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什么是冷挤压
来源： 作者： 发布日期：2018-05-03 访问次数：1106
冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，经过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工办法。
一、根本类型
1.正挤压：正挤压时，金属的活动方向与凸模的运动方向分歧。正挤压能够制造各种外形的实心件和空心件。
2.反挤压：反挤压时，金属的活动方向与凸模的运动方向相反。反挤压能够取得各种外形的杯形件。
3．复合挤压：挤压时，毛坯一局部金属活动方向与凸模运动方向相同，而另一个局部金属活动方向与凸模运动方向相反。复合挤压可制得各种杯、杆、筒零件。
4．径向挤压；挤压时，金属的活动方向与凸模运动方向相垂直。径向挤压又可分为向心挤压和离心挤压，径向挤压用来制造斜齿轮、花键盘等零件。
5．锻压：镦压时，金属毛坯径向向外活动。镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件。
正挤压、反挤压与复合挤压是冷挤压技术中应用最普遍的三种办法。它们的金属活动方向与凸模的轴线平行。因而，有不少材料上又称这三种办法为轴向挤压。如前所述，轴向挤压能够制得各种实心和空心零件，如球头销、梭心壳、弹壳等。径向挤压是最近十几年才开展起来的，主要用于通讯器材的号码盘、自行车的花键盘等。
以上是几种根本的冷挤压变形方式，随着冷挤压技术的开展，有时还将冷体积模锻等归属为冷挤压。
冷挤压无论在汽车、拖拉机、轴承、电讯器材、仪表等机电制造中，还是在自行车、缝纫机等轻工业中，以及国防工业系统中都有普遍的应用，这是由于它具有明显的优点。
二、冷挤压技术的特性
1.挤压零件尺寸精确外表光亮：目前我国研制的冷挤压件普通尺寸精度可达8～9级，若采用理想的光滑，其精度仅次于精抛光外表。因而用冷挤压办法制造的零件，普通不需求再加工，少量的只需精加工（磨削）。
2.节约原资料：冷挤压件资料应用率通常能够到达80％以上。如解放牌汽车活塞销动切削加工资料应用率为43.3％，而用冷挤压时资料应用率进步到92％；又如万向节轴承套改用冷挤压后，资料应用率由过去的27.8％进步到64％。可见，采用冷挤压办法消费机械零件，能够节约大量钢材和有色金属资料。
3.消费率高：用冷挤压办法消费机械零件的效率是十分高的，特别是消费批量大的零件，用冷挤压办法消费可比切削加工进步几倍、几十倍、以至几百倍。例如，汽车活塞销用冷挤压办法比用切削加工制造进步3.2倍，目前又用冷挤压活塞销自动机，使消费率进一步进步。一台冷挤压自动机的消费率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的消费率。
4.可加工外形复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却非常便当。
5.冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属资料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后资料组织致密、且具有连续的纤维流向，因此制件的强度有较大进步。这样就可用低强度资料替代高强度资料。例如过去采用20Cr钢经切削加工制造解放牌活塞销，现改用20号钢经冷挤压制造活塞销，经性能测定各项指标，冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。
这标明用冷挤压加工活塞销可用20号钢替代20Cr钢。
从以上特性，能够看出，冷挤压技术与目前各种加工办法比拟，具有突出的优越性。这就为冷挤压替代切削加工、锻造、铸造和拉深工艺来制造机器零件，开拓了一条宽广的道路。
三、冷挤压技术的开展
冷挤压技术开展的初期是十分迟缓的，长期以来只对几种软金属（铅和锡）停止挤压。直到19纪末20世纪初，才开端挤压较硬的有色金属（锌、铝、紫铜、黄铜等）至于钢的挤压，由于冷挤压时需求很大的压力，在当时不能处理挤压钢用的模具资料、适宜的光滑剂与大吨位的压力机等问题，长时间不断以为挤压钢是非常艰难以至是不可能的。
1906年，英国人科斯利特（T.W.coslett）发现用磷酸盐处置钢件制品是一种较理想的防锈办法，但工序繁多，而经济效益又差，故未被普遍采用。不过，这种防锈法的呈现却极大地激起了人们去研讨更简单而有效的新办法的积极性。到后来，用自动连续安装对钢毛坯停止磷酸锌防锈处置只需求两分钟。经磷酸锌处置过的毛坯外表附有脂肪光滑剂或钠皂薄膜，且这层薄膜不易零落，挤压这种毛坯时，压力较小。这个发现使人们找到了一种理想的钢毛坯外表处置法一磷化皂化法。
磷化皂化处置钢毛坯外表办法的呈现使钢的挤压成为可能。1934年，德国人采用磷化皂化法胜利地冷挤出钢管。二次世界大战期间，德国人需求大量弹壳，当时黄铜又供给缺乏，于是德国人机密实验用冷挤压消费钢弹壳、后来，采用合金工具钢作模具资料，用冷挤压胜利地挤出大批量钢弹壳类零件。
第二次世界大战以后，美国人窃取了德国人关于钢的冷挤压的全部材料，开端在美国用冷挤压机密消费军火，创办了很多消费钢弹壳和弹体的军工厂。
钢的冷挤压于1947年才正式用于民用工业。
美国于1949年发表了各种钢材冷挤压后机械性能的实验数据。德国于1950年、1953年先后发布了钢的冷挤压的根本技术数据及冷挤压力和挤压功的实验结果。
1957年，日本引进了专用冷挤压机，开端在精细仪器和仪表中采用冷挤压技术。日本见这种新技术经济效益显著，很快把这种技术用于制造汽车和电气制件。现已成为普及各个工业部门的重要加工手腕。
在我国，建国前的冷挤压加工是非常落后的，当时，仅有少数工厂用铅、锡等有色金属挤压牙膏管或线材、管材一类产品。
建国后，冷挤压技术得到了开展。50十年代开端了铝、铜及其合金的冷挤压；60年代黑色金属冷挤压已应用于消费。十年浩劫，极大地影响了冷挤压技术的开展。1978年以后，在“独立自主，自给自足”的巨大方针指引下，冷挤压技术得到了疾速开展。近几年来，随着变革开放政策的停顿，随着国度工业消费及科学技术的蓬勃开展，冷挤压技术也得到了迅猛开展。
70年代末，国内不少高等学校、研讨所和工厂展开了冷挤压技术的实验研讨，发表了大量的有价值的论文，初步构成了一支研讨和应用冷挤压技术的队伍。
目前，我国已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属停止冷挤压，以至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也能够停止一定变形量的冷挤压。制造的冷挤压件是各种各样的，最重可达30公斤，最轻只要1克。在模具资料运用方面，除了用高速钢、轴承钢、高碳高铬合金工具钢外，还采用了不少新型模具钢如CG2、65Nb、LD等。在挤压工艺参数选择和模具构造设计方面，初步采用了优化设计及计算机辅助设计与制造（即CAD/CAM），使模具构造更合理、挤压工艺参数更接近于实践。在挤压设备方面，我国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的才能。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还胜利地采用摩擦压力机与高速高能设备停止冷挤压消费。
科学的开展，对冷挤压技术产生了严重影响，详细地说就是计算机在工艺剖析、模具设计、制造及工艺过程控制中的应用对冷挤压技术产生的影响。我国将进一步开展应用这门新技术。开展冷挤压技术主要应从以下几方面着手：
1.扩展冷挤压技术的应用范围，在一定范围内，逐渐替代铸、锻、拉深及切削加工；
2.进步冷挤压制件的精度和外表质量，消费出几何外形更复杂的制件；
3.扩展冷挤压用的原资料品种，研讨更理想的外表处置与光滑办法；
4.进一步运用CAD/CAM和优化设计，进步和加快模具设计与制造，研制出更合理的模具构造；
5.寻觅更合适于冷挤压用的模具资料及其热处置办法，以延长模具的运用寿命；
6.进一步开展温热挤压、等温挤压、静液挤压及高速挤压等新工艺技术的研讨和应用；
7.研制合适于冷挤压的多功用的冷挤压机，使毛坯和制件能平安自动地进料与出件，以便进一步进步消费率
一、根本类型
1.正挤压：正挤压时，金属的活动方向与凸模的运动方向分歧。正挤压能够制造各种外形的实心件和空心件。
2.反挤压：反挤压时，金属的活动方向与凸模的运动方向相反。反挤压能够取得各种外形的杯形件。
3．复合挤压：挤压时，毛坯一局部金属活动方向与凸模运动方向相同，而另一个局部金属活动方向与凸模运动方向相反。复合挤压可制得各种杯、杆、筒零件。
4．径向挤压；挤压时，金属的活动方向与凸模运动方向相垂直。径向挤压又可分为向心挤压和离心挤压，径向挤压用来制造斜齿轮、花键盘等零件。
5．锻压：镦压时，金属毛坯径向向外活动。镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件。
正挤压、反挤压与复合挤压是冷挤压技术中应用最普遍的三种办法。它们的金属活动方向与凸模的轴线平行。因而，有不少材料上又称这三种办法为轴向挤压。如前所述，轴向挤压能够制得各种实心和空心零件，如球头销、梭心壳、弹壳等。径向挤压是最近十几年才开展起来的，主要用于通讯器材的号码盘、自行车的花键盘等。
以上是几种根本的冷挤压变形方式，随着冷挤压技术的开展，有时还将冷体积模锻等归属为冷挤压。
冷挤压无论在汽车、拖拉机、轴承、电讯器材、仪表等机电制造中，还是在自行车、缝纫机等轻工业中，以及国防工业系统中都有普遍的应用，这是由于它具有明显的优点。
二、冷挤压技术的特性
1.挤压零件尺寸精确外表光亮：目前我国研制的冷挤压件普通尺寸精度可达8～9级，若采用理想的光滑，其精度仅次于精抛光外表。因而用冷挤压办法制造的零件，普通不需求再加工，少量的只需精加工（磨削）。
2.节约原资料：冷挤压件资料应用率通常能够到达80％以上。如解放牌汽车活塞销动切削加工资料应用率为43.3％，而用冷挤压时资料应用率进步到92％；又如万向节轴承套改用冷挤压后，资料应用率由过去的27.8％进步到64％。可见，采用冷挤压办法消费机械零件，能够节约大量钢材和有色金属资料。
3.消费率高：用冷挤压办法消费机械零件的效率是十分高的，特别是消费批量大的零件，用冷挤压办法消费可比切削加工进步几倍、几十倍、以至几百倍。例如，汽车活塞销用冷挤压办法比用切削加工制造进步3.2倍，目前又用冷挤压活塞销自动机，使消费率进一步进步。一台冷挤压自动机的消费率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的消费率。
4.可加工外形复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却非常便当。
5.冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属资料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后资料组织致密、且具有连续的纤维流向，因此制件的强度有较大进步。这样就可用低强度资料替代高强度资料。例如过去采用20Cr钢经切削加工制造解放牌活塞销，现改用20号钢经冷挤压制造活塞销，经性能测定各项指标，冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。
这标明用冷挤压加工活塞销可用20号钢替代20Cr钢。
从以上特性，能够看出，冷挤压技术与目前各种加工办法比拟，具有突出的优越性。这就为冷挤压替代切削加工、锻造、铸造和拉深工艺来制造机器零件，开拓了一条宽广的道路。
三、冷挤压技术的开展
冷挤压技术开展的初期是十分迟缓的，长期以来只对几种软金属（铅和锡）停止挤压。直到19纪末20世纪初，才开端挤压较硬的有色金属（锌、铝、紫铜、黄铜等）至于钢的挤压，由于冷挤压时需求很大的压力，在当时不能处理挤压钢用的模具资料、适宜的光滑剂与大吨位的压力机等问题，长时间不断以为挤压钢是非常艰难以至是不可能的。
1906年，英国人科斯利特（T.W.coslett）发现用磷酸盐处置钢件制品是一种较理想的防锈办法，但工序繁多，而经济效益又差，故未被普遍采用。不过，这种防锈法的呈现却极大地激起了人们去研讨更简单而有效的新办法的积极性。到后来，用自动连续安装对钢毛坯停止磷酸锌防锈处置只需求两分钟。经磷酸锌处置过的毛坯外表附有脂肪光滑剂或钠皂薄膜，且这层薄膜不易零落，挤压这种毛坯时，压力较小。这个发现使人们找到了一种理想的钢毛坯外表处置法一磷化皂化法。
磷化皂化处置钢毛坯外表办法的呈现使钢的挤压成为可能。1934年，德国人采用磷化皂化法胜利地冷挤出钢管。二次世界大战期间，德国人需求大量弹壳，当时黄铜又供给缺乏，于是德国人机密实验用冷挤压消费钢弹壳、后来，采用合金工具钢作模具资料，用冷挤压胜利地挤出大批量钢弹壳类零件。
第二次世界大战以后，美国人窃取了德国人关于钢的冷挤压的全部材料，开端在美国用冷挤压机密消费军火，创办了很多消费钢弹壳和弹体的军工厂。
钢的冷挤压于1947年才正式用于民用工业。
美国于1949年发表了各种钢材冷挤压后机械性能的实验数据。德国于1950年、1953年先后发布了钢的冷挤压的根本技术数据及冷挤压力和挤压功的实验结果。
1957年，日本引进了专用冷挤压机，开端在精细仪器和仪表中采用冷挤压技术。日本见这种新技术经济效益显著，很快把这种技术用于制造汽车和电气制件。现已成为普及各个工业部门的重要加工手腕。
在我国，建国前的冷挤压加工是非常落后的，当时，仅有少数工厂用铅、锡等有色金属挤压牙膏管或线材、管材一类产品。
建国后，冷挤压技术得到了开展。50十年代开端了铝、铜及其合金的冷挤压；60年代黑色金属冷挤压已应用于消费。十年浩劫，极大地影响了冷挤压技术的开展。1978年以后，在“独立自主，自给自足”的巨大方针指引下，冷挤压技术得到了疾速开展。近几年来，随着变革开放政策的停顿，随着国度工业消费及科学技术的蓬勃开展，冷挤压技术也得到了迅猛开展。
70年代末，国内不少高等学校、研讨所和工厂展开了冷挤压技术的实验研讨，发表了大量的有价值的论文，初步构成了一支研讨和应用冷挤压技术的队伍。
目前，我国已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属停止冷挤压，以至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也能够停止一定变形量的冷挤压。制造的冷挤压件是各种各样的，最重可达30公斤，最轻只要1克。在模具资料运用方面，除了用高速钢、轴承钢、高碳高铬合金工具钢外，还采用了不少新型模具钢如CG2、65Nb、LD等。在挤压工艺参数选择和模具构造设计方面，初步采用了优化设计及计算机辅助设计与制造（即CAD/CAM），使模具构造更合理、挤压工艺参数更接近于实践。在挤压设备方面，我国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的才能。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还胜利地采用摩擦压力机与高速高能设备停止冷挤压消费。
科学的开展，对冷挤压技术产生了严重影响，详细地说就是计算机在工艺剖析、模具设计、制造及工艺过程控制中的应用对冷挤压技术产生的影响。我国将进一步开展应用这门新技术。开展冷挤压技术主要应从以下几方面着手：
1.扩展冷挤压技术的应用范围，在一定范围内，逐渐替代铸、锻、拉深及切削加工；
2.进步冷挤压制件的精度和外表质量，消费出几何外形更复杂的制件；
3.扩展冷挤压用的原资料品种，研讨更理想的外表处置与光滑办法；
4.进一步运用CAD/CAM和优化设计，进步和加快模具设计与制造，研制出更合理的模具构造；
5.寻觅更合适于冷挤压用的模具资料及其热处置办法，以延长模具的运用寿命；
6.进一步开展温热挤压、等温挤压、静液挤压及高速挤压等新工艺技术的研讨和应用；
7.研制合适于冷挤压的多功用的冷挤压机，使毛坯和制件能平安自动地进料与出件，以便进一步进步消费率