冷擠壓是精密塑性體積成形技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分。冷擠壓是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具模腔內，在強大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學(xué)性能的擠壓件。顯然，冷擠壓加工是靠模具來(lái)控制金屬流動(dòng)，靠金屬體積的大量轉移來(lái)成形零件的。

冷擠壓技術(shù)是一種高精、高效、優(yōu)質(zhì)低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，較多應用于中小型鍛件規?；a(chǎn)中。與熱鍛、溫鍛工藝相比，可以節材30%～50%，節能40%～80%而且能夠提高鍛件質(zhì)量，改善作業(yè)環(huán)境。

   目前，冷擠壓技術(shù)已在緊固件、機械、儀表、電器、輕工、宇航、船舶、軍工等工業(yè)部門(mén)中得到較為廣泛的應用，已成為金屬塑性體積成形技術(shù)中不可缺少的重要加工手段之一。二戰后，冷擠壓技術(shù)在國外工業(yè)發(fā)達國家的汽車(chē)、摩托車(chē)、家用電器等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展應用，而新型擠壓材料、模具新鋼種和大噸位壓力機的出現便拓展了其發(fā)展空間。日本80年代自稱(chēng)，其轎車(chē)生產(chǎn)中以鍛造工藝方法生產(chǎn)的零件，有30%～40%是采用冷擠壓工藝生產(chǎn)的。隨著(zhù)科技的進(jìn)步和汽車(chē)、摩托車(chē)、家用電器等行業(yè)對產(chǎn)品技術(shù)要求的不斷提高，冷擠壓生產(chǎn)工藝技術(shù)己逐漸成為中小鍛件精化生產(chǎn)的發(fā)展方向。

與其他加工工藝相比冷擠壓有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）節約原材料。冷擠壓是利用金屬的塑性變形來(lái)制成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料利用率。冷擠壓的材料利用率一般可達到80%以上。

2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。用冷擠壓工藝代替切削加工制造零件，能使生產(chǎn)率提高幾倍、幾十倍、甚至上百倍。

3）制件可以獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可達IT7～IT8級，表面粗糙度可達R0.2～R0.6。因此，用冷擠壓加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進(jìn)行精磨。

4）提高零件的力學(xué)性能。冷擠壓后金屬的冷加工硬化，以及在零件內部形成合理的纖維流線(xiàn)分布，使零件的強度遠高于原材料的強度。此外，合理的冷擠壓工藝可使零件表面形成壓應力而提高疲勞強度。因此，某些原需熱處理強化的零件用冷擠壓工藝后可省去熱處理工藝，有些零件原需要用強度高的鋼材制造，用冷擠壓工藝后就可用強度較低的鋼材替用。

5）可加工形狀復雜的，難以切削加工的零件。如異形截面、復雜內腔、內齒及表面看不見(jiàn)的內槽等。

6）降低零件成本。由于冷擠壓工藝具有節約原材料、提高生產(chǎn)率、減少零件的切削加工量、可用較差的材料代用優(yōu)質(zhì)材料等優(yōu)點(diǎn)，從而使零件成本大大降低。

冷擠壓技術(shù)在應用中存在的難點(diǎn)主要有：

1）對模具要求高。冷擠壓時(shí)毛坯在模具中受三向壓應力而使變形抗力顯著(zhù)增大，這使得模具所受的應力遠比一般沖壓模大，冷擠壓鋼材時(shí)，模具所受的應力常達2000MPa～2500MPa。例如制造一個(gè)直徑38mm,壁厚5.6mm，高100mm的低碳鋼杯形件為例，采用拉延方法加工時(shí)，最大變形力僅為17t，而采用冷擠壓方法加工時(shí)，則需變形力132t，這時(shí)作用在冷擠壓凸模上的單位壓力達2300MPa以上。模具除需要具有高強度外，還需有足夠的沖擊韌性和耐磨性。此外，金屬毛坯在模具中強烈的塑性變形，會(huì )使模具溫度升高至250℃～300℃左右，因而，模具材料需要一定的回火穩定性。由于上述情況，冷擠壓模具的壽命遠低于鋅合金壓鑄模具。

2）需要大噸位的壓力機。由于冷擠壓時(shí)毛坯的變形抗力大，需用數百?lài)嵣踔翈浊嵉膲毫C。

3）由于冷擠壓的模具成本高，一般只適用于大批量生產(chǎn)的零件。它適宜的最小批量是5～10萬(wàn)件。

4）毛坯在擠壓前需進(jìn)行表面處理。這不但增加了工序，需占用較大的生產(chǎn)面積，而且難以實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化。

5）不宜用于高強度材料加工。

6）冷擠壓零件的塑性、沖擊韌性變差，而且零件的殘余應力大，這會(huì )引起零件變形和耐腐蝕性的降低（產(chǎn)生應力腐蝕）

冷擠壓技術(shù)的發(fā)展趨勢

1）隨著(zhù)能源危機的日趨嚴重，人們對環(huán)境質(zhì)量將更加關(guān)注，加之市場(chǎng)競爭日益加劇，促使鍛件生產(chǎn)向高效、高質(zhì)、精化、節能節材方向發(fā)展。因此用擠壓成形等工藝手段所生產(chǎn)的精化鍛件的產(chǎn)量，在市場(chǎng)競爭中將得到較大的發(fā)展。

2）汽車(chē)向輕型化、高速度、平穩性方向發(fā)展，對鍛件的尺寸精度、重量精度及力學(xué)性能等都提出了較高的要求。如轎車(chē)發(fā)動(dòng)機用連桿鍛件除對大小頭之間的誤差有要求外，對每件的重量誤差也要求不大于八克。新產(chǎn)品的高要求，將促進(jìn)精化生產(chǎn)工藝的發(fā)展。

3）專(zhuān)業(yè)化、規?；慕M織生產(chǎn)仍是冷擠壓生產(chǎn)的發(fā)展方向和趨勢。在法國，以擠壓成形工藝生產(chǎn)鍛件的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家1991－1994年全員勞動(dòng)生產(chǎn)率，即每人生產(chǎn)擠壓件的產(chǎn)量及產(chǎn)值，均高于一般生產(chǎn)模鍛件或者自由鍛件的廠(chǎng)家。以1994年為例，專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家擠壓件人均產(chǎn)量為51024KG，創(chuàng )產(chǎn)值775688法郎。而同期一般性生產(chǎn)模鍛件的廠(chǎng)家，其人均產(chǎn)量?jì)H為39344KG，產(chǎn)值592384法郎，僅相當于擠壓件專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家的77.1%和76.37%。自由鍛件生產(chǎn)廠(chǎng)與之相比則更低。

4)擠壓專(zhuān)機將成為一種發(fā)展趨勢。隨著(zhù)中小型鍛件的精化生產(chǎn)發(fā)展及冷擠壓、溫擠壓工藝的推廣應用，多工位冷擠壓壓力機、精壓機及針對某種鍛件而設計制造的專(zhuān)機會(huì )得到大力發(fā)展。

冷溫擠壓的定義和分類(lèi)

擠壓是迫使金屑塊料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，通過(guò)凸模與凹模間的間隙或凹模出口，制造空心或斷面比毛坯斷面要小的零件的一種工藝方法。如果毛坯不經(jīng)加熱就進(jìn)行擠壓，便稱(chēng)為冷擠壓。冷擠壓是無(wú)切屑、少切屑零件加工工藝之一，所以是金屑塑性加工中一種先進(jìn)的工藝方法。如果將毛坯加熱到再結晶溫度以下的溫度進(jìn)行擠壓，便稱(chēng)為溫擠壓。溫擠壓仍具有少無(wú)切屑的優(yōu)點(diǎn)。

根據擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向與凸模運動(dòng)方向之間的關(guān)系，常用的擠壓方法可以分為以下幾類(lèi)。

(一)正擠壓擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向與凸橫的運動(dòng)方向相一致。正擠壓又分為實(shí)心件正擠壓空心件正擠壓兩種。正擠壓法可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件，如螺釘、心軸、管子和彈殼等。

(二)反擠壓擠壓時(shí)，金屑的流動(dòng)方向與凸模的運動(dòng)方向相反，反擠壓法可以制造各種斷面形狀的杯形件，如儀表罩殼、萬(wàn)向節軸承套等。

(三)復合擠壓擠壓時(shí)，毛坯一部分金屬流動(dòng)方向與凸模的運動(dòng)方向相同，而另一部分金屑流動(dòng)方向則與凸模的運動(dòng)方向相反，復合擠壓法可以制造雙杯類(lèi)零件，也可以制造杯桿類(lèi)零件和桿桿類(lèi)零件。

(四)減徑擠壓變形程度較小的一種變態(tài)正擠壓法，毛坯斷面僅作輕度縮減。主要用于制造直徑相差不大的階梯軸類(lèi)零件以及作為深孔杯形件的修整工序。

以上幾種擠壓的共同特點(diǎn)是：金屑流動(dòng)方向都與凸模軸線(xiàn)平行，因此可統稱(chēng)為軸向擠壓法。另外還有徑向擠壓和鐓擠法。

冷擠壓的主要矛盾

冷擠壓是在金屬冷態(tài)下，而且是在強烈的三向壓應力狀態(tài)下變形的，因此變形抗力較大，如以制造一個(gè)直徑38mm、厚5.6mm、高100mm的杯形低碳鋼零件為例，采用深拉伸方法加工。最后一次拉伸工序僅需變形力170KN而采用冷擠壓加工則需變形力1320KN。這時(shí)作用在凸模上的單位壓力達到2300MP以上,相當于大氣壓力的23000倍。

由于變形抗力高，所以就導致以下的缺點(diǎn)：

(1)模具易磨損，易破壞、因此要求模具材料好。目前一般模具鋼，其許用應力最大只能達2500MPa，最好的模具鋼也不超過(guò)3000MPa。為了解決冷擠壓的主要矛盾，就得采取各種技術(shù)措施，在盡力降低冷擠壓材料變形抗力的同時(shí)，設法提高模具的承受能力。以利于冷擠壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2)對擠壓設備要求較高，噸位要大。除了要求擠壓設備應有較大的強度以外，還要求有較好的剛度。此外．還要求設備具有良好的精度并具有可靠的保險裝置。

冷擠壓和溫擠壓的比較：

冷擠壓雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但變形抗力大，就限制了零件的尺寸，同時(shí)也限制了變形抗力大的材料采用冷擠壓工藝。

熱擠壓成形法，雖然可以使材料變形抗力變小，但由于加熱，產(chǎn)生氧化、脫碳及熱膨脹等問(wèn)題，降低了鋅合金壓鑄產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量，因而一般都需要經(jīng)過(guò)大量的切削加工，才能作為最后產(chǎn)品。

溫擠壓是將毛坯加熱到金屬再結晶溫度以下某個(gè)適當的溫度進(jìn)行擠壓。由于金屬加熱，毛坯的變形抗力減?。尚稳菀?，壓力機的噸位也可以減小，而且模具的壽命延長(cháng)。但與熱擠壓不同，因為在低溫范圍內加熱，氧化、脫碳的可能性小，產(chǎn)品的機械性能與冷擠壓的產(chǎn)品也差別不大。特別是在室溫下難加工的材料，例如析出硬化相的不銹鋼、高碳鋼、含鉻量高的—些鋼、高溫合金等，在溫擠壓時(shí)可能變成可以加工或容易加工。

溫擠壓不僅適用于變形抗力高的難加工材料，就是對于冷擠壓適宜的低碳鋼，也適合作為溫擠壓的對象，因為溫擠壓有便于組織連續生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。在冷擠壓時(shí)，包括冷擠壓低碳鋼在內，一般在加工前要進(jìn)行預先軟化退火，在各道冷擠壓工序之間也要進(jìn)行退火處理。在冷擠壓以前要進(jìn)行鈍化處理。這就使得組織連續生產(chǎn)產(chǎn)生困難。溫擠壓時(shí)可以不進(jìn)行預先軟化退火和各工序之間的退火，也可以不進(jìn)行表面處理，這就使得組織連續生產(chǎn)成為可能．至少可以減少許多輔助工序。

溫擠壓可以采用大的變形量，這樣就可以減少工序數目。模具費用也可以大為減少，而且不需要剛性極高的高價(jià)鍛壓設備，可以來(lái)用通用鍛壓設備，所以雖然溫擠壓需要加熱金屬，但是總的加工費用還是比較便宜，待別是在制造工序復雜的非軸對稱(chēng)的異形部件時(shí)，溫擠壓尤可發(fā)揮它的作用。

目前，溫擠壓采用的潤滑劑還不能完全令人滿(mǎn)意。同時(shí)，也還缺乏加工方面的一些實(shí)際數據，還有許多技術(shù)問(wèn)題有待解決。