冷擠壓模具的梯度功能材料設(shè)計突破傳統(tǒng)性能瓶頸。采用粉末冶金技術(shù)制備的梯度模具，外層為高硬度碳化鎢增強相，內(nèi)部為韌性優(yōu)異的合金鋼基體，實現(xiàn)表面耐磨性與整體抗斷裂性的比較好平衡。這種模具在不銹鋼管件冷擠壓中，使用壽命從 8000 件提升至 3.2 萬件，單位產(chǎn)品模具成本下降 65%。配合激光熔覆修復技術(shù)，對磨損部位進行原位梯度材料再生，使模具修復后性能恢復率超過 90%，形成 “設(shè)計 - 制造 - 修復” 的全周期應(yīng)用體系，推動冷擠壓模具向長壽命、低成本方向發(fā)展。冷擠壓過程中，金屬的變形程度影響其加工硬化效果。上海呂鍛件冷擠壓工藝
冷擠壓技術(shù)在推動制造業(yè)發(fā)展的同時，也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，模具壽命問題是制約冷擠壓工藝進一步發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。在冷擠壓過程中，模具承受著高壓、高摩擦以及劇烈的溫度變化，長期工作后容易出現(xiàn)磨損、疲勞裂紋等失效形式。為解決這一問題，一方面需要不斷研發(fā)新型模具材料，提高材料的綜合性能；另一方面，可通過優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理分配模具各部位的受力，減少應(yīng)力集中區(qū)域。此外，采用表面涂覆技術(shù)，如涂覆氮化鈦和磷化鈦等涂層，能夠有效提高模具的耐磨性，延長模具使用壽命，降低生產(chǎn)成本。上海呂鍛件冷擠壓工藝冷擠壓成型的螺母，螺紋精度高，裝配性能優(yōu)良。
冷擠壓過程涉及諸多復雜的物理現(xiàn)象。當凸模向金屬毛坯施壓時，毛坯內(nèi)部的金屬原子會發(fā)生相對位移，產(chǎn)生塑性流動。在此過程中，金屬的變形抗力會隨著變形程度的增加而增大，這就要求冷擠壓設(shè)備具備足夠穩(wěn)定且強大的壓力輸出。同時，模具的設(shè)計與制造質(zhì)量對冷擠壓過程影響重大。合理的模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能引導金屬均勻流動，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中，否則易導致零件產(chǎn)生裂紋、折疊等缺陷。而且，模具的表面粗糙度和硬度也會影響金屬與模具間的摩擦力，進而影響零件的表面質(zhì)量和模具的使用壽命。
冷擠壓與拓撲優(yōu)化技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用，為無人機結(jié)構(gòu)件制造帶來革新。通過拓撲優(yōu)化算法生成無人機機翼梁、機身框架的輕量化結(jié)構(gòu)，結(jié)合冷擠壓工藝實現(xiàn)復雜曲面與變截面構(gòu)件的高精度成型。冷擠壓制造的鈦合金機翼連接件，重量較傳統(tǒng)加工方式降低 38%，同時因材料內(nèi)部晶粒細化，其比強度提升至 180MPam/kg，滿足無人機長航時、高機動的性能需求。該技術(shù)使無人機整機結(jié)構(gòu)重量減輕 15% - 20%，有效提升續(xù)航能力與載荷搭載量，推動無人機產(chǎn)業(yè)向高性能方向發(fā)展。精密冷擠壓技術(shù)助力電子元件制造，實現(xiàn)微小零件的高精度成型。
冷擠壓在新型儲能材料加工領(lǐng)域展現(xiàn)創(chuàng)新潛力。鈉離子電池電極集流體、固態(tài)電池金屬封裝殼等部件，要求材料兼具高導電性與良好成型性。通過開發(fā)微納級表面織構(gòu)模具，在冷擠壓過程中同步實現(xiàn)金屬表面納米化處理，使集流體表面粗糙度 Ra 值降至 0.1μm 以下，有效降低電池內(nèi)部接觸電阻。針對鎂基固態(tài)電解質(zhì)材料，采用分步冷擠壓工藝，先制備多孔骨架結(jié)構(gòu)，再通過二次擠壓實現(xiàn)致密化，材料離子電導率提升至 10 S/cm 量級，為下一代儲能器件制造提供關(guān)鍵工藝支撐。冷擠壓過程中，模具的潤滑與冷卻協(xié)同保障成型質(zhì)量。上海呂鍛件冷擠壓工藝
冷擠壓過程中，溫度變化對金屬變形有一定影響。上海呂鍛件冷擠壓工藝
冷擠壓工藝在生產(chǎn)過程中，對設(shè)備的選擇和性能要求較為關(guān)鍵。常用的冷擠壓設(shè)備包括通用機械壓力機、液壓機、冷擠壓力機等。通用機械壓力機具有較高的工作速度，適用于一些批量較大、形狀不太復雜的零件冷擠壓。液壓機則能提供較大的壓力，且壓力輸出較為平穩(wěn)，對于變形抗力較大的金屬材料或大型零件的冷擠壓更為合適。冷擠壓力機是專門為冷擠壓工藝設(shè)計制造的設(shè)備，其在壓力控制、滑塊運動精度等方面具有優(yōu)勢，能夠更好地滿足冷擠壓工藝對設(shè)備的特殊要求。此外，一些企業(yè)還成功采用摩擦壓力機與高速高能設(shè)備進行冷擠壓生產(chǎn)，拓展了冷擠壓設(shè)備的應(yīng)用范圍。上海呂鍛件冷擠壓工藝
