[發明專利]三維中空無毛邊冷鍛成型方法

無效

• 申請號: 96119996.2
• 申請日: 1996-09-28
• 公開（公告）號: CN1048928C
• 公開（公告）日: 2000-02-02
• 發明（設計）人: 曾紹謙
• 申請（專利權）人: 曾紹謙
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J5/02;B21D22/10
• 代理公司: 北京奧瑞專利事務所
• 代理人: 朱黎光

本發明涉及金屬的冷鍛成型方法，特別涉及對中空坯件進行三維藝術型體的冷鍛成型方法。

所稱的三維藝術型體的金屬中空物件，系指物件本身呈中空狀，其內外殼壁一同起伏具有三軸向任意彎曲角度變化的金屬物件；其輪廓起伏范圍包括各獨立凹陷及凸出的單位壁面，以及具有環周連貫性的凹凸壁面；同時各獨立單位或環周連貫的壁面槽穴間皆與物件內的中空腔槽相通連貫者為依據；通常可見于一般葡萄串、楊桃、香蕉或苦瓜等蔬果的藝術中空型體。

現以制作上述三維藝術型體的金屬中空物件為例，逐一分析比較目前現有冷鍛技術難于實施的問題點如下：

其一、采用金屬分型模進行壓鍛的方式：因其分型模穴間具有分形接面，壓鍛時易使鍛件表面形成毛邊，造成事后尚須研磨拋光以去除毛邊的制程困擾，此困擾若發生在物型表面的起伏輪廓過于復雜時，將難于采用研磨拋光的方式去除毛邊；同時欲使鍛件內壁形成中空的鍛型輪廓，必須先于中空坯件內穿置既定三維型體的模心，因此當分型模進行壓鍛后，該三維型體的模心是必無法被取出，造成難于壓鍛制作的困擾。

其二、采用抽拉擠鍛方式：僅能針對既定且連貫的內外坯壁形狀進行抽鍛，因此所鍛制成型的中空物件的內外壁面輪廓，實無法針對需求獨立單位飾壁的凹凸型體進行抽鍛加工。

其三、采用旋鍛方式：大多針對具有環周連貫性的坯壁進行旋鍛加工，雖能漸進式地達到三維物型角度的鍛制要求，卻仍無法對獨立單位的凹凸飾壁面進行旋鍛加工。

運用上述已知的鍛作技術，皆難于制成三維藝術型體的金屬中空物件，況且在需求無接縫且無毛邊的前題下，更顯其鍛造技術的艱難；況且已知鍛模的挖制模穴的成本過高，且為能符合模體鍛壓時所需強度的要求，通常皆以中碳鋼以上或錳鋼或鎢鋼等材料制成金屬模體，且僅能適用于單一物件型體的鍛制，實難降低鍛模成本。

再者，針對中空金屬物件的鍛作技術的型體變化范圍若無法加以有效的擴張，甚而無法將一些需求鍛制強度的工業組件產品予以藝術造型化；如此一來工業品藝術精致化的精品提高效率使遭受莫大阻力，產業升級的目標將難于達成。因此：

本發明的主要目的為：提供一種三維鍛制金屬中空物件使成無縫且無毛邊的冷鍛成型方法，促使需求擠鍛強度且需求較大范圍藝術型體變化的金屬中空物件得以被產制問市，并藉此降低鍛作成本。

為達此目的，本發明乃具有下列諸項技術特點：

1、以PET或PVC等膠質原料，易經真空射出成型技術制成所需型體的中空膠殼(如保特瓶等成型技術)，作為本發明所利用的中空護模體以及中空模膽；藉此降低成型無縫模穴形體的制模成本，同時亦達到置換模穴的變化可行性。

2、以高比重的水銀或含有熟化淀粉的水溶液作為填載護模體內至無縫模膽外壁間的冷凍介質，并藉水銀或淀粉水溶液處于常溫液態時所具有的可灌注及泄除回收的特性，以及被冷凍后所具有的鋼性強度，促使一當被冷凍后能夠撐固模穴抵抗鍛壓，同時于解凍后亦利于釋放模穴內的成型鍛件，或置換不同模穴形體的模膽，以達置換回收的重復使用效益。

3、以液態水銀或淀粉水溶液作為冷凍介質時，皆可視所需鍛模的抗壓強度而再行添加天然砂、鐵砂或鋼珠等原料加以混合，以增強冷凍介質的冰凍強度。

4、根據能量守衡定律的原理，以及優力膠的高可塑性，使能將優力膠條置入待鍛坯件的孔槽內，作為利用樁頭擠鍛坯件由內往外撐脹變形的介質，藉此撐脹的鍛塑手段促使坯件的內外壁面被成型為無縫模穴的三維型體。

5、藉優力膠的彈性恢復力，使能在泄除壓鍛作用樁頭后輕易的自動復歸原狀，達到輕易取出成型鍛件的中空腔槽內的優力膠，進而展現成型鍛件的內壁輪廓。

本發明所提供的三維中空無毛邊冷鍛成型方法，是特別針對薄壁金屬待鍛坯件所設計，可供欲冷鍛制作出一些具有三維藝術型體的中空鍛制品時所采用，藉此除能增強鍛件本身的強度外，尚能產生無接縫且無毛邊的一體鍛制成型效果。

為達上述的目的及諸項特點，本發明茲將配合附圖說明，列舉一較佳的制法實施形態，而詳細說明如下：

圖1：系揭示本發明制造過程中所運用的各部組件及原料統合環境的立

?????體程序圖；

圖2：系揭示發明制造過程中對護模體及其內載的模膽與水銀施行急速

?????冷凍的剖示圖；

圖3：系揭示本發明制造過程中在冰凍的無縫模穴內擺置待鍛坯件及其

?????優力膠條的剖示狀態圖；

圖4：系揭示本發明制造過程于圖3狀態下藉鍛壓樁頭對坯件進行擠鍛

?????撐脹的剖示狀態圖；