Valeo輪轂（見圖1）是汽車離合器中的重要零件，材質為45鋼。其（qí）公差要求為±0.015~0.03m m ，齒形的（de）精度7級。在韓國采用21道工序冷成形，其中（zhōng）還要3次退火、酸（suān）洗及磷化-皂化，能量消耗大，工序繁雜，對環境汙染嚴重，製造成本很高。

一、成形方案的比較

      精鍛成形的方法很多（duō），如在通用壓力機上和專用壓力機上的精（jīng）密成形；在工藝上，冷（lěng）溫或熱冷、熱溫組合的複（fù）合成形技（jì）術；擠壓；在模具結（jié）構上，多向模鍛（包括在可分凹（āo）模模鍛）、小飛邊和無飛邊模（mó）鍛；在成形溫度的控製上，有等溫模鍛（duàn）、超塑性成形、液態模鍛和半（bàn）固態成形等。

      1. 從變（biàn）形能力及成形精度選擇（zé）成形方案（àn）

      溫、冷（或熱、冷或熱、溫）結合的成形方法 即先溫（wēn）（或熱）成形，再冷整形，我們稱為複合成形工藝。用該工（gōng）藝可揚（yáng）長避短，優勢互補，充分利用了熱鍛和（hé）冷鍛的各自優點：熱態下，金屬塑性好，成形能力幾乎是冷鍛的4倍，流變應力是冷鍛的1/5～1/3（見表1），因此，主要變形過程由熱鍛完成；而冷鍛件的精度高，可達到IT8～11。

      輪轂零件的材（cái）質（zhì）為45鋼，該種材料屬於中碳鋼，如冷變形，極限變形（xíng）程（chéng）度不能超過60%。而實際上，由於我國鋼的純淨度遠不（bú）如發達國家的，因此其塑性變形程度也（yě）難達到60%。據韓（hán）國的冷鍛經驗，需（xū）3次成形，且每次成形後都（dōu）要進行退火、酸洗及磷化-皂化。

      參照表1和表2，要想減少成形工序，若（ruò）從成形能力來看，首選熱鍛或亞熱鍛；若從成形精度看，則首選冷鍛（duàn）工藝。

      2. 從生產批量選擇成形方案（àn）

      從表1及（jí）圖2可以看出，溫鍛成本，甚至可與不需

      退火的毛坯而（ér）直接冷鍛相媲美，溫鍛（duàn）件的模具成（chéng）本隻是熱鍛（duàn）件的50%。但是（shì），用於溫（wēn）鍛的機器成（chéng）本幾乎比熱鍛機器高出31%～37%。參考表1、表3，每件溫（wēn）鍛件（jiàn）總的成本比熱（rè）鍛件減少13%。與冷鍛相比，溫鍛（duàn）件（jiàn）的機器成本（běn）和每小時生產率甚至高出（chū）35%～40%，但冷鍛的中間退火、磷化-皂化（huà）表麵處理使其成本大幅上升。但無論如何，當批量很（hěn）小又不需中間退火且適於冷鍛的還是要用冷鍛工藝。本例的輪（lún）轂批量較大（100萬（wàn）件/年（nián）以上），若全用冷（lěng）鍛，則要步韓國V a l e o的後塵，需要21道工（gōng）序。由此看來，要減少（shǎo）成形工序，不能隻從冷鍛工藝考慮，而要向熱鍛、溫鍛考慮。

      3. 從毛坯的潤滑效果選擇成形工藝

      毛坯加熱到200℃左右，浸入水（shuǐ）基（jī）石墨液中並迅速取出，毛坯表麵均勻敷著石墨層，不僅起到潤滑作用，而且（qiě）在（zài）隨後的加熱中還可防止氧化和脫碳。有關（guān）文獻指出，類（lèi）似本例潤滑（huá）方法比將潤滑劑噴到模具上效果好。

      采用中頻感應加熱，從圖3中可以看出（chū） ，在750～850℃範圍內，鋼的氧化膜（mó）厚度（dù）約在10μm左右，對溫鍛件的精度影響不大；而此溫度（dù）下，石墨的保有量可達80%（見圖4），對潤滑效果影響不大。圖4還表明，加熱時（shí）間越短，石墨的保有量越多，潤滑效果越好。若加熱到（dào）亞熱鍛溫度1000℃時，由於（yú）中頻感應加（jiā）熱時間（jiān）很短，其（qí）氧化膜厚度約在35μm，屈服應力則從800℃時（shí）的（de）300M P a降到150MPa。而此時的石（shí）墨（mò）保有量隻（zhī）有20%。單從潤滑效果看，應選擇溫（wēn）鍛或冷鍛成形。

      4. 從模鍛（duàn）件的使用性能選擇工藝方（fāng）案

      所製零件的強度、衝擊韌度、氣密性等也是評定所用工藝優劣的的重要標（biāo）準之一。詳見表4，不難看出，冷鍛件的使用性能最好。

      還應該強調指出的（de）是，衝擊韌度與模鍛溫度也有關係，如圖（tú）5所示。最大的衝擊值由原始棒（bàng）料的68J增加到熱擠壓的90～95J、溫擠壓的98J。以15J為定義的衝擊轉換溫度，由原始毛坯的－32.5℃降到溫擠壓的（de）－78℃。也就是說，冷擠壓（yā）件的低（dī）溫性能最好。圖5還顯示了在700℃擠壓時（shí），所獲得的擠壓件的性能接近於冷鍛，這對有低溫性能要求的零件特別重要。

      5. 從能耗大小選（xuǎn）擇工藝方案

      在評定（dìng）該種鍛（duàn）造方法的時候，不僅必須考慮能量直接消耗，還要考慮從生產這些鍛件中所產生的廢料再生產。與生產鍛件方（fāng）法有關的能量消耗列於表5。製造熱模鍛件的能耗采用最低水平的，而對熱模鍛和切削加工（gōng）的材料利用係數則采用其上限。盡管如此，在考（kǎo）慮材（cái）料利用係數的條（tiáo）件下，冷鍛和溫鍛的能耗比熱鍛低得多，比切削加（jiā）工低得更多（duō）。因此，必須完善冷鍛與其（qí）他

      生產精密毛坯的經（jīng）濟效益的統計方法，不僅要考慮機器生產中的能耗，而且（qiě）要考慮原材（cái）料的冶煉和機器維（wéi）護中的能耗。

二、實際成形方案的選用

      通過上述的分析比較，結合工廠的實際情況，上海（hǎi）保捷（jié）汽車零部件鍛壓公司采用亞熱鍛＋冷整形的複（fù）合（hé）成形方案，成功地生（shēng）產（chǎn）出輪轂精鍛（duàn）件。其（qí）工（gōng）藝流程為：下料（liào）→加熱（1000℃）→亞熱精鍛→拋丸（wán）清理（lǐ）→潤滑、冷精整→清理（lǐ）→檢驗。

      齒形冷精整單邊餘量（liàng）僅放0.15~0.10m m ，由於變形量不大，所以鍛後的鍛件無需退火，在2k N液（yè）壓機上可輕鬆地完（wán）成精整。整形模示於圖6，整形後的鍛件實物照示於圖7。

      精整後的鍛（duàn）件經過三坐標（biāo）測量儀嚴格檢驗，又經過Valeo韓國公司的裝機試運轉6個月，完全達（dá）到設計要求。輪轂由全冷鍛的21道工序壓縮（suō）到亞熱鍛+冷精整7道工序。該工藝方案，大幅度降低了製造成本，提高了產品競爭力。

      綜上所述，溫鍛（duàn）的（de）工藝方案應該是最好的，為什麽沒有采用（yòng）溫（wēn）鍛工藝方案呢（ne）？主要是由（yóu）於時間緊迫，合適的溫鍛模具材料一時難以落實，加之其對（duì）數變（biàn）形能力僅為熱（rè）鍛的2 /3，對齒形的充填不如（rú）亞熱鍛。從圖4 中可知，在（zài）亞熱鍛溫度下，石墨潤滑劑的殘留量（liàng）僅為20%，為（wéi）此在鍛（duàn）造過程中，又在模膛中噴塗（tú）潤滑劑。

三、結語

      （1）通過分析比較及實踐證（zhèng）明，對高精度輪轂的（de）成形采用亞熱鍛= 冷精整的工藝方案是可行的，亞熱鍛（duàn）溫度取1000℃。

      （2）在覓得合適的（de）溫鍛模具材料後，溫鍛（duàn）= 冷精整也是一種好的工藝選擇.