《固态成形技术》PPT课件

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1、材料成形技术基础第三章固态材料塑性成形过程第1节概述第2节金属塑性成形过程的理论基础第3节锻造方法第4节板料成形方法第5节其它他塑性成形简介主要内容3.1概述金属塑性成形的概念它是指在外力作用下，使金属材料产生预期的塑性变形，以获得所需形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。在工业生产中又称压力加工。3.1概述金属材料固态成形的基本成形条件:被成形的金属材料应具备一定的塑性;要有外力作用于固态金属材料上。金属固态成形受到内外两方面因素的制约。内在因素即金属本身能否进行固态变形和可形变的能力大小。外在因素即需要多大的外力。另外，外界条件（如温度等）对内外因素

2、有相当大的影响，且成形过程中两因素相互影响。金属塑性成形的主要方法3.1概述优点：⑴组织细化致密、力学性能提高；⑵体积不变的材料转移成形，材料利用率高;⑶生产率高，易机械化、自动化等。⑷可获得精度较高的零件或毛坯，可实现少无切削加工。缺点：⑴不能加工脆性材料；⑵难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、体积特别大的制品；⑶设备、模具投资费用大。金属固态塑性成形优缺点按金属固态成形时的温度分为两大类：⑴冷变形过程冷变形是指金属在进行塑性变形时的温度低于该金属的再结晶温度。冷变形过程的特征：变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性和韧度下降.⑵热变形过程是指金属材料

3、在其再结晶温度以上进行的塑性变形。3.1概述冷变形过程的特征：变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性和韧度下降。热变形过程的特征：①金属在热变形中始终保持良好的塑性，可使工件进行大量的塑性变形；又因高温下金属的屈服强度较低，故变形抗力低，易于变形。②热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是韧度明显改善和提高。因为金属材料内部的缩松、气孔或空隙被压实，粗大（树枝状）的晶粒组织结构被再结晶细化。③形成纤维组织，力学性能具有方向性。3.1概述冷变形过程优点：冷变形过程缺点：①冷变形过程的加工硬化使金属的塑性变差，给进一步塑性变形带来困难。②对加工坯料要求其

4、表面干净、无氧化皮、平整。③加工硬化使金属变形处电阻升高，耐蚀性降低。①冷变形制成的产品尺寸精度高、表面质量好。②对于不能用热处理方法提高强度、硬度的金属构件（特别是薄壁细长件）。利用加工硬化来提高构件的强度、硬度不但有效而且经济。3.1概述3.2金属塑性成形过程的理论基础塑性成形性能（可锻性）衡量因素——塑性指标和变形抗力；塑性越高，变形抗力越低，可锻性越好。影响金属塑性成形性能的因素：内在因素、加工条件、应力状态等。⑴内在因素：①化学成分—钢的含碳量越大，塑性成形性越差;钢的合金元素含量越高，塑性成形性能越差.②金属组织—单相固溶体的塑性成形性优于多相组织

5、，常温下，均匀细晶的塑性成形性优于粗晶组织，钢中存在网状二次渗碳体时塑性成形性下降。3.2金属塑性成形过程的理论基础⑵加工条件：①变形温度温度越高，塑性指标增加，变形抗力降低，可锻性提高。②变形速度一方面变形速度增大硬化速度随之增大，塑性指标下降，变形抗力增大，可锻性变坏；另一方面变形速度越大，热效应越明显，使塑性指标提高、变形抗力下降，可锻性变好。一般生产条件下采用较小变形速度。3.2金属塑性成形过程的理论基础⑶应力状态：三个方向中的压应力数目越多，塑性越好，变形抗力增大；拉应力数目多，则金属的塑性就差，变形抗力降低。3.2金属塑性成形过程的理论基础3.2.

6、2塑性变形基本规律⑴体积不变规律金属固态成形加工中金属变形后的体积等于变形前的体积（又叫质量恒定定理）⑵最小阻力定律金属在塑性变形过程中，其质点都将沿着阻力最小的方向移动。(最小周边法则）（3）加工硬化⑴定义：自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件成形过程。3.3.1自由锻造3.3锻造方法车床主轴自由锻盘套类锻件锻造自由锻优点3.3.1自由锻造自由锻缺点3.3.1自由锻造⑵自由锻成形过程3.3.1自由锻造零件图--绘制锻件图--计算坯料质量和尺寸--下料--确定工序--加热温度--

7、设备等--加热坯料、锻打--检验--锻件⑵自由锻成形过程1）绘制锻件图绘制锻件图时要考虑:敷料加工余量锻件公差3.3.1自由锻造锻件加工余量：与零件的形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有关，通常自由锻锻件的加工余量为4～6mm，它与生产的设备、工装精度、加热的控制和操作技术水平有关，零件越大，形状越复杂，则余量就大。锻件公差：锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量，因为锻造操作中掌握尺寸有一定困难，外加金属的氧化和收缩等原因，使锻件的实际尺寸总有一定的误差。规定锻件的公差，有利于提高生产率。自由锻锻件的公差一般为±（1～2）mm。3.3.1自由锻造2）计算坯料

8、质量和尺寸①确定坯料质量：G坯料=G锻