2026-09-No1-扣件技術新訊

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件技術新訊 (2026-09-No-1)：

#技術主題 : #平衡桿連桿螺栓頭部雙凸緣開合模成形技術

車輛平衡桿連桿螺栓（stabilizer link bolt）規格為 M12×1.5，材料23MnB4，五道次冷鍛成形，第四道次以分割式模具成形頭部上凸緣及曲面特徵。螺栓熱處理後拉伸強度達1068–1079 MPa、硬度33–34 HRC，符合10.9強度等級要求，為複雜幾何扣件冷鍛技術提供可行製程方案。

#什麼是分割式模具？為何用於螺栓頭部成形？

分割式模具（Segmented Dies）是由多個沿鍛造軸線對稱排列之模塊組成的鍛造工具，於模具閉合時各模塊包覆工件、共同成形頭部之凸緣與曲面特徵，成形後模塊由閉合彈簧提供徑向夾持力並自動復位。螺栓頭部多採冷間鍛造成形，即在常溫下對金屬胚料施壓使其產生塑性變形。當頭部形狀涉及由凹面過渡至凸面之複合曲面時，傳統一體式模具之成形能力有其限制，難以成形此類輪廓，此為分割式模具存在的技術原因。

#平衡桿連桿螺栓的頭部規格與材料是什麼？

此技術論文以M12×1.5規格之車輛平衡桿連桿螺栓（Stabilizer Link Bolt）為例，其頭部具備雙凸緣凹凸輪廓，並以圓弧銜接。螺栓材料為23MnB4（EN 1.5535）冷鍛硼鋼。

#五道次冷鍛成形設計包含哪些步驟？

Balawender等人[1]提出車輛平衡桿連桿螺栓五道次冷鍛成形技術，並在第四道次採用分割式模具設計，以進行開合成形。五道次設計如下：

第一道次（S1）：前向擠製縮徑成形，胚料桿身進行直徑縮減。
第二道次（S2）：頭部鍛壓預成形，螺栓頭部進行初步成形。
第三道次（S3）：頭部鍛壓成形，頭部下凸緣成形。
第四道次（S4）：頭部鍛壓成形，以分割式模具開合成形頭部上凸緣及曲面特徵。
第五道次（S5）：桿身起子槽成形。

#採用分割式模具的成形結果與模具耐用度？

此技術論文提出，車輛平衡桿連桿螺栓搭配分割式模具，利用開合成形可製造具有凹凸曲面及雙凸緣特徵之頭部。在模具耐用度方面，支撐上頭部之襯套施加PVD塗層後，使用壽命可提升至約100,000件。熱處理後螺栓之拉伸強度為1068–1079 MPa，硬度為33–34 HRC，均符合10.9強度等級要求。分割式模具搭配道次設計可用於成形複合曲面扣件，為具複雜幾何形狀扣件之冷鍛技術提供一種製程方案。

#FAQ區塊

Q1：分割式模具與一體式模具的差異是什麼？
A1：分割式模具由多個對稱排列之模塊組成，可包覆工件成形凹凸複合曲面；一體式模具為單一結構，成形凹凸過渡輪廓的能力有其限制。

Q2：平衡桿連桿螺栓的頭部為何需要凹凸曲面設計？
A2：平衡桿連桿螺栓頭部需與球狀元件銜接，凹凸曲面搭配圓弧過渡設計，用於符合懸吊系統之組裝與受力需求。

Q3：施加PVD塗層後，分割式模具的使用壽命可提升多少？
A3：根據Balawender等人（2026）研究，支撐上頭部之襯套施加PVD塗層後，使用壽命可由原始設計大幅提升至約100,000件。

Q4：M12×1.5平衡桿連桿螺栓經冷鍛後的機械性質為何？

A4：熱處理後，螺栓拉伸強度為1068–1079 MPa，硬度為33–34 HRC，符合ISO 898-1標準之10.9強度等級要求。

應用該技術，可協助產業透過『平衡桿連桿螺栓頭部雙凸緣開合模成形技術』，建立『鍛造模具設計』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

根據公開的網頁及專利資訊，可提供相關類似技術與產品之公司，如：瑝祥實業股份有限公司、春兆企業股份有限公司、萬乘實業股份有限公司、經捷科技股份有限公司、保力德股份有限公司 ... 等公司。

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#參考資料：

[1] Balawender, K., Balawender, T., & Wilczek, T. (2026). The Use of Segmented Dies for Plastic Forming the Heads of Bolts on Forging Machines. Archives of Metallurgy and Materials, 71(2), 677-684., https://wydawnictwo.pan.pl/index.php/amm/article/view/2259

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2026-09-No1, 平衡桿連桿螺栓頭部雙凸緣開合模成形技術, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_b84aed2a-4747-4ced-aa40-aac58f640dd3

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Tag: #Fastener, #Bolt, #Forging, #Die, #Screw.

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#Further Information :

#Article Type : CAE Case Study. 
#Title : The Use of Segmented Dies for Plastic Forming the Heads of Bolts on Forging Machines
#Product : Fastener, Bolt, Nut, Screw.
#Technology : Multi-Stage Forging, Process design, Die design, 
#Process Design : Coil cutting, Heading, Upsetting, Forward extrusion, Backward extrusion.
#Benefit : High production efficiency, Low material waste, High material usage.

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