热加工工艺基础锻压课件

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1、第二章金属塑性成形(P66)第一节概述第二节金属塑性变形原理第三节常用锻造方法第四节板料冲压第五节其它塑性成形方法第一节概述（P66）塑性成形（PlasticityDeformation）（锻造成形）：指固态金属在外力作用下产生塑性变形，获得所需形状、尺寸及力学性能的毛坯或零件的加工方法。塑性变形不仅可以改变原坏料的形状和尺寸，更重要的是能够提高其机械性能。塑性成形加工的优点（P66）1、改善金属的组织，提高金属的力学性能；1）消除气孔、缩孔；2）通过再结晶可细化晶粒；3）形成纤维组织。2、节约

2、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。塑性成形加工的缺点(P66)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。常用的锻压加工方法常用的锻压加工方法有：1）自由锻造，2）模型锻造，3）挤压，4）拉拔，5）轧锻，6）板料冲压。如P82图2-1所示。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

3、性能要求高的重要零部件。汽车零件成形视频。第二节　金属塑性成形原理（P67）具有一定塑性的金属坯料在外力作用下，当内应力达到一定的条件，就会发生塑性变形；由于金属材料都是晶体，故要说明塑性变形的实质，必须从其晶体结构来说明。一、金属塑性变形的实质1、单晶体的塑性变形（P73）单晶体的塑性变形有两种方式：滑移变形和双晶变形。（1）滑移变形：晶体内的一部分相对另一部分，沿原子排列紧密的晶面作相对滑动。其变形过程如P68图2-3所示。晶体在晶面上的滑移，是通过位错的不断运动来实现的。如P68图2-4所

4、示。晶体滑移后，外表形状发生变化，体积保持不变，晶格位向一致。一、金属塑性变形的实质1、单晶体的塑性变形（P67）（2）双晶：亦叫孪晶：晶体在外力作用下，晶体内一部分原子晶格相对于另一部分原子晶格发生转动。如P75图2-5所示。双晶变形时，未变形部分和变形部分的交界面称为双晶面，并在双晶面两侧形成镜面对称。产生双晶变形的切应力一般都要高于产生滑移的切应力；双晶变形量很小，但改变了晶格的位向，有利于进一步产生滑移。双晶变形一般发生在滑移系少的金属，如六方晶格。双晶动画演示一、金属塑性变形的实质2、

5、多晶体的塑性变形（P69）多晶体是由大量的大小、形状、晶格排列位向各不相同的晶粒所组成，故它的的塑性变形很复杂，可分为晶内变形和晶间变形。晶粒内部的塑性变形称为晶内变形；晶粒之间相互移动或转动称为晶间变形。如P69图2-6所示。多晶体的晶内变形方式和单晶体一样，也是滑移和双晶；但各个晶粒所处的塑性变形条件不同，即晶粒内晶格排列的方向性决定了其变形的难易，与外力成45度的滑移面最易变形。因为其产生的切应力最大。P75图2-7反映了晶粒位向与受力变形的关系。一、金属塑性变形的实质2、多晶体的塑性变形

6、（P69）同时在多晶体的晶界处，由于相邻晶粒间的位向差别，产生晶格的畸变，并有杂质的存在，以及晶粒间犬牙交错状态，对多晶体的变形造成很大障碍。低温时，晶界强度高于晶粒内部强度，变形抗力大不易变形；高温时，晶界强度降低，晶粒易于相互移动。所以多晶体由于存在晶界和各晶粒的位向差别，其变形抗力要远高于同种金属的单晶体。二、塑性变形对金属组织及性能的影响（P69）金属塑性变形时，在不同的温度下，对金属组织和性能产生不同的影响。主要讨论加工硬化、回复和再结晶。1、冷变形强化（加工硬化）（P69）指金属在

7、低温下进行塑性变形时，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象。如P70图2-7所示；冷变形强化的原因是：在塑性变形过程中，在滑移面上产生了许多晶格方向混乱的微小碎晶，滑移面附近的晶格也产生了畸变，增加了继续滑移的阻力，使继续变形困难。如图2-9所示。对某些不能通过热处理来强化的金属，可用低温变形来提高金属强度。如变形铝合金、奥氏体不锈钢。但在塑性加工中，冷变形强化使塑性变形困难，故采用加热的方法使金属再结晶，而获得好的塑性。2、回复和再结晶（1）回复（P70）指当温度升高时，金属原子获得热能

8、，使冷变形时处于高位能的原子回复到正常排列，消除由于变形而产生的晶格扭曲的过程，可使内应力减少。回复温度较低，对于纯金属，可用下式计算：T回＝（0.25～0.30）T熔回复作用不改变晶粒的形状及晶粒变形时所构成的方向性，也不能使晶粒内部的破坏现象及晶界间物质的破坏现象得到恢复，只是逐渐消除晶格的扭曲程度。故回复作用可以降低内应力，但机械性能变化不大，强度稍降低，塑性稍提高。2、回复和再结晶（2）再结晶（P70）指当温度升高到一定程度时，金属原子获得更高的热能，通过金属原子的扩散，使冷变形强化的结