一、毛坯软化处理
为 了改善冷挤压毛坯的挤压性能和提高模具的使用寿命，大部分材料在挤压前和多道挤压工序之间必须进行软化处理，以降低材料的硬度，提高材料的塑性，得到良好 的显微组织、消除内应力。对于钢来说，材料显微组织中的珠光体形态对挤压性能影响较大。从挤压性能上看，球化退火组织为最佳。球化组织不仅硬度、强度低， 而且塑性较高，特别是随着钢材中的含碳量增加，其影响作用也越来越大。对含碳量较高的材料，除了考虑改善其挤压性能外，也要改善挤压后的机加工性、热处理 质量及力学性能，故均应采用球化退火。
常用冷挤压金属材料的软化处理规范见表3-4。
表3-4 常用冷挤压金属材料的软化处理规范
二、毛坯表面处理
冷挤压时，金属材料产生剧烈的塑性变形，单位挤压力很大，特别是钢的冷挤压，最大的单位挤压力可达2500MPa。在这么高的单位压力下，如果没有良好的润滑，钢毛坯的微粒就会与模具型腔焊合而导致工件表面严重刮伤，使得挤压力急剧增加，模具使用寿命大大下降，甚至碎裂。此外润滑还能改善挤压时的不均匀流动，避免因为金属材料与模壁之间产生剧烈的摩擦而形成较大的附加拉应力。
在很高的单位压力下，一般所涂刷的润滑剂会被完全挤掉，起不到润滑作用。因此在冷挤压钢以前，必须将钢毛坯进行表面处理，以取得表面支承层，以便在后道的润滑处理时，起到储存润滑剂的作用。
（一）碳钢和合金钢毛坯的表面处理
碳钢和合金钢毛坯冷挤压前的表面处理为磷化处理，这种处理方法以前广泛应用于金属材料的防锈，只是在上世纪四十年代才用于碳钢及合金钢材料的冷挤压工序，也正是采用了这种处理，才使钢的冷挤压成为可能。
磷 化处理又叫磷酸盐处理，也就是把钢毛坯放在磷酸盐溶液中进行处理。处理时金属表面发生溶解和腐蚀。由于化学反应的结果，在金属表面上形成一层很薄的磷酸盐 覆盖层。根据磷化处理配方的不同，该薄层分别呈暗灰色、浅灰色和褐色。工件尺寸在处理后不会发生显著的变化。磷酸盐薄膜的硬度略高于铜与黄铜，而低于钢， 其导热性很差，是不良导体。
经磷化处理后，可减少毛坯与模具间的接触摩擦，降低单位挤压力，提高冷挤压件的表面质量和模具使用寿命。磷化处理其具有以下特点：
１.磷 酸盐薄膜由细小片状结晶组织构成，单个结晶之间存在着孔隙或小孔，比起表面较之光滑的钢表面能吸收与贮存更多的润滑剂，成为贮存润滑剂的“仓库”。当金属 挤压时，贮存在细孔内的润滑剂立即被挤出，起到润滑作用，从而减少了变形金属与模具间的摩擦力。如经磷化处理的钢表面的吸油能力是一般光滑钢表面的13倍。未经磷化处理的摩擦系数为0.108，经磷化处理的则为0.013；磷酸盐薄膜同时还可以作润滑体的固体“无机填料”。
２.磷酸盐薄膜与钢表面结合牢固，且有一定的塑性，可以与基体金属一起伸长变形。用放射性磷进行测定的结果表明：在冷挤压钢零件上的基体金属伸长38%时，金属表面上的磷酸锌仍然保存89%，甚至用尖角的凹模进行冷挤压时，磷酸锌结晶仍然粘附在工件表面上。
３.在钢冷挤压时，温度可高达300℃，磷酸盐薄膜仍然具有高粘度润滑剂相类似的性质。
４.磷酸盐薄膜使变形金属与模具型腔隔离开来，避免了它们之间的直接接触。
５.经 磷酸盐处理的毛坯浸入润滑剂时，其覆盖层还进一步与润滑剂发生化学反应。如浸在皂液或乳状液中，会形成白色沉淀。这是一种不溶于水的锌皂（硬脂酸锌），它 与毛坯表面层紧密地结合。显然，磷酸盐处理的润滑剂作用不仅是由于吸附，更重要的是由于磷酸盐处理层与润滑剂之间的化学作用而产生的。
为了使磷化液与毛坯金属表面直接接触，毛坯在磷化处理前要进行酸洗去锈及化学去油，在磷化处理后要进行中和处理。
磷化处理的具体工艺如下：
1．化学去油（氢氧化钠NaOH 60~100g/L,碳酸钠Na2CO3 60~80g/L，磷酸钠Na3PO4 25~80g/L，水玻璃Na2SiO3 10~15g/L，处理温度≥85℃，处理时间15~25min）；
2．流动冷水洗；
3．酸洗（硫酸H2SO4 120~180g/L，氯化钠NaCl 8~10g/L，处理温度65~75℃，处理时间5~10 min ）；
4．流动冷水洗，是为了防止吸附在毛坯表面的酸洗液带入下道磷化液中，影响磷化效果；
5．热水洗，为磷化处理预热；
6．磷化处理；
7．流动冷水洗；
8．中和处理，采用氢氧化钠溶液对毛坯磷酸盐薄膜上附着的酸性物质进行中和，防止残留的磷酸对润滑液产生不良影响，保证润滑质量。
磷化处理的配方有多种，以下配方是较常用的一种：
氧化锌（ZnO）9g/L，磷酸（H3PO4）23mg/L，水（H2O）1L。
该配方的总酸度为16~20点，游离酸度为2.5~4.5点，温度为85~95℃，处理时间为30~40min。
(二) 奥氏体不锈钢毛坯的表面处理
奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）因与磷酸盐基本上不发生化学反应，所以不能用磷化处理，故用草酸盐处理来代替。草酸盐处理的配方如下：
草酸（H2C2O4）50g，钼酸銨（(NH4)2MoO4）30g，氯化钠（NaCl）25g，氟化氢钠（NaHF2）10g，亚硫酸钠（Na2SO3）3g，水（H2O）1L。处理温度为90℃，处理时间为15~20min。
处理后毛坯用热水洗涤。草酸盐处理后的毛坯表面呈绿黑色。
为了使不锈钢毛坯能与草酸盐液直接接触，毛坯在草酸盐处理前应进行酸洗，配方为：
盐酸（HCl）40%，硝酸（HNO3）40%，水（H2O）20%。酸洗时间约5分钟，然后用热水洗，洗净后进行草酸盐处理。
(三)有色金属毛坯表面处理
硬铝毛坯（LY11、LY12）塑性差，在挤压过程中，为了避免产生裂纹，应使硬铝毛坯表面形成一层氧化膜或磷化膜。这是一层多孔、致密的氧化膜或磷化膜结晶，呈灰黑色，可用氧化处理、磷化处理或氟硅化处理来获得。由于这层薄膜中可以充填大量的润滑剂，所以在冷挤压时能取得较好的润滑效果。硬铝常用表面处理为氧化处理，其工艺流程如下：
１．汽油清洗，以去除油污；
２．热水清洗（60~100℃）；
３．流动冷水清洗；
４．酸洗（工业硝酸400~800g/L，2min）；
５．冷水洗2次；
６．氧化处理（工业氢氧化钠NaOH40~60g/L，温度50～70℃，时间1~4min，以表面呈均匀细致的多孔灰黑色结晶膜为宜）；
７．流动热水洗。
硬铝除了采用氧化处理作为润滑支承层外，还可以采用磷化处理和氟硅化处理。试验表明，当采用磷化处理加工业菜油润滑时，挤出的零件表面粗糙度Ra=0.8μm，表面光泽。当采用氟硅化处理加工业菜油润滑时，挤出的零件表面质量比磷化处理的略有提高，但光泽不好，且氟硅化处理过程中要产生有毒物质，因此尽量不要采用。
磷化处理配方为：
磷酸二氢锌（Zn(H2PO4)2）28g，磷酸(75%)25g，铬酸（CrO3）10g，十二烷基硫酸钠（湿润剂）0.5g，水1L。处理温度55~60℃，处理时间2~3min。
紫铜﹑黄铜在挤压中为了获得较高的表面质量，往往进行钝化表面处理，以便在毛坯表面形成一层钝化膜作为润滑剂的支承层。钝化表面处理工艺流程如下：
１．汽油清洗，以去除油污；
２．热水清洗（60~100℃）；
３．冷水清洗（两次）；
４．钝化；
５．冷水洗；
6．干燥。
钝化液配方为：
铬酐200~250g/L，硫酸8~16g/L，硝酸30~50g/L，温度为20℃，时间5~10s。
三、毛坯润滑处理
（一）黑色金属毛坯润滑处理
碳钢和合金钢毛坯在磷化表面处理后，还需要进行润滑处理。皂化是一种常用的方法，皂化处理的配方有以下两种：
配方一：
硬脂酸钠（C17H35COONa）5~9g/L，水1L，处理温度60~70℃，处理时间10min。
配方二：
工业皂片（脂肪含量84%）200~220g/L，水1L，处理温度50~70℃。
经过皂化可以得到有效的硬脂酸锌润滑，硬脂酸锌层牢固地连结在磷化层表面上。如将皂化后的毛坯再用工业菜油润滑，在正挤压时还可以降低15%左右的挤压力。
毛坯在磷化处理后，也可不用皂化，采用猪油或机油拌二硫化钼作润滑，也可以取得较满意的润滑效果，其中猪油的效果较机油更好些。
奥氏体不锈钢毛坯经草酸盐表面处理后，还应进行润滑处理，才可以进行冷挤压。润滑处理采用氟化石蜡油﹑肥皂油加二硫化钼混合液，润滑效果较理想。
