金属材料成形基础知识.ppt

金属材料成形基础;第三篇 金属的塑性成形工艺;锻造工艺 冲压工艺 轧制工艺 挤压工艺 其他特种成形工艺;§1 金属塑性变形实质;滑移面 整体刚性 滑移;线缺陷;多晶体的塑性变形可以看作是： 单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。;从以上的分析可知： 金属在发生塑性变形时，是从弹性 塑性的过程，其中一定存在“残余”的弹 性变形，当外力去除后，弹性变形将恢复， 既“弹复”现象。;§2 塑性变形后金属的组织和性能;加工硬化:随着塑性变形量的增加，金属的强度和硬度逐渐升高，塑性、韧性逐渐降低的现象。又称冷变形强化。; 温度升高，原子获得了热能，热运动就会加剧，使原子排列回复到正常状态，从而消除晶格扭曲，并部分消除加工硬化，这个过程称为回复。 T回 = (0.25～0.3)T熔 当温度继续升高时，金属原子获得更多的热能，开始以碎晶或杂质为核心结晶成细小而均匀的再结晶新晶粒，从而消除全部加工硬化，这个过程称为再结晶。 T再 = 0.4 T熔 在再结晶温度以上加热已产生加工硬化的金属，使其发生再结晶而再次获得良好的塑性，这种操作工艺称为再结晶退火。 ;二、金属塑性变形分类 在再结晶温度以上的塑性变形称为:热变形 在再结晶温度以下的塑性变形称为:冷变形 ;1 . 热变形及其影响; 变形程度越大，纤维组织越明显。为了获得具有最佳力学性能的零件，应充分利用纤维组织的方向性．一般应遵循两项原则： ①使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； ②使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。;四、 锻造比 金属的变形程度通常用锻造比来表示。即： ; §3 金属的可锻性 可锻性----是综合衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度 的工艺性能。 ;纯金属和固溶体（如奥氏体）可锻性好， 碳化物（如渗碳体）的可锻性差； 晶粒细小而又均匀的组织可锻性好于铸态柱状组织和粗晶粒组织。;2．变形速度的影响 ;3、应力状态的影响 金属在进行不同方式的变形时，所产生应力的大小和性质(压应力或拉应力)是不同的。;第二章 锻造;; ;1、自由锻工序;2、锻件分类及基本工序方案;二、模膛锻造成形（也称模锻）： 概念：是使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或多次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻件的压力加工方法。 特点（与自由锻相比）： ①生产效率高； ②锻件尺寸精度高，机加工余量小； ③可锻造形状较复杂的锻件； ④可实现大批量生产，节省金属材料，降低成本； ⑤操作简单，易于实现机械化、自动化。 ; 锤上模锻所用设备有蒸汽-空气锤、无砧座锤、高速锤等。一般工厂主要使用蒸汽-空气锤，其吨位为10～160N，可锻造0.5～150kg的锻件。 ; 是由上模和下模两部分组成。上下模合在一起，中间部分形成完整的模膛。锻模上有分模面和飞边槽。; 模膛的分类(按功能); 根据模锻件的复杂程度，所需变形的模膛数量不等，可将锻模设计成单膛锻模或多膛锻模。 单膛锻模：一副锻模上只具有一个终锻模膛。 多膛锻模：是在一副锻模上具有两个以上模膛的锻模。;2、胎膜锻;（1）扣模 对坯料进行全部或局部扣形，生产长杆非回转体锻件；也可为合模进行制坯。;（2）筒模 主要用于锻造齿轮、法兰盘等盘类锻件。;（2）合模 由上模和下模组成，并有导向机构，可生产形状复杂、精度较高的非回转体锻件。;§2 锻造工艺规程的制定;1. 敷料;2、下料坯料的质量、尺寸计算； G坯料=G锻件+G烧损+G料头3、锻造工序的确定：选择什么工序，工序顺序，控制工序 寸，画出工序草图；4、确定吨位，即选择设备；5、确定温度范围：主要根据相图和合金材料；6、热处理工艺：表面淬火、退火等； 7、制订技术要求和合格检验要求；8、填写工艺卡片。;2）分模面的选择;3）设计模锻斜度;模锻件图绘制实例：;二、坯料重量和尺寸的确定 坯料重量可按下式计算： G坯料 =G锻件 +G烧损 +G料头;三、 模锻工步的确定及摸膛种类的选择;1.尽量避免锻件上的斜面、锥体等复杂形面。 2.锻件体应由简单几何体构成且其交线为简单曲线、避免复杂曲线，如相贯线等。 3.锻件上不应设计筋条（板）、凸台、工字形等。 4.锻件的截面有急剧变化或形状复杂时，应设计成由几个简单体构成的组合体。;1.有合