹类紧固件或联接件。
这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。
1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的.材料改制工艺流程一般为：酸洗→拉丝→退火→磷化皂化→拉丝→(球化磷化）螺纹类紧固件冷加工艺流程订要有以下几种情况：8。
冷镦工艺与模具设计
冷镦加工与冷镦变形力有着密切的关系。冷镦变形力是确定工艺参数、 模具设计、设备设计和选择设备的重要依据。在正常生产中，一般不需经 常进行变形力的计算，但对于非标零件与几何形状复杂零件加工时，为便 于合理地选用设备、设计工艺和模具等，必要时需要进行变形力计算，所 以必须掌握变形力的计算方法。
形过程中,随着变形的增大,由于冷作硬化
变形抗力 (N/mm2)
作用使金属的硬度和强度随之增大， 变形抗力也大大增加，而塑性却有所降 低，这将给后道工序带来变形的困难。
电工纯铁
金属材料冷作硬化后实际变形抗力如
图1.1-1所示,材料的含碳量越高，其变
形抗力越大。所以，在冷加工过程中需
适当增加中间热处理工序，以消除冷作硬 化和内应力。
4.冷镦变形力计算方法 F=KσT A 式种： F — 冷镦变形力 (MPa)
K — 镦锻头部的形状系数, 一般螺钉、螺栓取 2～2.4 σT — 考虑到冷作硬化后的变形抗力
σT = σbIn (A/A0) (MPa) σb — 金属材料的强度极限 (MPa)
A — 镦锻后头部的最大投影面积 (mm2) A0 —镦锻前坯的断面积 (mm2)
冷镦工艺与模具设计
一、冷镦变形工艺一些基本概念
1. 金属变形的基本概念
a. 金属的结构 一切金属的组织是由许多小晶体组成的，这些小晶体称为“晶粒” 。 常用冷镦材料的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方 晶格 。
b. 金属变形的基本概念 金属材料在外力作用下，所引起尺寸和形状的变化称为“变形”。
表面润滑要求
冷镦材料的改制过程
材料热处理—低温去应力退火、完全退火、球化退火（对于C>0.25% 中碳钢，为了满足冷变形工艺要求，常需要进行球化退火。）、固溶 处理（对于冷镦用的1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢，需采用固溶处理方 法，实现钢材软化。）
模具设计与制造-第9章冷锻工艺概述及其基本工序
提高冷锻工艺质量的措施
选用优质材料
选用质量稳定、性能优良的材 料进行冷锻。
控制模具精度
提高模具的制造精度，确保冷 锻件的尺寸和形状符合要求。
控制加工参数
合理选择和调整加工参数，如 压力、温度、时间等，以保证 冷锻件的质量。
加强质量检测
对冷锻件进行严格的质量检测 ，及时发现和解决质量问题。
模具设计与制造-第9章 冷 锻工艺概述及其基本工序
Байду номын сангаас
• 冷锻工艺概述 • 冷锻工艺的基本工序 • 冷锻工艺的设备与工具 • 冷锻工艺的质量控制 • 冷锻工艺的发展趋势与展望
01
冷锻工艺概述
冷锻工艺的定义
冷锻工艺是一种金属塑性加工技术， 它是在室温下利用模具对金属坯料施 加压力，使其发生塑性变形，从而获 得所需形状和尺寸的零件。
表面处理
表面处理是冷锻工艺中的一道 重要工序，其目的是提高产品 的表面质量和耐腐蚀性能。
表面处理的方法包括喷丸、抛 光、电镀和涂装等，选择何种 方法应根据产品的表面质量和 用途而定。
表面处理的注意事项包括确保 表面处理的质量、防止表面损 伤和保持产品美观等。
03
冷锻工艺的设备与工具
冷锻设备的分类与选择
与热锻工艺相比，冷锻工艺不需要将 金属坯料加热至高温状态，而是在室 温下进行加工，因此得名。
冷锻工艺的特点
加工精度高
表面质量好
由于冷锻工艺是在室温下进行加工，金属 坯料的塑性变形抗力较小，容易实现大变 形量，因此可以获得较高的加工精度。
冷锻工艺可以减少金属坯料的表面粗糙度 ，提高表面质量。
材料利用率高
01
冷锻工艺概述及其基本工序
冷锻工艺概述及其基本工序冷锻工艺是一种金属加工工艺，用于在常温下加工金属材料。
相比于热锻工艺，冷锻工艺有许多独特的特点和优势。
冷锻工艺的基本工序包括模具设计、材料准备、预热、锻造、冷却和后处理等环节。
首先，模具设计是冷锻工艺的关键步骤之一。
优秀的模具设计能够确保产品的精度和质量。
模具主要分为顶模和底模，根据锻造对象的形状和尺寸来设计。
模具的材料通常选择较高的硬度和韧性，以确保工作寿命和稳定性。
其次，材料准备是冷锻工艺的准备阶段。
材料的选择至关重要，通常使用高强度合金钢、不锈钢、铝合金等金属材料。
材料的准备包括材料剪切、材料加热和材料的加工等步骤，以确保材料具备适合冷锻工艺的特性。
在进入锻造阶段之前，材料需要进行预热。
预热是为了减少材料的冷脆性和提高可锻性。
预热温度根据不同的材料来确定，通常在300℃至500℃之间。
预热的时间也很重要，通常需要根据不同材料和尺寸来确定。
接下来是锻造阶段，是冷锻工艺的核心步骤。
锻造是通过施加巨大的压力来改变材料的形状和尺寸。
锻造分为多种方式，包括扁锻、拉拔、压力焊接等。
在锻造过程中，根据产品的形状和要求，模具将材料变形成所需的形状和尺寸。
完成锻造后，材料需要冷却处理。
冷却可以提高材料的硬度和强度，并确保材料具有良好的结构和性能。
冷却通常采用水淬或空气冷却等方法。
最后，进行后处理是为了提高产品的表面质量和性能。
后处理包括切割、修整、清洗、抛光和热处理等步骤，以确保产品的质量和要求。
总之，冷锻工艺是一种常温下加工金属材料的工艺，具有诸多优点。
通过模具设计、材料准备、预热、锻造、冷却和后处理等基本工序，冷锻工艺能够生产出高质量的产品，广泛应用于各种行业中。
冷锻工艺的特点和优势使其在金属加工领域中得到广泛应用。
相比于热锻工艺，冷锻工艺具有以下几个优势：首先，冷锻工艺可以提高材料的强度和硬度。
在常温下进行锻造，可以充分利用材料的冷切变形和冷加工硬化效应，从而使材料的晶粒细化，晶界扩散困难。
冷挤压和冷锻简介介绍
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。
冷镦锻工艺与模具设计
以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明。
..冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移,从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦锻工艺的特点：1．冷镦然是在常温条件进行的.冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善.2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。
它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。
一般材料利用率都在85％以上，最高可达99％以上.3．可提高生产效率.金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率.4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。
二、冷镦锻工艺对原材料的要求1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准.2．原材料必须进行球化退火处理,其材料金相组织为球状珠光体4—6级。
3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向,提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性.一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62—88）。
4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。
5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色,同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。
6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1。
5％（具体情况随各制造厂家的要求而定）。
7．为了保证冷成形时的切断质量,要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。
8．冷拔料应进行冷顶锻试验,同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加.三、紧固件加工工艺简述紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件;另一类是非螺纹类紧固件或联接件。
这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。
1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的.材料改制工艺流程一般为：酸洗→拉丝→退火→磷化皂化→拉丝→(球化磷化）螺纹类紧固件冷加工艺流程订要有以下几种情况：8。
冷镦锻工艺与模具设计
以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明...冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦锻工艺的特点：1．冷镦然是在常温条件进行的。
冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。
2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。
它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。
一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。
3．可提高生产效率。
金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。
4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。
二、冷镦锻工艺对原材料的要求1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准。
2．原材料必须进行球化退火处理，其材料金相组织为球状珠光体4-6级。
3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向，提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性。
一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62-88）。
4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。
5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色，同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。
6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1.5%(具体情况随各制造厂家的要求而定）。
7．为了保证冷成形时的切断质量，要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。
8．冷拔料应进行冷顶锻试验，同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加。
三、紧固件加工工艺简述紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件；另一类是非螺纹类紧固件或联接件。
这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。
1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的。
模锻工艺的工序
模锻工艺的工序
模锻工艺主要包括以下几个工序：
1.模具设计与制造：根据产品的形状和尺寸要求，设计并制造适合的模具。
模具通常由模具座、压头、温度控制装置等组成。
2.模具预热：对制造好的模具进行预热处理，以提高模具硬度和耐磨性，同时减少冷却时间。
3.材料预热：将金属材料加热至适当温度，以增加其可塑性，为后续的模锻工序做好准备。
4.装入模具：将预热后的金属材料放置在模具的一侧，待好的装配好后，将其放置在模锻机的操作位置。
5.锻压：启动模锻机，施加压力将模具上下移动，使金属材料在模具的压力下发生塑性变形，从而达到所需的形状和尺寸。
6.冷却：模锻后的工件往往会产生高温，需要进行冷却以使工件达到所需的硬度和耐磨性。
7.去毛刺处理：去除模锻后工件上的毛刺，以提高表面的光洁度和质量。
8.检验与修整：对模锻后的工件进行检验，检查其尺寸、形状和表面质量是否符合要求。
如有不合格的地方，则进行修整处理。
9.清洗与防锈：对经过检验和修整的工件进行清洗，清除表面的污垢和残留物，并进行防锈处理，以保护工件的质量和使用寿命。
10.包装与出货：将经过清洗和防锈处理的工件进行包装，并安排出货。
冷镦工艺讲解ppt课件
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磷在钢中使变形抗力提高，塑性降低。含磷高于0.1%～0.2%的钢具 有冷脆性。一般钢的含磷量控制在百分之零点零几。
其他如低熔点杂质在金属基体的分布状态对塑性有很大影响。 总之，钢中的化பைடு நூலகம்成分愈复杂，含量愈多，则对钢的抗力及塑性的影
9
10
主应力由拉应力引起的为正号，主应力由压应力引起的为负号。 在金属压力加工中，最常遇到的是同号及异号的三向主应力图。在异
号三向主应力图中，又以具有两个压应力和一个拉应力的主应力图为 最普遍。 同号的三向压应力图中，各方向的压应力均相等时（б1=б2=б3），并 且，金属内部没有疏松及其它缺陷的条件下，理论上是不可产生塑性 变形的，只有弹性变形产生。 不等的三向压应力图包括的变形工艺有：体积模锻、镦粗、闭式冲孔、 正反挤压、板材及型材轧制等。 在生产实际中很少迂到三向拉伸应力图，仅在拉伸试验中，当产生缩 颈时，在缩颈处的应力线，是三向拉伸的主应力图，如图36-2所示
模具结构形状确定的设计最主要的依据。 1.2.3 变形中影响金属流动的主要因素 a 摩擦的影响 在变形中模具和坯件间的接触面上不可避免的有摩擦力存在，由于摩
擦力的作用，改变了金属流动的特征。如图36-5所示，在平板间镦粗 矩形坏料时，由于摩擦力的作用，使各向阻力不同，变形中，断面不 能继续保持矩形。按最小阻力定律，它会逐渐趋于圆形。若无摩擦力 作用，则坯件处于理想的均匀变形状态，变形前后在几何形状上仍然 相似。
11
在镦粗时，由于摩擦的作用，也呈现出三向压应力图，如图36-3所示。 总之，受力金属的应力状态中，压应力有利于塑性的增加，拉应力将
冷镦锻工艺与模具设计
以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明...冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦锻工艺的特点：1．冷镦然是在常温条件进行的。
冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。
2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。
它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。
一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。
3．可提高生产效率。
金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。
4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。
二、冷镦锻工艺对原材料的要求1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准。
2．原材料必须进行球化退火处理，其材料金相组织为球状珠光体4-6级。
3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向，提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性。
一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62-88）。
4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。
5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色，同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。
6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1.5%(具体情况随各制造厂家的要求而定）。
7．为了保证冷成形时的切断质量，要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。
8．冷拔料应进行冷顶锻试验，同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加。
三、紧固件加工工艺简述紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件；另一类是非螺纹类紧固件或联接件。
这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。
1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的。
冷镦锻工艺简介
冷镦锻工艺简介一、冷镦锻工艺简介冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦锻工艺的特点：1．冷镦然是在常温条件进行的。
冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。
2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。
它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。
一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。
3．可提高生产效率。
金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。
4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。
二、冷镦锻工艺对原材料的要求1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准。
2．原材料必须进行球化退火处理，其材料金相组织为球状珠光体4-6级。
3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向，提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性。
一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62-88）。
4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。
5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色，同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。
6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的1-1.5%(具体情况随各制造厂家的要求而定）。
7．为了保证冷成形时的切断质量，要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。
8．冷拔料应进行冷顶锻试验，同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加。
三、紧固件加工工艺简述紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件；另一类是非螺纹类紧固件或联接件。
这里仅针对螺纹类紧固件进行简述。
1. 螺纹类紧固件加工流程一般都是由剪断、冷镦、或者冷挤压、切削、螺纹加工、热处理、表面处理等生产工序组成的。
冷镦锻工艺与模具设计
冷镦锻工艺与模具设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明...冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力加工工艺。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦锻工艺的特点：1．冷镦然是在常温条件进行的。
冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。
2．冷镦锻工艺可以提高材料利率。
它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或者无切削加工。
一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。
3．可提高生产效率。
金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。
4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。
二、冷镦锻工艺对原材料的要求1．原材料的化学成份及机械性能应符合相关标准。
2．原材料必须进行球化退火处理，其材料金相组织为球状珠光体4-6级。
3．原材料的硬度，为了尽可能减少材料的开裂倾向，提高模具使用寿命还要求冷拔料有尽可能低的硬度，以提高塑性。
一般要求原材料的硬度在HB110~170（HRB62-88）。
4．冷拔料的尽寸精度一般应根据产品的具体要求及工艺情况而定，一般来说，对于缩径和强缩尺寸精度要求低一些。
5．冷拔料的表面质量要求有润滑薄膜呈无光泽的暗色，同时表面不得有划痕、折叠、裂纹、拉毛、锈蚀、氧化皮及凹坑麻点等缺陷。
6．要求冷拔料半径方向脱碳层总厚度不超过原材料直径的%(具体情况随各制造厂家的要求而定）。
7．为了保证冷成形时的切断质量，要求冷拔料具有表面较硬，而心部较软的状态。
8．冷拔料应进行冷顶锻试验，同时要求材料对冷作硬化的敏感性越低越好，以减少变形过程中，由于冷作硬化使变形抗力增加。
三、紧固件加工工艺简述紧固件主要分两大粪：一类是螺纹类紧固件；另一类是非螺纹类紧固件或联接件。
冷锻（Coldforging）成形工艺资料介绍~
冷锻（Coldforging）成形工艺资料介绍~冷锻（Cold forging）成形工艺资料介绍~冷锻是冷模锻、冷挤压、冷镦等塑性加工的统称。
是对物料再结晶温度以下的成形加工，是在回复温度以下进行的锻造。
生产中习惯把不加热毛坯进行的锻造称为冷锻。
冷锻材料大都是室温下变形抗力较小、塑性较好的铝及部分合金、铜及部分合金、低碳钢、中碳钢、低合金结构钢。
冷锻件表面质量好，尺寸精度高，能代替一些切削加工。
冷锻能使金属强化，提高零件的强度。
HATEBUR冷锻视频，细节尽现！冷锻的定义冷锻又叫做冷体积成形，是一种制造工艺也是一种加工方法。
与冷冲压加工工艺基本一样。
冷锻工艺也是有材料、模具、设备三要素构成。
只是冲压加工中的材料主要是板材，而冷锻加工中的材料主要为圆盘或线材。
日本（JIS）叫冷间锻造（简称冷锻）中国（GB）叫冷镦，一些螺丝厂也喜欢称为打头。
冷锻是指金属的再结晶温度以下进行的各种体积成形。
从金属学的理论可知，各种金属材料的可再结晶温度有所不同；T再=（0.3-0.5）T熔。
（注：JIS，日本工业标准的简称，由日本工业标准调查会组织制定和审议）日本冷锻工艺赏析，建议wifi下观看！可知：铁金属和非金属的最低再结晶温度。
即使在室温或者常温的条件下铅、锡的成形加工都不能称作冷锻，而是热锻了。
但是铁、铜、铝在常温下成形加工就可以称为冷锻。
冷锻零件的形状越来越趋于复杂，由最初的阶梯轴、螺钉、螺钉、螺母和导管等，发展到形状复杂的零件。
花键轴的典型工艺为：正挤压杆部——镦粗中间头部分——挤压花键；花键套的主要工艺为：反挤压杯形件——冲底制成环形件——正挤压轴套。
圆柱齿轮的冷挤压技术也成功用于生产。
除黑色金属外，铜合金、镁合金和铝合金材料的冷挤压应用也越来越广泛。
轴类锻件自动化冷锻生产线，建议wifi 下观看~（视频来源于中国锻压网）工艺介绍——冷锻冷精锻是一种（近）净形成形工艺。
采用该方法成形的零件强度和精度高，表面质量好。
冷镦技术知识和工艺分析
Lk Lo 100 % （公式36-1） Lo Fo Fk 100 % （公式36-2） Fo
式中： L0、Lk——拉伸试样原始标距、破坏后标距的长度。 F0、Fk——拉伸试样原始、破断处的截面积。
(2)镦粗试验 又称压扁试验 它是将试样制成高度Ho为试样原始直径Do的1.5倍的圆柱形，然后在 压力机上进行压扁，直到试样表面出现第1条肉眼可观察到的裂纹为 止，这时的压缩程度εc为塑性指标。其数值按下式可计算出：
由于工模具形状不同，所施加给坯件的作用力，以及模具与坯件接触 的摩擦力也不一样，引致金属在各方向流动阻力的差异，从而金属在 各方向流动体积的分配也有所差异。
c．金属本身性质不均的影响 金属本身的性质不均，反映出金属成份的不均、组织不均、以及在变 形中内部温度的不均等。这些性质的不均匀性，在金属内部出现互相 平衡的附加应力，由于内力的存在，使金属在各自流动的阻力有所差 异，变形首先发生在阻力最小的部分。
主应力由拉应力引起的为正号，主应力由压应力引起的为负号。 在金属压力加工中，最常遇到的是同号及异号的三向主应力图。在异 号三向主应力图中，又以具有两个压应力和一个拉应力的主应力图为 最普遍。 同号的三向压应力图中，各方向的压应力均相等时（б1=б2=б3），并 且，金属内部没有疏松及其它缺陷的条件下，理论上是不可产生塑性 变形的，只有弹性变形产生。 不等的三向压应力图包括的变形工艺有：体积模锻、镦粗、闭式冲孔、 正反挤压、板材及型材轧制等。 在生产实际中很少迂到三向拉伸应力图，仅在拉伸试验中，当产生缩 颈时，在缩颈处的应力线，是三向拉伸的主应力图，如图36-2所示
在变形中模具和坯件间的接触面上不可避免的有摩擦力存在，由于摩 擦力的作用，改变了金属流动的特征。如图36-5所示，在平板间镦粗 矩形坏料时，由于摩擦力的作用，使各向阻力不同，变形中，断面不 能继续保持矩形。按最小阻力定律，它会逐渐趋于圆形。若无摩擦力 作用，则坯件处于理想的均匀变形状态，变形前后在几何形状上仍然 相似。
冷锻工艺与模具
冷锻工艺与模具一、冷锻工艺的介绍冷锻工艺是一种通过在常温下对金属进行塑性变形的加工方法。
相比于热锻工艺，冷锻工艺具有更高的精度和更好的表面质量。
冷锻工艺适用于各种金属材料，如钢、铁、铝等。
在冷锻过程中，金属材料在模具的压力下受到强烈的塑性变形，从而改变其形状和结构。
二、冷锻工艺的优点1. 提高材料的机械性能：冷锻过程中，由于金属材料受到较大的压力和变形力，其晶粒结构得到细化，从而提高了材料的强度和硬度。
2. 提高表面质量：冷锻工艺能够有效地消除材料表面的气孔和缺陷，使得金属材料的表面质量得到提高，有利于后续的加工和使用。
3. 提高材料的机械性能：冷锻工艺能够使金属材料的晶粒结构得到细化，从而提高了材料的韧性和耐磨性。
4. 降低成本：相比于热锻工艺，冷锻工艺不需要加热设备和冷却设备，因此能够降低生产成本。
5. 增加材料利用率：冷锻工艺能够通过减少金属材料的切割和废料产生，提高材料的利用率。
三、冷锻工艺的应用领域1. 汽车制造业：冷锻工艺广泛应用于汽车发动机的曲轴、连杆、齿轮等零部件的制造中。
通过冷锻工艺，这些零部件能够获得更高的强度和更好的表面质量，提高汽车的整体性能和可靠性。
2. 机械制造业：冷锻工艺也被广泛应用于机械制造业中，用于制造各种零部件，如轴、齿轮等。
通过冷锻工艺，这些零部件能够满足机械设备对高强度和高精度的要求。
3. 航空航天工业：冷锻工艺在航空航天工业中也得到广泛应用。
通过冷锻工艺，可以制造出高强度和轻量化的航空航天零部件，提高飞机和航天器的性能和效率。
四、模具在冷锻中的作用模具是冷锻工艺中的重要工具，其作用是将金属材料按照所需的形状和尺寸进行塑性变形。
模具的设计和制造直接影响着冷锻工艺的成型效果和产品质量。
模具需要满足以下要求：1. 足够强度和硬度：模具需要具备足够的强度和硬度，以承受冷锻过程中的高压力和大变形力。
2. 良好的耐磨性：模具需要具备良好的耐磨性，以应对冷锻过程中金属材料的磨损和摩擦。
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第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（三）冷挤压件的常见缺陷（续） ３．缩孔 定义：变形过程中变形体一些部位上产生较大的空洞或凹 坑的一种缺陷。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（三）冷挤压件的常见缺陷（续） ４．裂纹 挤压裂纹分表面裂纹和内部裂纹。 ５．附加应力与残余应力的影响 挤压中的附加应力也会引起裂纹。
已经越来越多地用来大量生产软质金属，低碳钢、低合金 钢零件。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第二节 冷锻的特点
冷锻成形的特殊要求： 由于变形抗力大，故要求设备吨位较大； 对模具材料要求高，模具制造复杂； 对所加工的原材料要求高； 所有毛坯往往要进行软化退火和表面磷皂化等润滑处理。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（四）挤压变形程度（续） ２．冷挤压许用变形程度 定义：每道冷挤压工序能挤出合格产品的最大变形程度。 影响因素： 模具许用单位压力：模具的强度越高、许用单位压力 越大，则许用变形程度值越大。 材料种类：被挤金属材料强度越大，挤压时变形抗力 越大，则许用变形程度值就越小。 挤压方式 模具工作部分的结构形状 润滑条件
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
一、镦锻（续） （一）镦粗（整体镦锻）
定义：使整个坯料由轴向压缩转为横向扩展的一种镦锻工序。 主要工艺参数： 高径比（坯料的高度与直径之比，是选择和计算坯料的参数， 根据体积不变条件计算，一般不大于2～2.5） 镦粗率（镦锻前后高度变化与原始高度之比,是一种相对应变， 表示镦粗的变形程度，查表16－1）
冷轧、冷拉、冷拔也属于冷体积变形范畴，这类塑性 变形工艺主要用于金属板、线、管、棒等坯料的一次塑性 加工，一般较少用于单个零件成形的二次塑性加工。
第九章 冷锻工与热锻、粉末冶金、铸造及切削加工相比： 工件精度高，强度性能更好； 节省原材料，且没有因加热而污染环境； 生产效率高，易实现自动化； 加工的综合成本低。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（四）挤压变形程度（续） ３．冷挤压常用原材料
目前可供冷挤压的金属材料有：铅、锡、银、纯铝 （L1～L5）、铝合金（LF21、LY11、LY12、）、紫铜与无氧 铜（T1、T2、T3、TU1、TU2等）、黄铜（H62、H68、等）、 锡磷青铜（QSn6.5一0.1等）、镍（N1、N2等）、锌及锌镉 合金、纯铁、碳素钢（Q195、Q215、Q235、Q255、)低合金 钢（15Cr、20Cr、20MnB、 16Mn、30CrMnSiA）和不锈钢 （1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序——冷挤压
四、挤压（续）
（二）冷挤压金属的变形分析（续） ２．反挤压变形分析
反挤压的金属流动网格图； 反挤压时坯料大致分为： 已变形区、死角区、变形区、 过渡区和待变形区。
３．复合挤压变形分析 复合挤压的金属流动网格图。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第七节 冷锻力的确定
一、压力行程曲线
第一阶段(镦粗与充满阶段) 是材料充满凹模型腔的过程。 第二阶段（稳定挤压阶段） 冲头继续下压，材料不断地从稳定变形区往模孔中 挤出。 第三阶段（非稳定变形阶段） 由于变形材料的厚度变得很小了，变形遍及与冲头 端面相连的整个毛坯，金属变形异常困难，这时挤压力急 剧增大 。
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（三）冷挤压件的常见缺陷 １．表面折叠 定义：多余的表皮金属被压入毛坯表层所形成的缺陷。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（三）冷挤压件的常见缺陷
２．表面折缝 定义：在变形过程中，多余的表皮金属受阻而在其边界处积聚， 随着变形的继续进行深入到材料内部所形成的一种缺陷。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（二）冷挤压金属的变形分析 １．正挤压变形分析
正挤压实心件的金属流动网格图
正挤压时坯料大致分为： 变形区、不变形区（又分为待变形区、已变形区和死角区） 。 挤压时变形区的应力状态是三向受压。其变形是两向收缩、 一向伸长的应变状态。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
内容简介：
本章对冷锻的定义，特点及其发展作一简单介绍，并 重点对冷锻工艺的基本工序进行阐述，如镦锻、型锻与压 印、挤压和模锻。
学习目的与要求：
1、对冷锻工艺有所了解。 2、掌握冷锻基本工序。 3、认识冷锻的典型设备及其工作原理。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第一节 冷锻的定义
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第七节 冷锻力的确定
二、影响单位冷锻力的因素
1. 挤压金属的力学性能：强度指标和硬化指数越大，材料变形 抗力也越大。
2. 变形程度：如15号钢，正挤压单位压力随变形程度的增加而 增加；反挤压单位压力存在有最低点。
3. 变形方式：某些零件的成形加工，往往可以采用两种不同的 方式。如杆形件，既可以采用正挤压成形，也可采用反挤压 成形（如图），杯形件也是如此。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（四）挤压变形程度 １．冷挤压变形程度 （1）断面收缩率 A
A0 A1 100% A0
A0 , A1 挤压变形前,后毛坯的横断面积
（2）挤压比
A0 G A1
A0 （3）对数变形程度 e ln A1
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
是指在冷态条件下的锻造加工，即在室温条件下，利 用安装在设备上的模具将金属坯料压缩成形为具有一定形 状及一定使用性能的零件的塑性加工方法。
冷态实际上是指再结晶温度以下的温度状态，因此冷
锻指的是在金属再结晶温度以下进行的各种体积成形。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第一节 冷锻的定义
冷锻包括镦锻、模锻、挤压（正挤压、反挤压、复合 挤压）、压印等工艺，其中挤压工艺的发展最为迅速。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第五节 冷锻坯料的制备
毛坯的下料方法：
应根据坯料形状、精度要求、材料利用率及生产现场 的实际条件等因素进行选择。
１.切削 在批量不大时常用车削、铣削、锯切法加工毛坯。 ２.剪切 剪切下料是在专用的棒料剪切机或冲剪机上进行的。 ３.冲裁 对于板形坯料，宜用冲裁方法加工。 4.拉深、反挤压 用于杯形毛坯加工。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
一、镦锻（续） （一）镦粗（整体镦锻）（续）
镦粗常见的缺陷及其预防 轴向弯扭
原因：高径比过大、坯料本身有弯曲、端面不平、冲头或凹模端面倾斜 措施：分两次进行镦粗，先用内锥形上模预镦，再成形镦
表面折叠 表面裂纹
原因：外侧金属受切向拉应力、材料本身表面有伤痕或纤维组织粗大 措施：选用塑性好的材料、采用锥形模或半封闭模镦粗、改善端面润滑
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压
冷挤压是在冷态下，将金属毛坯放入模具型腔内，在 强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从型腔中挤出， 从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第四节 冷锻工艺的基本工序
四、挤压（续）
（一）冷挤压工艺分类 根据金属被挤出方向与施加压力方向的关系： 正挤压：金属被挤出方向与加压方向一致。（实心件正挤压、 空心件正挤压） 反挤压：金属被挤出方向与加压方向相反。 复合挤压：正挤与反挤的复合。 径向挤压：金属的流动方向与凸模轴线方向相垂直。 减径挤压：一种变形程度较小的变态正挤压法，毛坯断面仅 作轻度缩减，主要用于制造直径相差不大的阶梯轴类挤压件以 及作为深孔薄壁杯形件的修整工序，或挤压花键等。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
一、镦锻（续） （三）中间镦粗
定义：坯料的中间部位产生轴向压缩横向扩展的镦锻工序。
中间镦粗工序模具工作部分设计要点： 凹模功能及工作部分设计原则与顶镦凹模相同。 凸模工作部分要带有内孔，且孔口边缘要成圆角。 中间形状要求较高时，应采用半封闭式镦锻。 中间形状复杂的零件镦锻时，应按逐步成形多次镦锻的 工艺方案进行模具设计。
内部裂纹 鼓形——是镦粗变形规律的表现，不应该算缺陷
措施：改善模具与毛坯接触面润滑、改自由镦粗为半封闭镦粗、铆镦
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
一、镦锻（续） （二）顶镦（镦头）
定义：在坯料一端的头部产生轴向压缩、横向扩展的镦锻工序。 其变形本质与镦粗工序完全相同，其出现质量问题的原因 及预防措施也相同，但在模具工作部分的设计存在不同之处： （1）顶镦所用凹模要有夹持好坯料不变形部分的功能，凹模口 部边缘应有圆角。 （2）顶镦外凸曲面形镦头件时，凸模工作部分的形状要有相应 的内凹曲面形状。 （3）当顶镦件头部外曲面的端面粗糙度要求不高，凸模内凹中 心一般设计出气孔；若不允许，可用预成形或机加工后再镦。 （4）形状复杂的头部，应多次顶镦逐步成形。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第七节 冷锻力的确定
二、影响单位冷锻力的因素（续）
４.模具几何形状 模具的几何形状对单位挤压力影响很大，尤其是正挤压 凹模形状和反挤压凸模的形状，对单位挤压力的影响更大。 ５.坯料的相对高度 它反映了工件与模具间的摩擦阻力关系 。 ６.润滑 摩擦愈大，单位挤压力愈大。
第九章 冷锻工艺概述及其基本工序
第六节 冷锻毛坯的软化与表面处理
1.毛坯的软化
在冷锻之前及工序之间，大都需对毛坯或半成品进行软 化热处理，其目的是减小材料的硬度和强度，提高塑性，得 到良好的金相组织，以利于冷锻变形的进行。