冷成型

冷成型是机械和设备工程中常用的一种成型技术。该流程由专用成型压力机自动完成。压力机经常与其他机器相互配合。

根据DIN 8580标准，冷成型可在远低于再结晶温度的条件下使金属凝固。通过较大的成型力（压缩力和拉伸力），它们变得更具韧性。金属零部件的意外变形称为冷变形。如参数不正确，就会在车辆撞击事故或工业生产中发生。该行业使用冷成型来提高金属材料的强度，并获得良好的表面性能和较低的尺寸公差。冷成型的目的是改变原材料的属性，但不改变其形状。用于冷成型的机器是具有高部件通量的压力机。它们每分钟可处理150到300件。

由于单个工序往往无法实现变形，因此需要连续使用多个工序。例如，线材的冷成型是在卧式压力机上进行的。送入的铜线首先被切割成正确的长度，然后通过多个冲头和成型模具成型。根据不同的应用，加工硬化可分为钣金成型和大规模冷成型。钣金成型流程包括深拉、冷轧、弯曲、封边和旋压。大规模冷成型包括冷拔、冷锻、冷旋锻和冷挤压等。

冷成型适用于需要较硬金属和较高屈服强度的所有应用领域：机械、设备和仪器工程、汽车工程和电气工程。所有不适合热成型的非脆性金属和合金都可用于冷成型。冷成型是在室温下进行，还是在稍稍升温后进行，取决于相应金属的再结晶温度。温成型和热成型与加工硬化的不同之处在于，这些成型技术使用的温度高于再结晶温度。冷成型可通过再结晶退火进行逆转。

在冷成型过程中，晶格会发生变化。位错密度会随着运动而增加。位错相互摩擦，相互干扰。因此，加工硬化之后通常还要进行热处理。工业用户必须施加更大的压缩应力，以提高硬度和屈服强度。采用冷成型会降低工件的延展性、初始磁导率和导电性。冷成型也能提高磁化率。位错密度增加的一个副作用是会使晶格中储存的能量增加。如果冷变形的时间超过凝固所需的时间，金属就会开裂。钣金成型的特点是材料厚度基本保持不变。另一方面，大规模冷成型会导致截面发生巨大变化。

主要优点包括：

• 尺寸公差更小，加工更精密
  
• 纤维路线不中断
  
• 材料永久硬化
  
• 与机械加工相比，材料利用率更高
  
• 适合大批量生产
  
• 处理时间短
  
• 表面质量好
  
• 节能生产
  
• 通常不需要进一步的硬化处理
  
• 更高的工件承载能力

主要缺点是需要很大的机械力。拉伸试验显示部件何时断裂。

加工硬化会导致褶皱、重叠、材料变薄和开裂等缺陷。这些缺陷往往在成品部分才被发现。可在生产后，使用高频脉冲测量等现代方法检查成型工具和零部件。此外，借助这些方法还可以监控整个冷成型流程。参数变化会造成部件裂缝，从而导致图像振幅增大。自动三维光学测量系统可确保始终如一的高质量。这也简化了钣金特性的确定和初始样品的检查。