冷挤压工艺第一章

5 ）温挤压可以采用大的变形量，这样就可以减少工序数目。模具费用也可以大 为减少，而且不需要刚性极高的高价锻压设备，可以用通用锻压设备，所以虽然 温挤压需要加热金属，但是总的加工费用还是比较便宜，待别是在制造工序复杂 的非轴对称的异形部件时，温挤压尤可发挥它的作用。
项目
变形温度范围 /℃ 产品精度/mm 工件组织
冷挤压工艺 第一章
主讲：王冰鸿 2013.11
一. 冷挤压概述
❖ 1.1 冷挤压技术的应用及方法分类
图1-1 冷挤压普通碳素钢缝纫机梭芯套 图1-2 冷挤压低碳钢深孔气缸
图1-3 冷挤压中碳钢洗衣机齿轮轴
图1-5 冷挤压纯铝仪表支架
图1-4 冷挤压碳素工具钢连接帽
图1-6 冷挤压防锈铝加压器
根据金属被挤出方向与加压方向的关系 可将冷挤压分为以下几种。
图 1-8径向挤压
图 1-9减径挤压
图 1-10 挤压花键
❖ 1.2 冷挤压技术优势与劣势
冷挤压与热锻、粉末冶金、铸造及切削加工相比，具有以下主要优点： 1 ）因在冷态下挤压成形，挤压件质量好、精度高、其强度性能也好； 2 ）冷挤压属于少、无切削加工，节省原材料； 3 ）冷挤压是利用模具来成形的，其生产效率很高； 4 ）可以加工其它工艺难于加工的零件。 由于这些优点，冷挤压已越来越多地用来生产软质金属、低碳钢、低合 金钢零件。但这些优点往往不能用简单的方法发挥出来，因为冷挤压成形有 一些特殊的要求： l ）要求设备吨位较大 ——冷挤压的变形抗力大，单位挤压力可能高达 2500 ～ 3000Mpa 。 2 ）对模具要求高—— 冷挤压力时常接近甚至超过现有模具材料的抗压 强度，所以对模具材料要求很高。高压下要想达到较好的模具寿命，需要采 取一定的措施。 3 ）对所加工的原材料要求高—— 冷挤压时，材料在冷态下发生很大的 变形。为了避免加工过程中的多次退火，必须注意选用组织致密和杂质少的 材料。冷挤件一般都不进行精加工，所以必须选用精度好的坯料。 4 ）所用毛坯往往要进行软化退火和表面磷化等润滑处理。 因此要组织好冷挤压生产，需要全面考虑这些特点。
⑸ 减径挤压 ——是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.减径挤压力低于坯料的屈服力。坯料不会产生镦粗， 因此其模具可以是开式的，减径挤压也叫“开式正挤压”，或 “无约束
正挤压”。它特别适合于长轴类件的挤压，是加工带有多台阶轴的有效方 法，并适合于加工沟槽浅的花键轴和三角形齿花键轴
Байду номын сангаас
生产
生产
但是目前，温挤压采用的润滑剂还不能完全令人满意。同时，也还缺乏加工 方面的一些实际数据，还有许多技术问题有待解决。
❖ 1.3 冷挤压技术现状及发展方向
冷挤压工艺的发展方向主要有以下几个方面： 1)进一步扩大冷挤压的应用，在一定范围内逐步代替铸造、锻造、拉深、 旋压、摆辗及切削加工； 2)除了上述所指的有色金属及黑色金属以外，进一步扩大可供冷挤压用的 材料种类； 3)在合理许可的范围内提高每次冷挤压工序的变形量； 4)满足冷挤压零件形状的复杂性，使之可以成形更复杂的，甚至外形不对 称的零件； 5)延长冷挤压模具的使用寿命； 6)提高冷挤压的生产率； 7)在小批量生产中扩大冷挤压的使用； 8)使先进的智能化、敏捷化与数字化等现代技术在冷挤压生产中得到进一 步应用。
⑴ 正挤压——金属被挤出方向与加压方向相同。挤压件的断面形状既
可以是圆形也可以是非圆形。
⑵ 反挤压 ——金属被挤出方向与加压方向相反。反挤压法适用于制
造断面是圆形、矩形、“山”形、多层圆形、多格盒形的空心件等。
⑶ 复合挤压——一部分金属的挤出方向与加压方向相同，另一部分 金属的挤出方向与加压方向相反，是正挤压和反挤压的复合。复合挤压
冷挤压、温挤压和热挤压的比较主要有以下几个方面： 1 ）冷挤压虽有很多优点，但变形抗力大，就限制了零件的尺寸，同 时也限制了变形抗力大的材料采用冷挤压工艺。 2 ）热挤压成形法，虽然可以使材料变形抗力变小，但由于加热，产 生氧化、脱碳及热膨胀等问题，降低了产品的尺寸精度和表面质量，因而 一般都需要经过大量的切削加工，才能作为最后产品。 3 ）温挤压是将毛坯加热到金属再结晶温度以下某个适当的温度进行 挤压。由于金属加热，毛坯的变形抗力减小．成形容易，压力机的吨位也 可以减小，而且模具的寿命延长。但与热挤压不同，因为在低温范围内加 热，氧化、脱碳的可能性小，产品的机械性能与冷挤压的产品也差别不大。 特别是在室温下难加工的材料，例如析出硬化相的不锈钢、高碳钢、含铬 量高的—些钢、高温合金等，在温挤压时可能变成可以加工或容易加工。
法适用于制造断面是圆形、方形、六角形、齿形等的双杯类、杯 - 杆类或杆 杆类挤压件。
1—凸模；2—凹模；3—芯棒；4—顶杆 a) 实心件正挤压 ;b) 空心件正挤压 c) 反挤压 ;d) 复合挤压
图 1-7 冷挤压的基本工艺类型
⑷ 径向挤压—— 挤压时金属的流动方向与凸模轴线方向相垂直。金 属在凸模作用下沿径向流动，用于制造某些需在径向有突起部分的工件。
工件表面质量
工序数量 能量消耗
劳动条件
表1-1 热、冷、温挤压的对比
变形方式
热挤压
冷挤压
温挤压
850～1200
室温
200～850
±0.5 晶粒粗大 严重氧化、脱碳
少 大 差
±（0.03 ～0.25） ±（0.05 ～0.25）
晶粒细化
无氧化、脱碳
几乎没有氧化、脱 碳
多
比冷挤压少
少
较少
好，难于组织连续 好，易于组织连续
为了达到上述这些目的．今后应从以下几方面进行深人的研究。
4 ）温挤压不仅适用于变形抗力高的难加工材料，就是对于冷挤压适宜的低碳 钢，也适合作为温挤压的对象，因为温挤压有便于组织连续生产的优点。在冷挤压 时，包括冷挤压低碳钢在内，一般在加工前要进行预先软化退火，在各道冷挤压工 序之间也要进行退火处理。在冷挤压以前要进行表面处理。这就使得组织连续生产 产生困难。温挤压时可以不进行预先软化退火和各工序之间的退火，也可以不进行 表面处理，这就使得组织连续生产成为可能．至少可以减少许多辅助工序。