1)節(jié)約原材料。冷擠壓是利用金屬的塑性變形來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(nèi)部形成合理的纖維流線分布,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(yīng)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(fù)雜的,難以切削加工的零件。如異形截面、復(fù)雜內(nèi)腔、內(nèi)齒及表面看不見的內(nèi)槽等。
6)降低零件成本。由于冷擠壓工藝具有節(jié)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,從而使零件成本大大降低。
冷擠壓成形技術(shù)的難點
冷擠壓技術(shù)在應(yīng)用中存在的難點主要有:
1)對模具要求高。冷擠壓時毛坯在模具中受三向壓應(yīng)力而使變形抗力顯著增大,這使得模具所受的應(yīng)力遠比一般沖壓模大,冷擠壓鋼材時,模具所受的應(yīng)力常達2000MPa~2500MPa。例如制造一個直徑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,最大變形力僅為17t,而采用冷擠壓方法加工時,則需變形力132t,這時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(wěn)定性。由于上述情況,冷擠壓模具的壽命遠低于沖壓模。
2)需要大噸位的壓力機。由于冷擠壓時毛坯的變形抗力大,需用數(shù)百噸甚至幾千噸的壓力機。
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5~10萬件。
4)毛坯在擠壓前需進行表面處理。這不但增加了工序,需占用較大的生產(chǎn)面積,而且難以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。
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(yīng)力大,這會引起零件變形和耐腐蝕性的降低(產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕)