一、冷擠壓件毛坯的形狀與尺寸

在進行冷擠壓工藝設計之前，要研究制件的擠壓工藝性，并對不适合擠壓加工的形狀與尺寸進行修改，确定擠壓件圖，然後根據擠壓件圖計算毛坯尺寸。

1.毛坯形狀的确定

擠壓件的毛坯形狀設計是否合理，将直接影響制件的形狀與尺寸，并且還将影響模具的壽命。冷擠壓用毛坯通常都是棒料或塊料，其斷面形狀可根據制件的相應斷面形狀确定。一般情況下，确定毛坯形狀的原則是:旋轉體及軸對稱多角類件選用圓柱形毛坯;矩形類件可選用矩形毛坯。此外，還應考慮擠壓方法，如圖7-9所示，采用正擠壓法時，用區(a）所示實心毛坯能擠出實心件;用圖(b)所示空心坯料能擠出空心件。反擠壓時，毛坯的形狀采用實心和空心均可。

2.毛坯尺寸的計算

冷擠壓毛坯尺寸根據制件體積與毛坯體積相等的原則計算。如果擠壓後還要進行切削加工,則毛坯的體積V坯還應按制件實際體積V件.再加上切削消耗量，即 V胚 =V件 V修。其中 V修 為修邊餘量體積或切削消耗量體積(mm³) ，一般取擠壓件體積的3～5 %，旋轉體的修邊餘量AH可查表7-5。

求得的毛坯體積與毛坯橫斷面積 F0 之比即為毛坯的高度 h0，即 h0=V胚/ F0。

在冷擠壓過程中，為了能使毛坯順利放入凹模，毛坯的外徑d坯應比凹模内徑 d凹 小，通常取d還 = d凹 - (0.1~0.3)。擠壓空心件時，采用帶内孔的毛坯，其毛坯内徑d胚可按如下确定:

制件内孔要求精度不高時 d坯 = d件 (0.1~-0.3)

制件内孔要求精度較高時 d胚= d件 (0.01～0.05)

二、毛坯的制取

制取毛坯常采用以下幾種方法:

剪切加工，用棒料在剪切模上剪切加工成毛坯。其優點是生産率和材料利用率高,缺點是剪下的毛坯斷面與軸線不垂直，端面比較粗糙，常在剪切後用镦平模将端面壓平後再進行冷擠壓。

闆料落料加工，将闆料通過一般沖裁法和精沖法制得毛坯。前者沖出的毛坯斷面不甚光整，後者沖出的毛坯斷面平直光亮，但所需的力較大，常用于有色金屬。落料加工制取毛坯生産率高，精度可達IT7～IT8級，但材料利用率較低，一般為60%左右。毛坯的長徑比應小于3/4。

切削加工。單件或小批量生産時，常用車床或銑床加工毛坯,其斷面較好,不需要镦平即可用來擠壓，但材料利用率較低,一般為70～90%，而且生産率也很低。

三、毛坯的軟化處理

冷擠壓前的毛坯，必須進行軟化處理，以降低材料的硬度、提高塑性，消除内應力和得到良好的金相組織，并且還能降低擠壓力，提高模具壽命。冷擠壓常用料的毛坯軟化處理規範見表7-6。表中的保溫時間與毛坯的尺寸大小、放置方法及裝爐量等因素有關，使用時要根據實際情況來确定具體的保溫時間。

對于變形劇烈或有冷作硬化的多工序冷擠壓，在工序間仍然需要進行軟化熱處理。

表7-6 常用材料的軟化熱處理規範

四、毛坯的潤滑處理

為降低單位擠壓力，以提高制件的表面質量和延長模具的使用壽命，必須對冷擠壓毛坯進行合理的潤滑處理。

冷擠壓的潤滑處理，用一般塗刷的方法雖然簡便，但效果不好。因為在高擠壓力的作用下，潤滑劑容易被擠掉，起不到潤滑作用。目前比較常用的方法是，先對毛坯進行表面處理，如鈍化處理、氧化處理、磷酸鹽處理、草酸鹽處理等。經過處理的表面，形成一層多孔狀的薄膜，具有良好的塑性,可容納一定量的潤滑劑。然後，在經過處理的毛坯表面塗豬油、羊毛脂、豆油、菜油、礦物油、硬脂酸鈉、硬脂酸鋅及皂化液等潤滑劑,使其在表面上形成牢固的潤滑膜。例如碳鋼件的擠壓，毛坯要先進行磷酸鹽處理,然後塗皂化液,簡稱磷化-皂化處理,其潤滑層構成如圖7-10所示。

實踐證明,經過以上處理後,在擠壓開始時,即使單位擠壓力較大，潤滑劑也不會被刮掉,可在擠壓全過程始終起到潤滑作用。但不是所有的冷擠壓件毛坯都要進行表面處理和潤滑處理，如在單位擠壓力不高，變形不大的情況下，可采用對坯料表面進行磷化處理而不塗潤滑劑，或将潤滑劑直接塗在未處理的毛坯表面上。鋁和銅的擠壓，--般使用動、植物油，硬脂酸鋅、硬脂酸、金屬皂等，即可順利進行擠壓。表7-7所示為幾種材料的老面處理與潤滑,表7-8所示為有色金屬冷擠壓潤滑劑。

五、碳鋼與低合金鋼冷濟壓的磷化一潤滑處理程序

1.表面清洗階段

磷化前的毛坯表面要求十分清潔，必須進行徹底洗滌。清洗常按下述步驟和方法進行:

①去油脂：氫氧化鈉(NaOH )60～100克，碳酸鈉(大蘇打)(Na₂ CO₃)60～100克，磷酸鈉(NaPO₄)25～80克，水玻璃(Na₂ SiO₃) 10~15克，水（H₂ O)1升，處理溫度≥85°C ，處理時間為15～25分鐘。去油可用鐵槽。

②熱水清洗：處理溫度為80~100°C，處理時間為15~25分鐘。

③去除表面氧化層：一種是機械處理，即用噴砂或滾磨的方法，另一種是化學處理，即酸洗的方法。酸洗有兩種配方。配方一是:硫酸（H₂SO₄) 120～180克，食鹽(NaC1)8～10克，水（H₂O）1升，溫度為65～70℃，時間為5～15分鐘。配方二是:鹽酸HCl(32度）100%，溫度為室溫，時間為5～10分鐘。

④流動水沖洗:溫度為室溫，時間為4～5次吊動。

⑤中和：碳酸鈉(Na₂CO₃)80~100克，水（H₂0) 1升z溫度為35~50℃，時間為2 ~3分鐘。

⑥流動冷水沖洗:處理溫度為室溫，處理時間為3～4次吊動。經過上述處理的毛坯,就可進行磷化處理。

2．磷化處理階段

磷化配方見表7-7。毛坯磷化後，需經熱水清洗。其溫度為70～80℃,時間為4～6次吊動。

3 . 潤滑階段

經磷化處理的毛坯，還要進行潤滑處理。目前常用的潤滑劑有硬脂酸鈉、肥皂、二硫化钼、機油或動物油等。用硬脂酸鈉或肥皂作為潤滑劑進行潤滑處理，通常稱為“皂化”。現介紹兩種配方如下:

配方一：硬脂酸鈉（C₁₇H₃₅COONa) 5～9克，水（H₂O) 1升，溫度為60～70℃；時間為10分鐘。如果沒有硬脂酸鈉，則可按硬脂酸（C₁₇H₃₅,COOH) 57克,氫氧化鈉(NaOH)8克，水(H₂O) 1升的比例配制，将三者在容器内加熱到90℃以上，攪拌1～2小時，即得到透明的黃色硬脂酸鈉。

配方二:肥皂60～70克，水(H₂O)1升，溫度為45～65℃，時間為30分鐘。

經皂化處理的毛坯，應在幹燥的狀态下使用。可以利用本身在皂化時獲得的熱量幹燥(自然幹燥)，也可用溫度75～110℃的熱空氣進行幹燥。幹燥的溫度不宜超過180℃，否則潤滑膜将受到破壞。

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