金属工艺学—3金属塑性加工.ppt

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1、2021/8/301第三篇金属压力加工主要内容：本篇重点：了解金属塑性成型的理论基础；掌握金属的塑性成型方法及工艺；掌握薄板冲压成形工艺，包括各种成形模具结构、基本工序和典形零件的工艺制定。第9章金属压力加工基础第10章常用的锻造方法第11章板料冲压第12章特种压力加工方法简介2021/8/3022021/8/303概述一、金属压力加工（塑性成形或俗称“打铁”）金属在外力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工。二、塑性成形的基本生产方式5．模锻1．轧制2．挤压3．拉拔4．自由锻造6．板料冲压20

2、21/8/3041．轧制2021/8/305轧制产品2021/8/3062．挤压施加强大压力作用于模具，迫使放在模具内的金属坯料产生定向塑性变形并从模孔中挤出，从而获得所需零件或半成品的加工方法。2021/8/307挤压产品2021/8/3083．拉拔将金属坯料从拉拨模的模孔中拉出而变形的加工方法2021/8/309拉拔产品2021/8/30104．自由锻造上砥铁下砥铁坯料只用简单的通用性工具．或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需锻件的锻造方法。2021/8/30115．模锻利用模具使坯料变形而获得所需锻件的锻造方法。2021/8/30126．板

3、料冲压利用冲模对金属板料施加压力，使其产生分离或变形获得所需零件的工艺方法。2021/8/30134.毛坯或零件的精度较高三、塑性成形（压力加工）的特点1．力学性能高1）组织致密；2）晶粒细化；3）压合铸造缺陷；4）正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，可以提高零件的抗冲击性能2．节约材料3．生产率高金属塑性成形主要是靠金属的体积重新分配，而不需要切除金属。金属塑性成形加工一般是利用压力机和模具进行成形加工。第9章塑性成型的理论基础9.1金属塑性变形的实质9.2塑性变形对金属组织和性能的影响9.3金属的可锻性重点内容：1.金属塑性成型的原理；2.纤维组织的形

4、成及利用；3.金属可锻性及其影响因素。主要内容2021/8/3014上次课内容的回顾常用的压力加工生产方式：自由锻、模锻、板料冲压、轧制、挤压、拉拔2021/8/3015型砂应具备的性能：强度、透气性、耐火性、退让性特种铸造铸件壁厚的设计：（1）铸件壁厚应均匀、避免厚大截面1．铸件的结构圆角2．避免锐角连接3．厚壁与薄壁间的联接要逐步过渡4．减缓筋、辐收缩的阻碍（2）铸件壁的连接：2021/8/3016第一节金属塑性变形的实质1.单晶体的塑性变形1）滑移：单晶体承受切应力时，晶体会发生弹性变形，当切应力的数值超过某一临界值时，晶体内的一部分相对另一部分沿一定

5、的晶面（称滑移面）和晶向（称滑移方向）发生相对滑动。ττττ2021/8/3017但实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。实际晶体内部存在大量缺陷。其中，以位错对金属塑性变形的影响最为明显。由于位错的存在，部分原子处于不稳定状态。在比理论值低得多的切应力作用下，处于高能位的原子很容易从一个相对平衡的位置上移动到另一个位置上，形成位错运动。位错运动的结果，就实现了整个晶体的塑性变形。2021/8/30182）孪生：晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面和晶向发生相对转动。2.多晶体的塑性变形晶内变形晶间变形滑移孪生滑动转动多晶体塑性变形的实质：晶粒内部发生滑移和

6、孪生；同时晶粒之间发生滑移和转动。2021/8/3019第二节塑性变形对金属组织和性能的影响1.金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化：①晶粒沿变形最大方向伸长；②晶格与晶粒均发生畸变；③晶粒间产生碎晶。2.加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。有利：强化金属材料不利：进一步的塑性变形带来困难原因：滑移面附近的晶粒碎晶块，晶格扭曲畸变，增大滑移阻力，使滑移难以进行。2021/8/30203.回复T回=（0.25~0.3）T熔(K)加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定状态的倾向。对具有加工硬化现象的金属加热，使

7、原子获得热能，当加热温度T回(用K氏温标)并使原子恢复正常排列，消除晶格扭曲，使加工硬化现象得到部分消除。经过回复处理能使冷变形后的金属在具备高强度的同时，减少脆性，适当提高其塑性。注：开尔文温度（绝对温度）(T)单位:开尔文(K)换算关系:T=t+273℃2021/8/3021对具有加工硬化现象的金属加热，使原子获得热能，当加热温度T再(用K氏温标)并使某些碎晶或杂质为核心构成新晶粒，从而消除了全部加工硬化现象。经过回复处理能使冷变形后的金属恢复良好的塑性。4.再结晶T再=0.4T熔(K)2021/8/3022金属的回复和再结晶示意图5.冷变形及热变形（1

8、）冷变形：在再结晶温度以下的变形；冷变形后金属强度、