冷間圧造処理の難しさと欠点

産業の発展もこの時代に非常に急速であり、冷間圧造プロセスは金属を切断するプロセスです。 外力による金属の塑性変形を利用し、金型で金属の体積を再分配・移動させ、必要な部品やブランクを形成する加工方法です。 冷間圧造プロセスは、ボルト、ねじ、ナット、リベット、ピンなどの標準的なファスナーの製造に最適です。 冷間圧造プロセスで一般的に使用される装置は、特殊な冷間圧造機です。 以下では、冷間圧造処理の難しさと欠点を紹介します。

1.冷間圧造金型に対する高い要件。冷間圧造時のブランクは金型内で3次元の圧縮応力を受けるため、変形抵抗が大幅に増加し、一般的なスタンピングダイよりも金型にかかる応力が大幅に大きくなります。冷間圧造鋼の場合、金型は2000MPa〜2500MPaに達することがよくあります。高強度に加えて、金型には十分な耐衝撃性と耐摩耗性も必要です。さらに、金型内の金属ブランクの強い塑性変形により、金型温度が約250°Cから300°Cに上昇します。したがって、金型材料には一定の焼戻し安定性が必要です。上記の条件により、コールドヘディングダイの寿命はスタンピングダイの寿命よりもはるかに短くなります。

2.トン数の大きいプレス機が必要です。冷間圧造時のブランクの変形抵抗が大きいため、数百トンまたは数千トンのプレスが必要です。

3.冷間圧造の金型コストが高いため、一般的に大量生産部品にのみ適しています。その適切な最小バッチは50,000から100,000個です。その結果、多くの小規模な顧客のニーズを隠すことはできません。

4.ブランクは、冷間圧造の前に、材料の軟化処理と表面処理が必要です。これにより、プロセスの数が増え、生産エリアが大きくなるだけでなく、生産の自動化が困難になります。

5.高強度材料の加工には適していません。

6.冷間圧造部品の塑性・衝撃靭性が低下し、部品の残留応力が大きくなり、部品の変形や耐食性の低下を招きます。 （応力腐食を引き起こします）。

例えば、直径38mm、肉厚5.6mm、高さ100mmの低炭素鋼カップを製造する場合、最大変形力は延伸法を使用した場合はわずか17T、変形力は132Tとなります。冷間圧造方式を採用しておりますが、このとき冷間圧造パンチに作用する単位圧力は2300MPa以上です。