金属材料成型压力加工

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1、第三篇第三篇 压力加工（金属塑性成形）压力加工（金属塑性成形）概概 述述 5模型锻造模型锻造一、压力加工（金属塑性成形）一、压力加工（金属塑性成形）金属材料在金属材料在外力外力作用下产生作用下产生塑性变形塑性变形，获得具有一定，获得具有一定形形状、尺寸和力学性能状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。的毛坯或零件的生产方法。二、压力加工的基本生产方式二、压力加工的基本生产方式 1轧制轧制 2挤压挤压3拉拔拉拔4自由锻造自由锻造6板料冲压板料冲压轧辊轧辊坯料坯料轧制轧制凸模凸模模筒模筒坯料坯料模孔模孔挤压挤压拉拔模拉拔模坯料坯料拉拔拉拔上砥铁上砥铁下砥铁下砥铁坯料坯料自由锻造自由锻造模型锻造模

2、型锻造板料冲压板料冲压1 1）零件大小不受限制；）零件大小不受限制；2 2）生产批量不受限制。）生产批量不受限制。三、压力加工（塑性成形）的特点三、压力加工（塑性成形）的特点1 1力学性能高力学性能高1 1）组织致密；）组织致密；2 2）晶粒细化；）晶粒细化；3 3）压合铸造缺陷）压合铸造缺陷. .2 2节约材料节约材料1 1）力学性能高，承载能力提高；）力学性能高，承载能力提高；2 2）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。 3 3生产率高生产率高4 4适用范围广适用范围广1 1 金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶 第一章第一章

3、压力加工工艺基础压力加工工艺基础 一、金属塑性变形的实质一、金属塑性变形的实质1. 1.单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形1 1）滑移：）滑移：晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面发生相对滑动。晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面发生相对滑动。单晶体滑移变形示意图单晶体滑移变形示意图但实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。2 2）孪晶：）孪晶：晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面发生相对转动。晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面发生相对转动。2. 2. 多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形晶内变形晶内变形晶间变形晶间变形滑移滑移孪晶孪晶滑动滑动转动转动多晶体塑性变形的实质：多晶体塑性变形的实质：晶粒

4、内部发生滑移和孪晶；同时晶晶粒内部发生滑移和孪晶；同时晶粒之间发生滑移和转动。粒之间发生滑移和转动。二、塑性变形后金属的组织和性能二、塑性变形后金属的组织和性能1. 1.冷变形及其影响冷变形及其影响1 1）组织变化的特征：）组织变化的特征：晶粒沿变形最大方向伸长；晶粒沿变形最大方向伸长；晶格发生畸变，产生内应力；晶格发生畸变，产生内应力；晶粒间产生碎晶。晶粒间产生碎晶。2 2）性能变化的特征：）性能变化的特征：加工硬化：加工硬化：随着变形程度的增加，其随着变形程度的增加，其强度和硬度强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。不断提高，塑性和韧性不断下降。有利：强化金属材料有利：强化金属材料不利：

5、进一步的塑性变形带来困难不利：进一步的塑性变形带来困难2. 2. 回复回复T回回 = 0.3T熔熔3. 3. 再结晶再结晶T再再 = 0.4T熔熔(K)(K)4 . 4 . 热变形及其影响热变形及其影响1 1）不产生加工硬化）不产生加工硬化2 2）使组织得到改善，提高了力学性能）使组织得到改善，提高了力学性能 细化晶粒；细化晶粒； 压合了铸造缺陷；压合了铸造缺陷；3 3）形成纤维组织）形成纤维组织 组织致密。组织致密。T再再冷变形冷变形热变形热变形以上以上以下以下三、三、 纤维组织与锻造比纤维组织与锻造比 在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其它非基体物质。沿在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其

6、它非基体物质。沿塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维（流线）组织。塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维（流线）组织。（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高抗拉强度提高（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高抗剪强度提高锻造比：锻造比： Y=F坯坯/F锻锻Y=H坯坯/H锻锻拔长：拔长：镦粗：镦粗： 一般，一般，Y=25 时，在变形金属时，在变形金属中开始形成纤维组织，纵向的强中开始形成纤维组织，纵向的强度、塑性和韧性提高；横向（垂度、塑性和韧性提高；横向（垂直纤维方向）同类性能下降，力直纤维方向）同类性

7、能下降，力学性能出现各向异性。学性能出现各向异性。Y5 时，时，力学性能不再提高，各向异性则力学性能不再提高，各向异性则进一步增加。进一步增加。一、金属的可锻性一、金属的可锻性是金属材料在压力加工时成形的难易程度。是金属材料在压力加工时成形的难易程度。1 . 1 . 可锻性的衡量指标可锻性的衡量指标1 1）塑性：）塑性：2 2）变形抗力：）变形抗力：材料的材料的塑性越好塑性越好，其可锻性越好。，其可锻性越好。材料的材料的变形抗力越小变形抗力越小，其可锻性越好。其可锻性越好。2 . 2 . 影响可锻性的因素影响可锻性的因素1 1）金属的本质）金属的本质化学成分：化学成分：Me越低，材料的可锻性越

8、好。越低，材料的可锻性越好。组织状态：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。组织状态：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。 2 2 压力加工工艺基础压力加工工艺基础2 2）变形条件）变形条件变形温度：变形温度：应力状态：应力状态：变形速度：变形速度：v塑塑性、性、变变形形抗抗力力塑性塑性变形抗力变形抗力cvT T温温越高，材料的可锻性越好。越高，材料的可锻性越好。V V变变越小，材料的可锻性越好。越小，材料的可锻性越好。三向压应力三向压应力塑性最好、变形抗力最大。塑性最好、变形抗力最大。三向拉应力三向拉应力塑性最差、变形抗力最大。塑性最差、变形抗力最大。三、金属的变形规律三、金属的变形规律1. 1. 体