冷成形产品在汽车工业中占70%，在其它如自行车、摩托车、轴承工业和国防工业等约占30%。

    汽车上的冷成形产品包括：①发动机中的零件：汽门弹簧座、汽门活塞、汽门弹簧盘、活塞销,②变速箱的齿轮、同步器齿环、轴，③转向系统、④减振器、⑤空气罐壳体、⑥驱动轮、悬挂系统：等速万向节外套、等速万向节内套、驱动轴、法兰轴、万向十字轴，⑦电气零件，⑧其它如紧固件、车轮螺母、制动开关壳等。

2．1  我国精密冷温锻件产量

2006年我国汽车产量为728万辆，至2010年我国汽车产量将达1000万辆，此后每年将保持5%~10%的增长速度。按每辆车45~50kg的冷锻件计算（不包括每辆车有30kg的各种紧固件——螺栓、螺钉、螺母及铆钉），至2010年我国将需50万吨精密冷锻件。在国外冷锻件约占锻件总产量的10%，有人估计我国目前只占5%左右，平均每辆车不足20kg，按此估算我国近年冷锻件的产量约为15万吨。2004年中国重要锻造企业有400家左右，锻件总产量为326万吨，其中用于汽车、摩托车的锻件产量在220万吨左右，模锻件为244万吨。2006年我国锻件总产量估计为360万吨，按此估算冷温锻件产量为18万吨。总之，精密冷温锻件的总产量不足20万吨，有较大发展空间。

目前，我国汽车零部件企业已有各类生产企业5800多家，其中不乏锻造厂家，锻造企业作为汽车零部件企业的一个重要组成部分，面临着重大发展机遇。“十一五期间是零部件快速发展的高峰期。近年，我国零部件出口连年呈现迅猛态势，中国汽车工业协会拟向商务部建议，到2010年，零部件出口目标为350亿~400亿美元。零部件制造业的发展也就是制造零部件设备厂的发展。冷温锻设备是随着零部件生产需要而发展的。

2．2       冷温锻压力机需求量的估计

按轿车中的部分产品分析（齿轮、轴、销），冷温精密锻件的平均重量为0.5kg，按两班制、年负荷3000小时计，每条生产线（线由1~3台压力机组成）的年产量为200万件（按三班制、满负荷可达300~400万件/年），约1000t/a，50万吨冷温精密锻件需500条线。加上其它行业，总计需700多条线，目前冷温精密锻件的生产能力只有50万吨的40%左右。满足全国各行业需要，约需增加400条线左右。

3．  1  具有一定规模的生产厂家如下表

表1  部分具有一定规模的冷温精锻件生产厂家概况

 

3．2       冷温锻工艺举例

3．2．1  冷锻、冷挤压工艺

冷锻（主要是冷挤压）的特点是高精度、高效率、优质低耗，适用于外形较简单的中小型锻件的规模化生产。冷锻和冷挤压最适合加工旋转对称的零件，也可加工方、六角等形状的轴对称零件。

冷成形和冷挤压坯的材质应具有较低的屈服点，较低的韧性和较高的可锻性。对0.5%C、2%Mn及0.45%Si以下的非合金钢和低合金钢是合适的。

例1．φ26~φ30mm活塞销生产工艺流程

活塞销的材料主要是15Cr、20Cr、20MnV。

精密剪切下料或锯切下料——退火——一次磨外圆——磷皂化——整形（250kN机械压力机）——冷挤压（J87-160偏心式下传动冷挤压机或YA32-200四柱液压机）——钻连皮——渗碳——二次磨外圆——铣两端面、倒角——淬火、回火——清洗防锈——粗磨——磨两端面——精磨——探伤——超精磨——抛光——检验——清洗——包装。

以上是1995年以前的工艺。自后采用六工位双滑块活塞销冷挤自动机成形。六工位即：进料、空位、挤压、整形、探测、顶出。

活塞销坯的下料要求较高，端面斜度最好在1°以下，这样可取消整形工位。目前精密棒料剪断机的下料精度只能达到α≤1.5°，重量公差在±0.5%以内。关于这一点，尚需活塞销生产厂家与设备制造厂共同探讨。

3．2。2  温锻 + 冷精整工艺

   温成形温度一般在550℃至850℃之间，在该范围内能达到成形力显著减少，不形成氧化皮，锻件质量较好，后续加工减少，锻件材质结构好。温成形技术主要用于含碳较高（大于0.3%）和附加合金较高（大于0.3%）的铁素体钢，对奥氏体钢（即不锈钢）不出现蓝脆，在200℃至300℃之间流动应力已明显下降，加热温度应用400℃至450℃。

温锻用在：冷锻无法成形的材料，为了减少成形工序，加工几何形状较复杂的工件，采用热锻无法达到尺寸精度和理想的表面质量。`

温锻工艺所能达到的尺寸、形状精度和表面质量和冷挤压工艺比，相差不多，所能加工的工件、材质、品种和热锻工艺相近，但加工范围相对于冷锻而言却大大扩展了。

温锻 + 冷精整，提高锻件精度。

例2。等速万向节外套温锻 + 冷精整工艺流程

    精密剪切下料——中频感应加热780℃±20℃——正挤压下端小头——镦粗上部大头——成形大头凹窝（10~16MN多工位冷温锻压力机，用3~4工位温成形）——控制冷却——抛丸处理——表面涂层处理——冷锻（6.3MN机械压力机或冷挤压机，精整导向、凹窝、底部缩颈，2工位）——打标识——清洗——裂纹检查。生产率300~400件/小时。

3．2．3  热精锻 + 冷精整工艺

2。3热精锻+ 冷精整

热锻的成形是比较容易的、甚至形状复杂的大锻件也能用热锻方法，以最少的工序进行成形，但其尺寸精度与冷锻成形相比，还差得多。通过综合热锻和冷锻的优点，用热锻和冷锻复合锻造方法，进行精确成形锻造或接近成品零件的成形锻造，来获得精密锻件的越来越多了。

    不需冷成形所必须的球化退火和中间退火。热精（温）锻后，只对必需确保精度的部分局部冷精锻成形，即使形状复杂的大型锻件，也能用较小吨位的锻造压力机，锻造出高精度的锻件，这也是热冷复合锻造的优点。

例3．结合齿轮（热精锻 + 冷精锻）工艺流程：

坯料切断（带锯床）——加热（中频电炉）——镦粗去氧化皮、粗成形、精成形（16MN曲柄热模锻压力机）——冲孔——正火（电阻炉）——抛丸处理（Q3525B转台式抛丸清理机）——磷皂化处理（磷皂化槽组）——倒角部冷锻成形（6.3MN冷挤压力机）——反斜度成形（6.3MN 或4MN冷挤压力机）——热前机加工——渗碳——淬火、回火——抛丸（Q3525B转台式抛丸清理机）——热后机加工——分选包装。

顺便提一下 闭塞锻造，它是在封闭的凹模内，通过一个或两个冲头单向或双向挤压金属一次成形，即可获得无飞边的、少无切削的近净形锻件，材料利用率平均在90%以上。

4．1       精密棒料剪断机

少无飞边模锻、冷温挤压、闭塞模锻、精密辗压等要求采用精密剪切下料。在大量生产中锯切下料，嫌生产率低。

“金辰机械”研制了QA46系列精密棒料剪断机，有QA46-100、QA46-200、QA46-320、QA46-400、QA46-450、QA46-600、QA46-800、QA46-1000型，共8种规格。剪切断面斜度≤1.5°、重量误差≤±0.5%、断面圆度≥0.96，技术参数见样本，可供用户选用。

4．2       冷温挤压设备

  用于冷成形的机器可以是立式或卧式，单工位或多工位，机械压力机或液压机。

  对长杆形工件最好采用卧式多工位冷挤液压机。

4．2．1 我国早期生产的冷挤压机有：

1）偏心式下传动冷挤机J87-160、J87-250A、JA87-300、J87-400

2）齿轮偏心式冷挤机J87-160、J87-300、J87-400

3）卧式肘杆式冷挤机J88-200、JB88-200、JC88-200、JA88-315、JA88-500、JC88-500

4）立式肘杆式冷挤机J88-160

5）冷挤液压机400、630、1000、1500、2500等。

4．2．2  正在开发中的冷挤压机产品

我国冷挤专用压力机已得到发展，例如济南二机床集团有限公司生产2MN、4MN立式多工位压力机、上海锻压机床厂生产4MN、6.3MN冷锻压力机、J86K-250型2.5MN立式多连杆挤压机。天津南德压力机有限公司（现已无此公司）生产过KB2-1000型10MN液压冷锻压力机1台，其它厂生产过如L2×160型1.6MN、L2×250型2.5MN卧式双滑块活塞销冷挤压自动机等。

山东荣成金辰机械制造有限公司与济南二机床集团有限公司是联营单位，两厂都能生产济南二机床集团的J89和J82系列肘杆式冷挤压机。J89系列有：J89-400、J89-630、J89-800、J89-1000、J89-1250、J89-1600；J82系列有：J82-200、J82-200/1、J82-400、J82-400/1等。

荣成金辰机械制造有限公司还研制出杠杆式冷温锻造压力机专利产品，型号有JC-200、JC300、JC400、JC630、JC800、JC1000、JC1250、JC1600、JC2000、JC2500，共10种规格，下面是对该压力机的一个简单的介绍：

1、              底传动卧式杠杆机构，机床高度低。高度只有立式锻造机1/2左右，节省了厂房高度，便于维修；重心低、机床振动小。

产品外形图

 

2、              利用杠杆增力，使公称力行程很大，一般都在30mm以上。适用于各种复杂零件的挤压拉伸，拓宽了设备的使用范围。众所周知，选择锻造设备特别是挤压设备，最主要的是要根据设备的公称力行程来选择的，而金辰公司的冷温锻造机，可以为用户节省大量投资。

 

 

 

 

3、利用杠杆――多连杆的运动特性，滑块能在下死点瞬时停留压实，保证薄壁件和难加工金属的压实精密成形。

 

4、利用长杠杆的弹性，能够安全的进行压实锻造，避免了压力机和模具的损伤。

5、 较大的装模高度调整量，可以使您的模具使用寿命更长，操作更方便。

6、 增加了防闷车机构，可以有效的防止因操作失误导致的闷车。

7、 整体实心钢板结构和连杆与滑块等宽的结构，以及八面导轨的高精密导向使机床具有高刚度、高抗偏载能力、高精度运行，可以满足用户各种复杂工艺的多工位冷、温、热的精密锻造。

 

技 术 参 数MAIN TECHNICAL PARAMETERS

 “金辰机械”还生产MP系列曲柄热模锻压力机，供热精锻之用。

 

4．2．3       进口设备情况

已知的几台进口设备的价格列于表2。

表2  进口冷温锻压力机的价格

 

从表1中可以看出，用于生产高精度产品的压力机都是靠进口设备，从表2知进口压力机价格高昂，国内冷温锻厂家难以承受，冷温锻行业难以普及、发展和提高。国产冷温锻压力机的价格只有进口设备的1/3~1/4。综前所述各因素，加速发展国产冷温锻压力机才是出路，荣成金辰机械制造有限公司在这方面会作出贡献的。

 

参考文献

1．中国锻压协会 邀请函，2007。11。20~22，第三届中国国际金属成形展览会、第九届中国国际锻造展览会。

2．世界最新汽车技术，中国汽车技术研究中心  编，（罗晴岚  第二章第二节，锻压，P。69~105）山东科学技术出版社1999年3月。

3．蔡墉  江苏江北三个冷温锻件生产企业，《锻造工业》3/1999，-16~17。

4．罗晴岚  精锻直齿锥齿轮的现状和发展，《锻造与冲压》4/2007，-44~48。