ファスナーの成形工程においては、冷間圧造（押出）技術が主要な加工技術です。 冷間圧造（押出）は金属の加圧加工のカテゴリーに属します。 製造時には、室温で金属に外力を加えて所定の型に成形します。 この方法は通常冷間圧造と呼ばれます。 実際、あらゆるファスナーの成形は、変形方法として冷間圧造によってのみ達成できるわけではありません。 冷間圧造加工では据え込み変形のほか、前後押出、複合押出、打ち抜き、圧延などのさまざまな変形方法が行われます。 したがって、製造上の「冷間圧造」という用語は単なる慣用用語であり、正確には「冷間圧造（押出）」と呼ぶべきです。 冷間圧造（押し出し）は多くの利点があり、ファスナーの大量生産に適しています。 その主な利点は次のように要約できます。
鋼材の利用率が高い。 冷間圧造（押し出し）は、ロッド用の六角ボルトや円筒頭六角ねじの加工など、切削加工の少ない非切削加工法です。 切削加工法を採用することで、鋼材の利用率はわずか25～35％にとどまります。 しかし、冷間圧造（押出）法を使用すると、その利用率は最大85％〜95％に達し、材料ヘッド、材料テール、および六角形ヘッドエッジの切削の一部のプロセス消費にすぎません。
高い生産性。 冷間圧造（押し出し）成形は、一般的な切削加工に比べて数十倍の効率が得られます。
c. 良好な機械的性能。 冷間圧造（押し出し）法で加工された部品は、金属繊維が切断されないため、切削加工に比べて強度に優れています。
d. 自動生産に適しています。 冷間圧造（押出）生産に適したファスナー（一部特殊形状部品を含む）は、基本的に左右対称の部品であり、高速自動冷間圧造機での生産に適しており、量産の主流となっています。
つまり、ファスナーや異形状部品を加工する冷間圧造（押出）工法は、ファスナー業界で広く使用されているコスト効率の高い加工法であり、国内外で広く使用・開発されている高度な加工法です。 したがって、本章の目的と目的は、金属の塑性を最大限に活用し向上させ、金属の塑性変形のメカニズムを解明し、科学的かつ合理的なファスナーの冷間圧造（押出）加工技術を開発することである。
金属変形の基本概念
1.1 変形
変形とは、金属自体の完全性を維持しながら、外部または内部の力を受けたときの、金属を構成する小さな粒子の全体的な相対変位を指します。
1.1.1 変形の種類
ａ． 弾性変形
金属は外力を受けると変形し、外力がなくなると元の形状や大きさに戻る性質があります。 この変形を弾性変形といいます。
弾性の質は、弾性限界と比例限界によって測定されます。
b. 塑性変形
金属は外力を受けると永久変形（外力を取り除いても元に戻らない変形を指します）しますが、金属自体の一体性は破壊されず、これを塑性変形といいます。
塑性の質は伸び、絞り、降伏限界で表されます。
1.1.2 塑性の評価方法
金属の塑性を評価するために、塑性指数と呼ばれる数値指標が一般的に使用されます。 塑性指数は、鋼サンプルが破壊し始める瞬間の塑性変形で表されます。 実際の生産では、通常、次の方法が使用されます。
(1) 引張試験
引張試験における伸び率δと面積減少率ψで表します。 一軸張力下での鋼試験片の塑性変形能力は、金属材料規格で一般的に使用される塑性指数です。 δ と ψ の値は次の式で求められます。
(式 36-1)
(式 36-2)
式中: L0、Lk - 引張試験片の元の標点距離と破壊後の標点距離の長さ。
F0、Fk - 引張試験片の元の断面積と破断点の断面積。
(2) 据え込み試験 (平坦化試験とも呼ばれる)
これは、試験片を元の試験片の直径 Do の 1.5 倍の高さ Ho を持つ円筒形にし、試験片の表面に最初に目に見える亀裂が現れるまでプレスで平らにします。これは次の程度です。このときの圧縮率ε C が塑性指数です。 値は次の式を使用して計算できます。
(式 36-3)
式では、Ho - 円筒状試験片の元の高さです。 Hk - 平坦化中に最初に目に見える亀裂が側面に現れるときの試験片の高さ。
(3) ねじり試験
ねじり試験は、試験片をねじり試験機上でねじって破壊するときの角度または回転数で表されます。 生産現場で最も一般的に使用される試験は、引張試験とアプセット試験です。 試験方法に関係なく、それは特定の応力状態と変形条件に関連します。 ここから得られる塑性指数は相対的な比較にすぎず、特定の変形条件下での特定の金属の塑性を示します。
1.1.3 金属の塑性と変形抵抗に影響を与える主な要因
金属の可塑性と変形抵抗の概念: 金属の可塑性は、粒子間の結合を破壊することなく、外力下で安定して形状を変化させる金属の能力として理解できます。 金型内に加えられた外力に対して、金属が変形する際にかかる力を変形抵抗といいます。
金属の可塑性と変形抵抗に影響を与える主な要因には、次の側面が含まれます。
金属組織と化学組成が可塑性と変形抵抗に及ぼす影響
金属構造は、金属の化学組成、主元素の格子タイプ、不純物の性質、量、分布によって決まります。 構成元素が少ないほど可塑性が高くなります。 例えば、純鉄は高い可塑性を持っています。 鉄に溶けた固体としての炭素も優れた可塑性を持っていますが、化合物になるとその可塑性は低下します。 Fe3C という化合物は実際には非常に脆いのです。 一般に、鋼中の他の元素の組成が増加すると、その可塑性も低下する可能性があります。
鋼の抵抗指数は炭素含有量の増加とともに増加します( б B б P б S などはすべて増加しますが、塑性指数( ε、ψ はすべて減少します。冷間変形中、0ごとに.1%増加します)鋼中の炭素含有量が増加すると、その強度限界 б S は約 6-8 kg/mm2 増加します。
硫黄は鉄鋼中に硫化鉄や硫化マンガンとして存在します。 硫化鉄は脆いのに対し、硫化マンガンは加圧処理中に繊維状になり伸長するため、繊維に垂直な横方向の機械的指数が低下します。 つまり、硫黄は鋼中の有害な不純物であり、含有量が低いほど良いのです。
鋼中のリンは変形抵抗を増加させ、可塑性を低下させます。 リン含有量が {{0}.1% ～ 0.2% を超える鋼には冷間脆性があります。 一般鋼材のリン含有量はゼロ％強に管理されています。
金属マトリックス中の低融点不純物の分布は、可塑性に大きな影響を与えます。
つまり、鋼の化学組成が複雑で豊富であればあるほど、その耐性と可塑性に与える影響は大きくなります。 一部の高合金鋼では冷間圧造（プレス）加工が難しいのはまさにこのためです。
b. 変形速度が塑性と変形抵抗に及ぼす影響
変形速度は単位時間あたりの相対変位体積です。
(数式 36-4)
変形速度は、変形ツールの移動速度と混同しないでください。また、概念的に変形体内のパーティクルの移動速度とも区別する必要があります。
一般に、変形速度が大きくなると、変形抵抗が大きくなり、塑性が低下します。 冷間変形中は、硬化除去プロセスがないため、変形速度の影響は熱間変形中ほど大きくありません。 ただし、変形速度が特に速い場合には、塑性変形によって発生する熱（熱効果）を逃がしてはならない。 温度自体を上げると、可塑性が増加し、変形抵抗が減少します。
c. 応力状態が塑性と変形抵抗に及ぼす影響
外力が加わると金属内部に内力が発生し、単位面積当たりの強さを応力といいます。 応力がかかっている金属は応力状態にあります。
小さなプリミティブ立方体が変形ボディから分離され、大きさは不明だが方向はわかっている応力が選択された立方体に適用されます。 ある点における主応力の数とその記号を表すこの図は、主応力図と呼ばれます。 金属の応力状態を表す主応力図は 9 種類あり、図 {{1} に示すように、3 次元の主応力図が 4 種類、平面の主応力図が 3 種類、一方向の主応力図が 2 種類あります。 }。
引張応力によって生じる主応力は正の符号であり、圧縮応力によって生じる主応力は負の符号です。
金属の圧力加工で最も一般的に遭遇するのは、同じ番号または異なる番号の 3 方向の主応力図です。 さまざまな符号の 3 次元主応力図の中で、最も一般的なものは、2 つの圧縮応力と 1 つの引張応力を含む主応力図です。
同番号の三方向圧縮応力線図において、全方向の圧縮応力が等しい場合（ б 1= б 2= б 3） また、金属内部に緩み等の欠陥がない状態、理論的には、塑性変形は発生せず、弾性変形のみが発生します。
不等三軸応力図に含まれる変形プロセスには、体積鍛造、据え込み、クローズドパンチング、前方および後方押出し、プレートおよび異形材の圧延などが含まれます。
実際の生産では、3 軸の引張応力線図に寄り道することはほとんどありません。 引張試験においてのみ、ネッキングが発生した場合、ネッキング点の応力線が三軸引張の主応力線図となります。
据え込み加工中は、摩擦の影響により、3 次元の圧縮応力図も表示されます。
要約すると、応力がかかった金属の応力状態では、圧縮応力は可塑性を高めるのに有益ですが、引張応力は金属の可塑性を低下させます。
d. 冷間変形硬化が金属の塑性と変形抵抗に及ぼす影響
金属は冷間塑性変形を受け、機械的、物理的、化学的特性に変化を引き起こします。 変形の度合いが増すにつれて、すべての強度指標（弾性限界、比例限界、流動限界、強度限界）が向上し、硬度も向上します。 可塑性指標 (伸び、面積減少、衝撃靭性) はある程度減少しました。 抵抗力の増加。 耐食性や熱伝導率が低下し、金属の磁気特性が変化します。 塑性変形では、金属の特性におけるこれらの変化の合計は冷間変形硬化と呼ばれ、硬化と略されます。
e. 付加応力と残留応力の影響
変形した金属の応力分布は不均一であり、応力分布が高い領域ではより大きな変形が望まれ、応力分布が低い領域ではより小さな変形が望まれます。 変形した金属自体の完全性により、追加応力として知られる、相互にバランスのとれた内部力が内部に生成されます。 変形が終了した後、これらの平衡応力は変形体の内部に存在し、その後の変形プロセスでの変形金属の塑性と変形抵抗に影響を与える残留応力を形成します。
1.1.4 金属の塑性向上と変形抵抗の低減のための工程対策
金属の可塑性と変形抵抗に影響を与える主な要因に応じて、生産実践と組み合わせて、金属の可塑性を向上させ、変形抵抗を低減するための効果的なプロセス措置を講じることができます。 生産において一般的に採用されるプロセス対策には次のものがあります。
ａ． 原材料の状態
冷間圧造用素材は、金属介在物のない均一な化学組成や組織が要求されるほか、一般に圧延時の金属内部の残留応力を除去し、組織を均一化し、硬度を下げるために軟化焼鈍処理が必要となります。 冷間圧造前の金属の硬さHRBは80以下である必要があります。中炭素鋼や合金鋼では、応力除去と均一な組織に加えて金属の冷間変形塑性を改善するために球状化焼鈍が一般的に採用されます。 。
b. 金型の平滑性向上と金属表面の潤滑状態の改善
これらの対策はどちらも、変形可能本体と金型の作業面の間の摩擦を軽減し、変形中の摩擦によって生じる引張応力を最小限に抑えることを目的としています。
c. 適切な変形仕様を選択してください
冷間圧造（押出）工程では、1回の鍛造で成形される製品は非常に少なく、通常は2回以上の鍛造工程を必要とします。 したがって、金属の冷間変形塑性を最大限に活用するだけでなく、金属の成形を行うためには、毎回の変形量を適切に配分する必要があります。 例えば、製造においては、冷間圧造、冷間押出複合成形、ボルトの二重削減、ナットの微小変形などが使用されます。
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