制造金属零件的重要方法——冷挤压成形

随着我国加入WTO，全球经济一体化的发展，必然会对我国传统工业的技术产生巨大的冲击。我们必须改革传统的加工方式，来适应市场。要参与国际竞争，就必须在技术交流形式和手段与国际接轨，企业创新能力越来越成为企业竞争力的重要组成部分。

冷挤压成形是指所成形的零件达到或接近成品零件的形状和尺寸，它是在传统的金属塑性加工基础上发展起来的一项新技术。近几年来，冷挤压技术是各行各业得到迅速发展的新工艺之一，也是产品零件加工中的重要手段，与其他制造工艺（如切削加工、铸造、锻造）相比，它具有“优质、高产、低消耗、低成本”的优点。目前，在汽车、电子通信、轻工、建筑、航空航天、军工、日用五金等制造业中都起着极为重要的作用。尤其在21世纪的零件制造业中，中国加入世贸组织后，产品价格的市场竞争日益剧烈，冷挤压技术已成为各企业继续发展与开拓的重要指标之一。普遍认为，一个国家的冷成形（冷挤压、冷锻、冷镦及冲压等）加工技术水平，是这个国家汽车工业水平、工业化水平乃至现代化水平的一种重要标志和反映。

冷挤压技术与汽车工业切切相关。据国外汽车工业报导，每辆汽车上的冷挤压件已达80kg，替代过去采用切削方法加工。预计2010年，汽车中的冷挤压产品还继续增加。为什么在机械制造工艺方面要广泛采用冷挤压成形先进技术，因为在技术上和经济上它具有如下的显著优点。

1、显著降低原材料的消耗

冷挤压是一种金属塑性成形加工方法，它在不破坏金属的前提下，使金属体积作出塑性转移，达到少切屑无切屑而使金属成形，制得所需的形状及尺寸的零件。这样就避免了切削加工时而形成的大量金属废屑，大大节约了钢铁及有色金属原材料，使1t金属材料能作2t，甚至3～5t之用。

2、提高劳动生产率

冷挤压零件是在压力机上进行的，操作方便，容易掌握，生产率很高。例如：纯铁底座材料较软，切削性能差，机加工较为困难，采用冷挤压后，不仅显著节约了原材料，而且使生产率提高了30倍。又如汽车发动机活塞销，冷挤压比车削加工可提高生产率3.2倍。目前又生产了冷挤压活塞销自动机，使生产率进一步提高，一台冷挤压自动机的生产率相当于100台卧式车床或10台四轴自动车床。

3、可成形复杂形状的零件

在压力机的往复直线动作下完成复杂的加工工序，并可以制成形状复杂的零件。如薄壁异形件、带加强筋的筒形件等，形状复杂，尺寸小，要求严。若采用切削加工方法制造，不仅生产率低，材料消耗大，而且在制造方法还会感到十分困难；但用冷挤压加工则就显得十分方便。

4、提高零件的力学性能

在冷挤压过程中，金属材料处于三向不等的压应力作用下。挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密，金属流线不被切断，成为沿着挤压件轮廓连续分布的金属流线。同时，由于冷挤压利用了金属材料冷变形的加工硬化特性，使冷挤压件的强度大为提高，从而提供了用低强度钢代替高强度钢的可能性。例如，我国过去采用切削加工方法生产汽车发动机活塞销，所用原材料为低合金结构钢20Cr。由于改用冷挤压法生产，可提高活塞销零件的力学性能，故采用材料为20低碳钢。

5、可获得较高尺寸精度及较小表面粗糙度值的零件

经冷挤压成形零件的表面质量是十分良好的。在冷挤压过程中，金属材料表面在高压下受到模具光滑表面的熨平，因此零件的表面粗糙度值很小，表面强度也大为提高。一般冷挤压制件的表面粗糙度值Ra至少在0.63～1.25μm以上。可见，用冷挤压法加工的零件，有的部位可以少留加工余量，甚至不留加工余量即可达到产品图样上的技术要求。

冷挤压零件的尺寸精度一般可达精度等级IT8～IT9级，个别的尺寸公差范围可控制在0.015mm以内。冷挤压工艺可以获得理想的制件表面粗糙度与尺寸精度，有些零件经冷挤压之后可以不再进行切削加工，从而为采用冷挤压方法加工代替某些零件的锻造、铸造与切削加工开辟了一条广阔的道路。

6、减少工序，缩短生产周期

冷挤压工艺是在闭式模具型腔中进行金属塑性变形，所得的挤压件是没有飞边的，故不再需要切边（或冲孔）后续工序，从而缩短了生产周期。

7、减少设备投资

与模锻工艺相比，因冷挤压不产生飞边，故可省去了切边模及切边压力机，明显地减少了设备投资。另外，冷挤压生产加工，可在专用的冷挤压压力机上，也可以在通用液压机上进行，还可以在非专门为冷挤压而设计的普通压力机上进行，如通用冲床或摩擦压力机。

8、降低零件的生产成本

由于冷挤压可以大大节省原材料和金属切削加工工时，因此必然可降低零件的制造成本。例如，生产汽车活塞销有三种方法：冷挤压、圆钢切削加工和无缝钢管切削加工。冷挤压成形活塞销的成本最低，相对于圆钢切削加工成本降低45%，比用无缝钢管作原料的加工成本降低29%。