一、冷鍛

冷鍛生產(chǎn)最早是從冷擠壓開(kāi)始的，到目前為止，冷擠壓成形也是冷鍛生產(chǎn)的主要形式，所以有一種習(xí)慣以冷擠壓(Cold Extrusion)來(lái)概括整個(gè)冷鍛生產(chǎn)技術(shù)。其實(shí)，這么說(shuō)并不確切，因冷鍛發(fā)展到今天還包括冷鐓和其它體積成形形式，所以冷鍛(Cold Forging)這個(gè)詞才能更準(zhǔn)確和全面地描述冷鍛生產(chǎn)技術(shù)。冷鍛的最大特點(diǎn)是：優(yōu)質(zhì)、高效、低能耗、大批量，冷鍛生產(chǎn)能力的大小和工藝水平的高低己成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的一個(gè)方面。

冷鍛工藝與其他工藝組合成的復(fù)合工藝對(duì)于某種零件，采用簡(jiǎn)單的圓柱形和圓環(huán)形坯料在冷鍛模具中一次成形，達(dá)到所要求的形狀和尺寸精度的技術(shù)，已經(jīng)被越來(lái)越多的人所掌握。為了適應(yīng)對(duì)冷鍛件的高附加值、低成本要求，冷鍛工藝滲透到溫鍛、鐓鍛成形、粉末冶金、沖壓、鑄造等領(lǐng)域，或者與這些工藝相結(jié)合，組合成復(fù)合工藝。其中預(yù)制坯溫鍛工藝目前得到了快速發(fā)展。即先用溫鍛使金屬達(dá)到產(chǎn)品的近似凈形，然后冷鍛進(jìn)行終成形提高精度，這樣可以減少采用冷成形制造預(yù)制坯的道數(shù)。

二、溫鍛

    溫鍛成形是近年來(lái)在冷鍛成形的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來(lái)的一種塑性成形工藝。變形溫度范圍為室溫以上、完全再結(jié)晶溫度以下。同冷鍛(主要是冷擠)相比：金屬的變形抗力有明顯的降低，有利于減少設(shè)備噸位和提高模具壽命；可用于難于冷鍛的一些金屬材料，如中高碳鋼、高合金鋼、鎂及鎂合金、鈦及鈦合金等：一般可以省去坯料或中間毛坯的預(yù)先退火、磷化等輔助工序，便于組織連續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)大大減少了環(huán)境污染等。同熱鍛相比：由于加工溫度低，氧化和脫碳程度大大減小，其鍛件的尺寸精度、表面粗造度和機(jī)械性能與冷擠壓零件接近。由于溫鍛工藝比較集中體現(xiàn)了冷鍛和熱鍛的優(yōu)點(diǎn)，受到人們的極大關(guān)注。尤其近年來(lái)，由于模具材質(zhì)、潤(rùn)滑和冷卻等外圍技術(shù)的發(fā)展，使得模具壽命大為提高，有的工序可獲得與冷鍛模具相同的壽命。

     目前，溫鍛已成功應(yīng)用于軸承套圈、錐齒輪、變速箱齒輪毛坯和等速萬(wàn)向節(jié)等汽車零件的生產(chǎn)。今后的趨勢(shì)是一方面將以往熱鍛的部分鍛件溫鍛化，提高鍛件尺寸精度，降低成本：另一方面與閉式模鍛等其他技術(shù)進(jìn)行結(jié)合而省去～些工序和提高成品率等。表1.1反映了熱鍛、溫鍛、冷鍛三種模鍛工藝所能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和適用范圍。

表l.1熱鍛溫鍛冷鍛工藝達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)及實(shí)用范圍比較

三、溫冷鍛復(fù)合成形工藝的研究開(kāi)發(fā)

雖然溫鍛成形工藝具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于加熱引起的坯料金屬體積膨脹和輕微脫碳而影響鍛件尺寸精度。溫鍛技術(shù)在國(guó)外已開(kāi)發(fā)出很多年，但是直到近年才被應(yīng)用于汽車制造業(yè)，鍛造溫度范圍通常為750～850℃，材料屈服應(yīng)力大致下降1／3，這就可顯著減小擠壓時(shí)模具所受的壓力，同時(shí)可顯著提高材料變形程度，減少工序和中間處理次數(shù)，并可應(yīng)用于冷鍛難于加工的材料。若采用溫鍛和冷鍛相結(jié)合，則可顯著提高溫鍛工藝的效果。采用先溫鍛后冷鍛的復(fù)合工藝可得到僅用冷鍛所能達(dá)到的尺寸精度和表面粗糙度，同時(shí)能減少工序數(shù)目，使用小噸位的壓力機(jī)。轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸、變速箱、轉(zhuǎn)向器中的弧齒錐齒輪、差速器齒輪、轎車軸、輸入軸、離合器齒輪等二十余種零件國(guó)外已實(shí)現(xiàn)少無(wú)切削溫冷鍛件的大量生產(chǎn)。

更重要的是一些形狀奇特相對(duì)尺寸變化大的復(fù)雜杯桿類零件，如轎車等速萬(wàn)向節(jié)鐘形套一般需要4～5個(gè)工步的多工位成形才能得到。對(duì)于這種零件，目前，日本、美國(guó)和俄羅斯均采用溫鍛成形和冷精整相結(jié)合的工藝，即基本的成形工序利用多工位溫鍛來(lái)實(shí)現(xiàn)，所得的工件經(jīng)退火和磷化之后進(jìn)行冷精整和冷縮徑成形。同多工序冷鍛相比，其能耗可降低到40％以下；同熱精鍛相比，鍛件尺寸精度可升到7～9級(jí)。對(duì)于DOJ型殼體其內(nèi)徑部分可直接達(dá)到零件要求，即完全實(shí)現(xiàn)無(wú)切削加工；對(duì)于BJ型殼體，其最難機(jī)械加工的滾珠溝槽僅留O．13-0．38mm(單邊)的磨削量。不難看出，這種工藝將成為實(shí)現(xiàn)凈形成形的一種主要工藝方法，今后必將得到迅速的發(fā)展。

溫冷鍛成形技術(shù)的應(yīng)用在近年來(lái)得到了較快發(fā)展，特別在汽車工業(yè)中得到了迅速應(yīng)用。但其專門研究文獻(xiàn)還較少。德國(guó)學(xué)者Dr．Ekkehard Kormer等討論了溫鍛成形和冷鍛成形結(jié)合起來(lái)生產(chǎn)形狀復(fù)雜零件的可行性，并以汽車工業(yè)中的三個(gè)典型零件為例對(duì)該成形方法在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性進(jìn)行了比較。該綜合成形工藝的特點(diǎn)是采用溫鍛工藝預(yù)成形零件復(fù)雜形狀，然后用冷精整來(lái)保證零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。這樣可以降低成形載荷，減少工步數(shù)量，減少或完全省去中間熱處理工步，從而連續(xù)生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，而零件精度能達(dá)到冷鍛成形的精度。