第十一章_锻压课件

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1、第十一章　锻压内燃机连杆曲轴汽车前桥第一节概述一、锻压成形（塑性成形）：是利用固态金属材料在外力作用下产生塑性变形的特点，对坯料施加外力，使之获得所需形状、尺寸及力学性能的毛坯或零件的加工方法。锻压=锻造+冲压常用的锻压加工方法常用的锻压加工方法有：1）轧制2）挤压3）拉拔4）自由锻，5）模锻，6）板料冲压。塑性成形主要用于主轴、曲轴、连杆、齿轮、叶轮、炮筒、枪管、吊钩、飞机和汽车零件等力学性能要求高的重要零部件。将金属材料通过一对轧辊间的缝隙，在压力作用下，产生塑性变形的加工方法。材料：金属锭产品：型材、板材、管材。轧制：挤压：挤压：将金属坯料置

2、于挤压模腔中，压力机使金属坯料模腔内三向受压情况下从孔隙中挤出而成型的加工方法。材料：低碳钢、非铁金属及合金、产品：复杂截面的型材或零件。正挤压：坯料从模孔中流出部分的运动方向与凸模运动方向相同的挤压方法。反挤压：坯料的一部分沿着凸与凹模之间的间隙流出，其流动方向与凸模运动方向相反的挤压方法。复合挤压：一部分金属的挤出方向与加压方向相同，另一部分金属的挤出方向与加压方向相反，是正挤和反挤的复合（同时兼有正挤、反挤时金属流动特征的挤压方法）拉拔：坯料在牵引力作用下拉过拉拔模的模孔而成型的加工方法。低碳钢、非铁金属及合金产品：细线材、薄壁异型管、特殊截

3、面型材自由锻：是利用冲击力或压力使金属在上、下砧面间成型的加工方法。凡承受复杂应力、工作环境恶劣的重要零件通常都采用锻造毛坯经切削加工制成。如重要的齿轮、轴等。模锻在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。板料冲压板料冲压是利用冲模，使板料产生分离或变形的加工方法。因多数情况下板料无须加热，故称冷冲压，又简称冷冲或冲压。塑性成形加工的优点1、改善金属的组织，提高金属的力学性能；2、节约金属材料和切削加工工时，提高金属材料的利用率和经济效益；3、具有较高的劳动生产率。塑性成

4、形加工的缺点1、锻件的结构工艺性要求较高，内腔复杂零件难以锻造；2、锻造毛坯的尺寸精度不高，一般需切削加工；3、需重型机器设备和较复杂模具，设备费用与周期长；4、生产现场劳动条件较差。二、金属的塑性变形：1、金属塑性变形的实质：金属在切应力作用下，金属晶体内部产生大量位错运动的宏观表现。2、金属塑性变形的基本过程：3、金属塑性变形的种类：（1）冷变形：指坯料低于再结晶温度状态下进行的塑性变形。如冷冲压、冷弯、冷挤、冷镦、冷轧和冷拔。（2）热变形：指坯料高于再结晶温度状态下进行的塑性变形。如锻造、热挤和轧制等。4、冷、热加工的划分：冷、热加工的区分温

5、度为再结晶温度例如：W的再结晶温度为1200℃，所以只要W在低于1200℃的温度下加工都是冷加工三、冷变形对金属组织及性能的影响1、形成纤维组织：纤维组织------金属流线------各向异性2、产生加工硬化：（形变强化、冷作硬化）利：是金属材料重要的强化手段，提高构件的安全性。弊：使继续变形造成困难。链条板的轧制材料为Q345（16Mn)钢的自行车链条经过五次轧制，厚度由3.5mm压缩到1.2mm，总变形量为65%，硬度从150HBS提高到275HBS；抗拉强度从510MPa提高到980MPa；使承载能力提高了将近一倍。弹簧钢丝的强化65Mn弹

6、簧钢丝经冷拉后，抗拉强度可达2000~3000MPa,，比一般钢材的强度提高4~6倍。高锰钢的加工硬化高锰钢的加工硬化高锰钢（ZGMn13)属于奥氏体钢，热处理不能强化，它的主要强化手段就是加工硬化。当高锰钢受到激烈摩擦或剧烈冲击时，其表面部分就会产生微量塑性变形，随之产生强烈的加工硬化，使其硬度和强度快速提高，从而能够作为耐磨钢使用。金属发生塑性变形时，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，这种现象称为加工硬化，也叫形变强化或冷作硬化。金属发生塑性变形时,位错密度增加,位错间的交互作用增强,相互缠结,造成位错运动阻力的增大

7、,引起塑性变形抗力提高。另一方面由于晶粒破碎细化,使强度得以提高。3、回复与再结晶：对冷变形组织进行加热，变形金属将发生回复、再结晶和晶粒长大三阶段变化。（1）回复：加工硬化组织是一中不稳定组织，具有自发的向稳定组织转变的趋势这种现象。回复温度较低，对于纯金属，可用下式计算：T回＝（0.25～0.30）T熔a、室温时b、加热后（2）再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，破碎、被伸长以及压扁的变型晶粒将向均匀细小的等轴晶粒转化的过程。作用：金属的强度、硬度明显的下降，塑性、韧性显著提高。再结晶温度：再结晶的最低温度来表示。（3）晶粒长大：变形晶粒完全

8、消失、再结晶晶粒彼此接触，继续延长加热时间或提高温度晶粒会明显长大，成为粗晶组织，使金属力学性能下降。四、热变形对金属性能