Valeo輪轂（見圖1）是（shì）汽車離合器中的重要零件（jiàn），材質為45鋼。其公差要求為（wéi）±0.015~0.03m m ，齒形的精度7級。在韓國采用21道工序冷成形，其中還要3次退火（huǒ）、酸洗及（jí）磷（lín）化-皂化，能量消耗（hào）大，工序繁雜，對環境汙染嚴重，製造成本很（hěn）高。

一、成形方案的比較

      精鍛成形的方（fāng）法很多，如在通（tōng）用壓力機上和專用（yòng）壓力機上的精密成形；在工藝上（shàng），冷溫或熱冷、熱溫組合（hé）的複合成形技術（shù）；擠壓；在模具結構上，多向模鍛（包括在可分凹模模鍛）、小飛邊和無飛邊模鍛；在成形溫度的控製上，有等溫模鍛、超塑性成形（xíng）、液（yè）態（tài）模鍛和（hé）半固（gù）態成形等。

      1. 從變形能力及成形精（jīng）度選擇成形（xíng）方案

      溫、冷（或熱、冷或熱、溫）結合的成形方法 即先溫（或熱）成形，再冷整形，我們稱為複合成（chéng）形工藝。用該工藝可揚長（zhǎng）避（bì）短，優勢互（hù）補，充分利用了熱（rè）鍛（duàn）和冷鍛的各（gè）自（zì）優點：熱態下，金屬塑性好，成形能力幾乎是冷鍛（duàn）的4倍（bèi），流變應力是冷鍛的1/5～1/3（見表1），因此，主要（yào）變形過程（chéng）由熱鍛（duàn）完成；而冷鍛件的精度高，可達到IT8～11。

      輪轂零件的材質為（wéi）45鋼，該種材料屬（shǔ）於中碳鋼，如冷變形（xíng），極限變形程度不能超過60%。而實際（jì）上，由於我國鋼（gāng）的純淨（jìng）度遠（yuǎn）不如發達國家（jiā）的，因此其（qí）塑性變形（xíng）程度也難達到60%。據韓國的冷鍛經驗，需3次成形，且每次成（chéng）形後都要進行退火、酸（suān）洗及磷（lín）化-皂化。

      參照表1和表2，要想減少成形工序，若從成（chéng）形能力來看，首選熱鍛或亞（yà）熱鍛；若從成形精度看，則首選（xuǎn）冷鍛工（gōng）藝（yì）。

      2. 從（cóng）生產批量選擇（zé）成形方案

      從表1及圖2可以看出，溫鍛成本，甚至可與不需

      退火的毛坯而直接冷鍛（duàn）相媲（pì）美，溫鍛件（jiàn）的模具成本隻是熱鍛件的50%。但是，用於溫鍛（duàn）的機器成本幾乎比熱鍛機器高出（chū）31%～37%。參考表1、表3，每件溫鍛件總的成本比熱鍛件減（jiǎn）少13%。與冷鍛相比，溫鍛件的機器成本和每小時生（shēng）產率甚至高出35%～40%，但冷（lěng）鍛的中間退火、磷化-皂化表麵處理使其成本（běn）大幅（fú）上升。但無論如何，當批量很小（xiǎo）又不需中間退火且適於冷鍛的還是要用冷鍛（duàn）工藝。本例的輪轂批量較大（100萬件/年以（yǐ）上），若（ruò）全用冷鍛（duàn），則要步韓國V a l e o的（de）後塵，需要21道工序。由此看（kàn）來（lái），要減少成形工序，不能隻從冷鍛（duàn）工藝（yì）考慮，而要向熱鍛、溫鍛考（kǎo）慮。

      3. 從毛坯的潤滑效果選擇成形工藝

      毛坯加熱到200℃左右，浸入水基石墨液中並迅速取出，毛（máo）坯表（biǎo）麵均勻敷著石墨層，不僅起到潤滑作（zuò）用（yòng），而且在隨後（hòu）的加（jiā）熱中（zhōng）還可防止氧化和脫（tuō）碳。有關文獻指出，類似本例潤滑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（yǐ）看出 ，在750～850℃範圍內，鋼的（de）氧化膜厚（hòu）度約在10μm左右，對溫鍛件的精度影響不大；而此溫度（dù）下，石墨（mò）的保（bǎo）有量可達80%（見圖4），對潤（rùn）滑效果影響（xiǎng）不大。圖4還表明，加熱時間越短（duǎn），石墨的保有量越多，潤滑效果越好。若加熱到亞熱鍛溫度1000℃時，由於中頻感應加（jiā）熱時間很短，其氧化膜厚度約在35μm，屈服應力則從800℃時的300M P a降到150MPa。而此時的石墨保有量隻有20%。單從潤滑效（xiào）果看，應選（xuǎn）擇溫鍛或冷鍛成形。

      4. 從模鍛件的使用性能選擇工藝（yì）方案

      所製零（líng）件的強（qiáng）度、衝擊韌度、氣密性（xìng）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（chū），冷鍛件的使用性能最（zuì）好。

      還應（yīng）該強調指（zhǐ）出的是，衝擊韌度與模鍛溫度也有關係，如圖5所示。最大的衝擊值（zhí）由原始棒料的68J增加到熱擠壓的90～95J、溫擠壓的98J。以15J為（wéi）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（jiù）是說，冷擠壓件的低溫性能最好。圖5還顯示了在700℃擠壓時，所獲得的（de）擠壓件的性能接近（jìn）於冷（lěng）鍛，這對有低溫性能要求的零件特別重要（yào）。

      5. 從能耗大小選擇工藝（yì）方案

      在評定該（gāi）種鍛造方法的時候，不僅必須（xū）考慮能量直接消耗，還要考（kǎo）慮從生產這些鍛件中所產生的廢料再生（shēng）產。與生產鍛件方法有關的能量消耗（hào）列於表5。製造熱（rè）模鍛件的能耗采用最低水（shuǐ）平的，而對熱模鍛和切削加工的材料（liào）利用（yòng）係數則采用其上限。盡管如此，在考慮材料利用係數（shù）的條件下，冷鍛和溫鍛的能耗比熱鍛低得多（duō），比切削加（jiā）工低（dī）得更多。因此，必須完善冷鍛與（yǔ）其他

      生產精密毛坯的經濟效益的統計方法（fǎ），不僅要考慮機器生產中的（de）能耗，而且要考慮（lǜ）原材料的冶煉（liàn）和（hé）機器維護中的能耗。

二、實際（jì）成（chéng）形方案的（de）選用

      通過上述的分析比較，結合工（gōng）廠的實際情況，上海保（bǎo）捷汽車零部件鍛壓公司采用亞熱（rè）鍛＋冷整形的複（fù）合成形方（fāng）案，成（chéng）功地生產出輪（lún）轂（gū）精鍛件。其工藝流程為：下料→加熱（1000℃）→亞熱精鍛→拋丸清理（lǐ）→潤滑（huá）、冷精整→清理→檢驗。

      齒形冷精整單邊餘量（liàng）僅放0.15~0.10m m ，由於變形（xíng）量不大，所以鍛後的鍛件無需退（tuì）火，在2k N液壓機上可（kě）輕鬆地完成（chéng）精整。整形模示於圖（tú）6，整形後的鍛件實（shí）物照示於圖7。

      精整後的鍛件經過三坐標測量儀嚴格檢驗，又經過Valeo韓國公司的裝機試運轉6個月，完全達到設計要求。輪轂由全冷鍛的21道工序壓縮到（dào）亞熱鍛+冷精整7道工序。該（gāi）工藝方案，大幅度降（jiàng）低了製造（zào）成本，提高了（le）產品競爭力。

      綜上（shàng）所述，溫（wēn）鍛的（de）工藝方案應該是最好的，為什麽沒有采用溫鍛工（gōng）藝方案呢？主要是由於時間緊迫（pò），合適的溫鍛模（mó）具材料一時難（nán）以（yǐ）落實，加之其對數變形能力僅為熱（rè）鍛的2 /3，對齒形（xíng）的充填不如亞熱鍛。從圖4 中可知，在亞熱鍛溫度下，石墨潤滑劑的殘留量僅為20%，為此在鍛造過程中，又在模膛中噴塗（tú）潤滑劑。

三、結語（yǔ）

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

      （2）在覓得合適的溫鍛模具（jù）材料後，溫鍛= 冷（lěng）精整也是一種好的工（gōng）藝選擇.