GB/T 35082-2018 钢质冷挤压件 工艺规范

　　ICS 77 . 140 . 85 J 32

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 35082—2018

　　钢质冷挤压件 工艺规范

　　Steelcoldextrusionpart—Technicalspecification

　　2018-05-14 发布 2018-12-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 35082—2018

　　GB/T 35082—2018

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC 74)提出并归口 。

　　本标准起草单位：上海交通大学、江苏太平洋精锻科技股份有限公司、江苏龙城精锻有限公司、北京机电研究所、芜湖禾田汽车工业有限公司。

　　本标准主要起草人：赵震、胡成亮、陶立平、刘强、魏巍、潘琦俊、吴公明、申加圣、孙跃、胡柏丽、周林、黄泽培、金红。

　　GB/T 35082—2018

　　钢质冷挤压件 工艺规范

　　1 范围

　　本标准规定了钢质冷挤压件(以下简称“冷挤压件”)的工艺规范，包括变形方式分类、工艺方案确定，以及变形工序编制、主要工艺参数确定、毛坯制备和设备选择原则。

　　本标准适用于钢质冷挤压件。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 700 碳素结构钢

　　GB/T 1591 低合金高强度结构钢

　　GB/T 8541 锻压术语

　　3 术语和定义

　　GB/T 8541 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 符号

　　下列符号适用于本文件。

　　d0 —冷挤压件毛坯直径，单位为毫米(mm)。

　　d1 —正挤压件挤出部分外径、反挤压件内径，单位为毫米(mm)。

　　F0 —冷挤压件变形前横截面面积，单位为平方毫米(mm2 ) 。

　　F1 —冷挤压件变形后横截面面积，单位为平方毫米(mm2 ) 。

　　h0 —冷挤压件毛坯高度，单位为毫米(mm)。

　　L1 —杯形反挤压件孔深度，单位为毫米(mm)。

　　P —挤压力，单位为千牛(kN)。

　　p —单位挤压力，单位为兆帕斯卡(MPa)。

　　S —冷挤压件壁厚，单位为毫米(mm)。

　　t —冷挤压件底厚，单位为毫米(mm)。

　　α —正挤压凹模入口角，单位为度(°)。

　　β —反挤压凸模锥角，单位为度(°)。

　　εF —断面减缩率 [εF] —许用变形程度。

　　注 ：以上符号示意见图 1 。

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　　a)正挤压 b)反挤压

　　图 1 符号示意图

　　5 工艺规范

　　5 . 1 冷挤压变形方式分类

　　冷挤压变形方式分为正挤压(见图 2)、反挤压(见图 3)、复合挤压(见图 4)、镦挤复合(见图 5)、径向挤压(见图 6)和自由缩径(见图 7) 。对于冷挤压件，可以通过其中一种或多种变形方式的组合来获得。

　　图 2 正挤压

　　图 3 反挤压

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　　图 4 复合挤压

　　图 6 径向挤压

　　图 5 镦挤复合

　　图 7 自 由缩径

　　5 . 2 冷挤压工艺方案确定

　　5 . 2 . 1 一般原则：冷挤压件单次变形量宜在许用变形程度[εF]范围内，超过许用变形程度的冷挤压件，可以通过增加工步来实现。

　　5 . 2 . 2 正挤压：正挤压件毛坯高径比宜满足 h0/d0≤5。

　　5 . 2 . 3 反挤压：杯形反挤压件内孔高径比宜满足 L1/d1≤2.5,采用特殊装置时，L1/d1 可达 5 。杯形反挤压件底厚与壁厚之比宜满足 t/s≥1.2。

　　5 . 2 . 4 复合挤压：复合挤压许用变形程度按单向挤压计算，其值可超过正挤压或反挤压的许用变形程度。

　　5 . 2 . 5 镦挤复合：镦挤复合件一次成形时，镦粗变形抗力应大于挤压变形抗力。 镦粗部分毛坯的高径比宜满足 h0/d0≤2.5。

　　5 . 2 . 6 径向挤压：宜采用双向运动凸模。

　　5 . 2 . 7 自 由缩径：变形程度宜为 18%~20%。

　　5 . 2 . 8 典型的冷挤压变形工步框图见图 8 。

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　　图 8 典型的冷挤压变形工步框图

　　5 . 3 冷挤压变形工序编制原则

　　5 . 3 . 1 工序设计应遵循材料的变形规律，应考虑零件材料变形抗力，以及冷挤压件的形状复杂程度、尺寸精度和表面质量要求。

　　5 . 3 . 2 应进行毛坯软化及表面润滑处理工序。

　　5 . 3 . 3 工序设计应考虑模具的设计、制造、寿命、成本等因素。

　　5 . 3 . 4 工序设计宜考虑实现机械化和自动化生产。

　　5 . 4 冷挤压主要工艺参数确定原则

　　5 . 4 . 1 变形程度的确定

　　5 . 4 . 1 . 1 各种钢质材料的许用变形程度见表 1 。

　　表 1 冷挤压许用变形程度

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　　5 . 4 . 1 . 2 反挤压变形程度[εF]宜在 40%~60%范围内。

　　5 . 4 . 1 . 3 正挤压变形程度应根据冷挤压件截面积大小合理选用。

　　5 . 4 . 1 . 4 多工位冷挤压时，各工位的变形程度应尽量均匀分布。

　　5 . 4 . 1 . 5 大批量冷挤压件生产时，所选用的[εF]值应适当偏小。

　　5 . 4 . 2 变形力的确定原则

　　5 . 4 . 2 . 1 宜采用数值模拟方法计算各工序变形力。 亦可采用诺模图确定变形力。 钢质材料正挤压和反挤压在不计变形速度影响情况下的变形力诺模图及其示例参见附录 A。

　　5 . 4 . 2 . 2 复合挤压件的变形力计算，在一端封闭的条件下，可按大的变形程度计算变形力;在两端自由的条件下，可按小的变形程度计算变形力。

　　5 . 4 . 2 . 3 镦挤复合件的变形力，按镦粗的最大截面进行计算。

　　5 . 4 . 2 . 4 自 由缩径件的变形力，按正挤压进行计算。

　　5 . 5 冷挤压件毛坯制备原则

　　5 . 5 . 1 毛坯可根据冷挤压件形状及技术经济要求选用板材、棒材、线材、管材等。

　　5 . 5 . 2 毛坯下料可采用锯切、切削、剪切及蓝脆冲切等方法。 下料后宜增加去毛刺、整形工序。 棒材采用剪切下料时，毛坯长径比不宜小于 1 . 0 。

　　5 . 5 . 3 毛坯软化应遵循以下原则：在满足塑性变形需求的前提下，为后续加工做组织准备。

　　5 . 6 冷挤压设备的选择原则

　　5 . 6 . 1 冷挤压设备的力-行程曲线及能量应满足冷挤压件成形的力-行程曲线及变形功的要求。

　　5 . 6 . 2 冷挤压设备应具有较好的刚性和导向精度。

　　5 . 6 . 3 冷挤压设备应有顶出装置。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　用诺模图确定冷挤压变形力示例

　　A.1 材料为 10#钢，毛坯直径 d0 = 75 mm,挤压后直径 d1 =45 mm,毛坯高度 h0 = 112 mm, 凹模入口角 α=100°,用诺模图确定实心件冷态正挤压单位挤压力及挤压力。

　　查图 A. 1：以凸模直径 d0 为起点，在 ①区找到 d0 与代表挤压后直径 d1 曲线的交点，向上投影查得断面缩减率 εF=63%;由 εF=63%向上投影至 ②区中 10#钢所对应曲线，再投影至 ③区中 h0/d0 = 1 . 5的曲线上，再根据③区中正挤压凹模入口角α=100°进行修正，可查得修正后的单位挤压力 p= 1 030 MPa;将 p= 1 030 MPa 一点投影至 ④区中，与 d0 在 ④中的投影相交，即可求得挤压力 P=4 400 kN。

　　图 A.1 正挤压变形力诺模图

　　A.2 材料为 10#钢，毛坯直径 d0 = 70 mm, 凸模直径 d1 = 57 mm, 毛坯高度 h0 = 70 mm,反挤压凸模锥角 β=150°,用诺模图确定杯心件冷态反挤压单位挤压力及挤压力。

　　查图 A. 2：以凸模直径 d1 为起点，在 ①区找到 d1 与代表毛坯直径 d0 曲线的交点，向上投影查得断面缩减率εF=66%;由 εF=66%向上投影至 ②区中 10#钢所对应曲线，再投影至 ③区中h0/d0 = 1 的曲线上，再根据 ③区中反挤压凸模锥角β=150°进行修正，可查得修正后的单位挤压力 p= 1 860 MPa;将p= 1 860 MPa 一点投影至 ④区中，与 d1 在 ④区中的投影相交，即可求得挤压力 P=4 800 kN。

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　　图 A.2 反挤压变形力诺模图