汽車零件溫冷復(fù)合成形加工工藝探討

楊暉慧

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于汽車的需求量在不斷增加，因此要求對汽車零部件的加工工藝進(jìn)行進(jìn)一步地優(yōu)化和完善，傳統(tǒng)汽車零件的加工工藝主要有熱形成和冷形成兩種，這兩種方法都具有各自的加工特點(diǎn)，同時(shí)也在很大程度上存在缺陷和不足，難以滿足當(dāng)前的零件加工需求。本次研究中首先將對熱形成與冷形成加工工藝的特點(diǎn)以及缺陷進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對目前應(yīng)用比較廣泛的溫冷復(fù)合成形工藝進(jìn)行分析和探討，為我國汽車零件的加工提供理論支持。

關(guān)鍵詞：汽車零件；溫冷復(fù)合成形；加工工藝

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著環(huán)境問題的不斷加劇，因此工業(yè)生產(chǎn)對于環(huán)境產(chǎn)生的影響成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)，因此傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式必須進(jìn)行改革和優(yōu)化，大力倡導(dǎo)綠色工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)成為各國工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。而隨著汽車企業(yè)對零部件生產(chǎn)要求的不斷提高，因此汽車零件生產(chǎn)企業(yè)就需要對傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化升級，在這種背景下，溫冷復(fù)合加工工藝就成為個零件生產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)選加工方式，在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)，也提高了零件的質(zhì)量。

1.熱形成與冷形成工藝主要特點(diǎn)及存在的缺陷

1.1 熱形成工藝主要特點(diǎn)及存在的缺陷。熱形成工藝中首先將金屬的坯料進(jìn)行加熱，達(dá)到鍛造溫度后，利用模鍛的方式達(dá)到精密成形，也是汽車零件成形的主要應(yīng)用方式之一，通過該方式成形的材料具有塑性優(yōu)和抗力低的特點(diǎn)，可以形成工藝較為復(fù)雜的相關(guān)工件；然而由于精鍛件的各部分具有較大的尺寸差異，因此在冷卻中尺寸較小部分的速度較快，因此與大尺寸部分產(chǎn)生較大的差異，同時(shí)在成形中也可能出現(xiàn)過熱或過燒等現(xiàn)象。

1.2 熱形成工藝主要特點(diǎn)及存在的缺陷。冷形成工藝在室溫狀態(tài)下成形工藝，利用擠壓、鐓粗等方式塑性變形，該成形工藝具有消耗量低、效率高等優(yōu)勢，在汽車零部件生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而該成形技術(shù)對于變形材料以及零件的形狀自身的適應(yīng)性較低，因此僅僅能夠用在簡單成形中，應(yīng)用推廣受到了一定的限制。

2.汽車零件溫冷復(fù)合成形加工工藝

2.1 溫冷復(fù)合成形加工工藝概述。溫冷復(fù)合成形工藝中首先需要將金屬進(jìn)行加熱，當(dāng)其溫度達(dá)到再結(jié)晶溫度以下時(shí)，再實(shí)施鍛造，其溫度范圍為750℃～850℃，在鍛造的過程中相關(guān)材料的屈服應(yīng)力可能下降30%左右，此時(shí)能夠顯著降低由于擠壓過程中模具所承受的巨大壓力，并且能夠有效提升材料的最大變形程度，進(jìn)行有效降低工序次數(shù)和中間的相關(guān)操作工序促使等，溫冷復(fù)合加工工藝可以加工在冷加工中不能加工的相關(guān)材料，是冷加工工藝的優(yōu)化升級。溫冷復(fù)合技術(shù)是20世紀(jì)70年代中在國外出現(xiàn)的一種新型的鍛造工藝，直至80年底中期才逐漸被應(yīng)用在汽車零部件的加工中，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車零部件加工中的主要鍛造技術(shù)。進(jìn)行精密鍛造的主要目標(biāo)是使加工完成的相關(guān)產(chǎn)品能夠直接投入使用，而無須在進(jìn)行任何形式的后續(xù)加工操作，然而通常情況下，精密鍛造的產(chǎn)品仍然需要進(jìn)行進(jìn)一步地加工，這樣才能進(jìn)一步提升產(chǎn)品尺寸的精度以及降低產(chǎn)品表面的粗糙程度，主要是因?yàn)樵诰芗庸ぶ杏捎跍囟鹊木薮笞兓赡苄纬僧a(chǎn)品生產(chǎn)尺寸上的差異。而通過應(yīng)用溫冷復(fù)合加工工藝可以直接達(dá)到僅用冷鍛能夠達(dá)到的產(chǎn)品尺寸精度以及產(chǎn)品表面的粗糙程度等，與此同時(shí)，通過應(yīng)用該加工技術(shù)還可以有效降低工序的次數(shù)，應(yīng)用噸位較小的壓力機(jī)就能夠完成生產(chǎn)。

2.2 溫冷復(fù)合成形加工工藝中毛坯精度。常規(guī)的模鍛件的尺寸精度利用常規(guī)的鍛造方法就能夠達(dá)到要求，產(chǎn)品表面的粗糙度值>1.6um；同時(shí)產(chǎn)品合理的尺寸精度精密等級為E，因此其表面的粗糙度值可以達(dá)到0.4um～1.6um。目前通過應(yīng)用溫加工工藝成形毛坯生產(chǎn)中的大變形加工，再利用冷加工工藝對其精度進(jìn)行再加工，因此能夠有效地解決大規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)過程中冷段形成設(shè)備能力不足的主要問題，同時(shí)也解決了中碳合金鋼以及高碳合金鋼中利用溫鍛以及熱鍛加工工藝時(shí)，成形的精度較低，以及冷鍛中成形會受到變形量的影響等一系列問題。

2.3 溫冷復(fù)合成形加工工藝中毛坯的機(jī)械性能。當(dāng)毛坯的溫度達(dá)到500℃～800℃時(shí)，可以對毛坯進(jìn)行擠壓成形，因此產(chǎn)品的強(qiáng)度具有非常高的極限。通過溫冷復(fù)合工藝成形的產(chǎn)品，在與冷擠壓產(chǎn)品相比較時(shí)，其沖擊的韌性可高出20%～40%，同時(shí)產(chǎn)品的延伸率可以提高15%～25%。由于產(chǎn)品在擠壓的過程當(dāng)中，其硬化效應(yīng)非常強(qiáng)烈，同時(shí)其硬度會隨著產(chǎn)品變形程度的不斷增加而相應(yīng)增加；并且，伴隨著擠壓中溫度的不斷升高，產(chǎn)品所具有的室溫下的抗拉強(qiáng)度也在不斷地降低。然而與擠壓之前的毛坯抗拉的總體強(qiáng)度相比較時(shí)，當(dāng)所有產(chǎn)品均經(jīng)過擠壓之后，其抗拉強(qiáng)度都出現(xiàn)了不同程度的提高；與抗拉強(qiáng)度相似，室溫下的屈服載荷也會隨著擠壓溫度的不斷升高而逐漸降低，然而同機(jī)械方式加工的產(chǎn)品所具有的屈服載荷強(qiáng)度相比較時(shí)，其屈服載荷能提升1.8倍～2.5倍，甚至還會更高，同時(shí)當(dāng)產(chǎn)品所具有的壁部越薄時(shí)，其屈服載荷的提高程度就會越高。

結(jié)語

溫冷復(fù)合工藝是一種高效、精密的生產(chǎn)工藝，可以為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約大量的生產(chǎn)原材料，同時(shí)在能源消耗方面和機(jī)械加工工時(shí)方面也具有很大的優(yōu)勢。運(yùn)用溫冷復(fù)合加工工藝形成的毛坯精度能夠高達(dá)IT7級～I(xiàn)T8級，與傳統(tǒng)的熱形成加工工藝相比，其加工余量顯著減少，通過溫冷復(fù)合加工工藝能夠直接實(shí)現(xiàn)半精加工以及精加工。通過在汽車零件生產(chǎn)企業(yè)中推廣應(yīng)用溫冷復(fù)合工藝能夠促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排，提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王德林，陸有根，吳兵.溫、冷精鍛復(fù)合成形技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J].熱加工工藝，2013（5）：107-110.