汽车零件温冷复合成形加工工艺探讨

杨晖慧

摘 要：随着社会经济的发展，人们对于汽车的需求量在不断增加，因此要求对汽车零部件的加工工艺进行进一步地优化和完善，传统汽车零件的加工工艺主要有热形成和冷形成两种，这两种方法都具有各自的加工特点，同时也在很大程度上存在缺陷和不足，难以满足当前的零件加工需求。本次研究中首先将对热形成与冷形成加工工艺的特点以及缺陷进行分析，在此基础上对目前应用比较广泛的温冷复合成形工艺进行分析和探讨，为我国汽车零件的加工提供理论支持。

关键词：汽车零件；温冷复合成形；加工工艺

中图分类号：U466 文献标识码：A

随着环境问题的不断加剧，因此工业生产对于环境产生的影响成为各国关注的焦点，因此传统的工业生产方式必须进行改革和优化，大力倡导绿色工业生产已经成为各国工业发展的目标。而随着汽车企业对零部件生产要求的不断提高，因此汽车零件生产企业就需要对传统的生产工艺进行优化升级，在这种背景下，温冷复合加工工藝就成为个零件生产企业的优选加工方式，在提升生产效率的同时，也提高了零件的质量。

1.热形成与冷形成工艺主要特点及存在的缺陷

1.1 热形成工艺主要特点及存在的缺陷。热形成工艺中首先将金属的坯料进行加热，达到锻造温度后，利用模锻的方式达到精密成形，也是汽车零件成形的主要应用方式之一，通过该方式成形的材料具有塑性优和抗力低的特点，可以形成工艺较为复杂的相关工件；然而由于精锻件的各部分具有较大的尺寸差异，因此在冷却中尺寸较小部分的速度较快，因此与大尺寸部分产生较大的差异，同时在成形中也可能出现过热或过烧等现象。

1.2 热形成工艺主要特点及存在的缺陷。冷形成工艺在室温状态下成形工艺，利用挤压、镦粗等方式塑性变形，该成形工艺具有消耗量低、效率高等优势，在汽车零部件生产中得到了广泛的应用。然而该成形技术对于变形材料以及零件的形状自身的适应性较低，因此仅仅能够用在简单成形中，应用推广受到了一定的限制。

2.汽车零件温冷复合成形加工工艺

2.1 温冷复合成形加工工艺概述。温冷复合成形工艺中首先需要将金属进行加热，当其温度达到再结晶温度以下时，再实施锻造，其温度范围为750℃～850℃，在锻造的过程中相关材料的屈服应力可能下降30%左右，此时能够显著降低由于挤压过程中模具所承受的巨大压力，并且能够有效提升材料的最大变形程度，进行有效降低工序次数和中间的相关操作工序促使等，温冷复合加工工艺可以加工在冷加工中不能加工的相关材料，是冷加工工艺的优化升级。温冷复合技术是20世纪70年代中在国外出现的一种新型的锻造工艺，直至80年底中期才逐渐被应用在汽车零部件的加工中，发展到现在已经成为汽车零部件加工中的主要锻造技术。进行精密锻造的主要目标是使加工完成的相关产品能够直接投入使用，而无须在进行任何形式的后续加工操作，然而通常情况下，精密锻造的产品仍然需要进行进一步地加工，这样才能进一步提升产品尺寸的精度以及降低产品表面的粗糙程度，主要是因为在精密加工中由于温度的巨大变化，可能形成产品生产尺寸上的差异。而通过应用温冷复合加工工艺可以直接达到仅用冷锻能够达到的产品尺寸精度以及产品表面的粗糙程度等，与此同时，通过应用该加工技术还可以有效降低工序的次数，应用吨位较小的压力机就能够完成生产。

2.2 温冷复合成形加工工艺中毛坯精度。常规的模锻件的尺寸精度利用常规的锻造方法就能够达到要求，产品表面的粗糙度值>1.6um；同时产品合理的尺寸精度精密等级为E，因此其表面的粗糙度值可以达到0.4um～1.6um。目前通过应用温加工工艺成形毛坯生产中的大变形加工，再利用冷加工工艺对其精度进行再加工，因此能够有效地解决大规格产品生产过程中冷段形成设备能力不足的主要问题，同时也解决了中碳合金钢以及高碳合金钢中利用温锻以及热锻加工工艺时，成形的精度较低，以及冷锻中成形会受到变形量的影响等一系列问题。

2.3 温冷复合成形加工工艺中毛坯的机械性能。当毛坯的温度达到500℃～800℃时，可以对毛坯进行挤压成形，因此产品的强度具有非常高的极限。通过温冷复合工艺成形的产品，在与冷挤压产品相比较时，其冲击的韧性可高出20%～40%，同时产品的延伸率可以提高15%～25%。由于产品在挤压的过程当中，其硬化效应非常强烈，同时其硬度会随着产品变形程度的不断增加而相应增加；并且，伴随着挤压中温度的不断升高，产品所具有的室温下的抗拉强度也在不断地降低。然而与挤压之前的毛坯抗拉的总体强度相比较时，当所有产品均经过挤压之后，其抗拉强度都出现了不同程度的提高；与抗拉强度相似，室温下的屈服载荷也会随着挤压温度的不断升高而逐渐降低，然而同机械方式加工的产品所具有的屈服载荷强度相比较时，其屈服载荷能提升1.8倍～2.5倍，甚至还会更高，同时当产品所具有的壁部越薄时，其屈服载荷的提高程度就会越高。

结语

温冷复合工艺是一种高效、精密的生产工艺，可以为生产企业节约大量的生产原材料，同时在能源消耗方面和机械加工工时方面也具有很大的优势。运用温冷复合加工工艺形成的毛坯精度能够高达IT7级～IT8级，与传统的热形成加工工艺相比，其加工余量显著减少，通过温冷复合加工工艺能够直接实现半精加工以及精加工。通过在汽车零件生产企业中推广应用温冷复合工艺能够促进企业的节能减排，提高生产企业的经济效益。

参考文献

[1]王德林，陆有根，吴兵.温、冷精锻复合成形技术应用及其发展趋势[J].热加工工艺，2013（5）：107-110.