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冷挤压工艺第一章 讲师：王冰鸿 一. 冷挤压概述 1.1 冷挤压技术的应用及方法分类 1.2 冷挤压技术优势与劣势 1.3 冷挤压技术现状及发展方向 二. 冷挤压基本原理 2.1 主应力状态对冷挤压工艺的影响 2.2 冷挤压的金属流动规律 2.3 冷挤压的附加应力和残余应力与外摩擦 2.4 冷挤压对金属组织和力学性能的影响 三. 冷挤压件的原材料及毛坯准备 3.1 原材料的形态及其要求 3.2 ?冷挤压用钢材 3.3 ?冷挤压毛坯的制备 3.4 毛坯软化处理 3.5 毛坯表面处理与润滑 (2)产生内应力 经冷挤成形的零件，放置一段时间后，可能会自动发生变形．这是由于零件内部存在着内应力而造成的。此处讲的内应力就是前面讲的残余应力。因此，与三种残余应力相对应，内应力也有三种类型： ①宏观内应力：被挤坯料各部分之间的变形不均匀而引起的。 ②微观内应力：由于各晶粒取向不一致，产生了不均匀变形而引起的。 ③晶格畸变：冷挤变形使原子在晶格中偏离其平衡位置而引起的。 (3)亚结构细化 在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位间差也很小的晶块，它们相互嵌镶而成晶粒，这些小晶块称为亚结构。铸态金属中亚结构较大，其边长为10-2cm，经过冷挤等冷塑性变形以后，亚结构将细化为lO-4～lO-6 cm，亚结构的边界是晶格畸变区，堆积有大量的位错。因此亚结构细化可以强化金属。 2.4.2、冷挤压时机械性能的影响 (1)机械性能出现方向性 冷挤压时，金属朝着一定方向流动。因此冷挤压后，挤压件的机械性能出现了方向性，与流线方向相垂直和平行的方向上的强度是不同的。 (2)硬度分布不一致 冷挤压时，变形程度越大的地方，硬度越高。 (3)机械性能的变化 冷挤压时，变形程度越大的地方，硬度越高，强度越高，综合机械性能越好。 3.1.1、冷挤压件原材料的形态 根据冷挤压件的形状、尺寸以及所采用冷挤压工序的不同，冷挤压用原材料的形态可分为：线材、棒料和板料三种。 (1)线材 主要作为镦挤螺栓之类零件的原材料，由于可以进行连续送料，因此生产率很高，但只能生产较小的零件。一般情况下，冷挤压所用线材的直径为3～25mm，个别情况下，也有高达35mm的。线材主要用于连续多工位自动加工．故材料利用率很高。但工序之间不能进行中间退火，端面切断面也难以润滑，因此模具工作部分的磨损较大。对于高强度材料的生产特别困难。 (2)棒料 主要用作形状复杂，尺寸较大的零件的原材料和用于非连续性生产。它与线材相比，生产率较低，但可以进行中间退火处理及表面润滑处理。棒料的利用率也较高，采用锯切备料利用率可达70％～90％，采用剪断备料可达100％。由于当坯料的长径比小于或等于3／4时，下料是困难的，因此用棒料作为原材料．必须限制长径比不得小于3／4(或l)。 (3)板料 当坯料的长径比小于3／4时，必须选用板料作为原材料，如果仍用棒料则剪切下料困难，如用车切下料，则材料利用率太低。板料多用冲裁法备料，因此尺寸误差小，质量精度高，但材料利用率较低，一般为40％～60％，故经济效益较差。 3.1.2、冷挤压件对原材料质量及性能的要求 (1)变形抗力 变形抗力是原材料抵抗变形时所表现出来的反抗力；变形抗力越小，加工所需的单位挤压力也越小。 (2)塑性 塑性越高，材料的变形能力越好，越能承受较大的变形。对于较低塑性的材料，为了不超出极限变形程度，就可能要增加加工次数，减小每次加工的变形量。因此，塑性的高低是决定变形工序次数的主要依据。我们所要求的是需要挤压的材料塑性要好，加工硬化敏感性要低．这样的材料有利于冷挤压。 (3)组织状态 晶粒度大小应适中，无论过大还是过小，都是不台适的。晶粒过小，则变形抗力和变形功要上升；晶粒过大，材料就会脆化，易在冷挤压加工中产生裂纹等缺陷。 (4)表面状态 原材料的表面缺陷对冷挤压件的质量影响很大，这是由于冷挤压加工和切削加工不同，冷挤压时原材料的表面缺陷会保留或扩大，成为冷挤压件的表面缺陷。 (5)尺寸精度 原材料的尺寸精度不仅影响到挤压件的尺寸精度，而且对模具的寿命及压力机的精度也有直接影响，因此应严格保证原坯料的尺寸精度。 原坯料的几何形状应对称，以保证冷挤压过程中均匀地产生变形，避免产生挤压件变形的各种缺陷。坯料端面与轴线的垂直度最大不应超过O.lmm，对于空心坯料壁厚差也不应超过 0.1mm 通常采用扭转试验、