金属工艺学电子教学教案——第十章锻压01（高教版王英杰主编）(中职教育)

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1、第十章锻压教学重点与难点1.重点金属塑性变形原理、回复与再结晶2.难点回复与再结品教学方法与手段1.利用挂图等教具。2.举典型实例，结合同素异构知识，增强感性认识。教学组织1•复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容第一节锻压概述♦锻压是指对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变形状、尺寸和改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法，它是锻造和冲压的总称。常见的金屈压力加工方法有锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。♦锻造是指在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。♦冲压是指使坯料经分离或成形而得

2、到制件的工艺统称。♦挤压是指坯料在封闭模腔内受三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出，使Z横截面积减少，成为所需制品的加工方法。♦轧制是指金属材料（或非金属材料）在旋转轧辘的压力作用下，产生连续塑性变形，获得所要求的截面形状并改变其性能的方法，按轧轻轴线与轧制线间和轧辘转向的关系不同可分为纵轧、斜轧和横轧三种。♦拉拔是指坯料在牵引力作用下通过模孔拉出使Z产生塑性变形而得到截面小、长度增加的工艺。压力加工是以金属的塑性变形为基础的，各种钢和大多数有色金属及其合金都具有不同程度的塑性，因此，它们可在冷态或热态下进行压力加工，而脆性材料(如灰铸铁、铸造铜合金、铸造铝合金等)则不能进行压力

3、加工。金属压力加工在机械制造、汽车、拖拉机、仪表、造船、冶金及国防等工业中具有广泛的应用，常用于制造主轴、连杆、曲轴、齿轮、高压法兰、容器、汽车外壳、电机硅钢片、武器、弹壳等。金属锻压加工主要有以下特点：(1)改善了金属内部组织，提高金屈的力学性能。(2)节省金属材料。(3)具有较高的生产率。(4)生产范围广。压力加工的不足之处是，不能获得形状很复杂的制件，一般制件的尺寸精度、形状精度和表面质量还不够高，加工设备比较昂贵，制件的成本也比铸件高。第二节金属压力加工基础知识♦金屈的可锻性是指金厲材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。它与金属的塑性和变形抗力有关，塑性愈好，变形抗力愈小，则

4、可锻性愈好，反之，则可锻性愈差。一、金属的塑性变形金属在外力作用下将产生塑性变形，其变形过程包括弹性变形和塑性变形两个阶段。只有塑性变形才能用于成形加工。同时，塑性变形会对金属的组织和性能产生很大影响。(一)金属塑性变形的实质实验证明：晶体只有受到切应力时才会产生塑性变形，单晶体的塑性变形主要是由于切应力引起晶体内部位错运动(即滑移变形)产生的。单晶体的变形方式有：滑移和挛晶两种。多晶体是由许多微小的单个晶粒杂乱组合而成的。其塑性变形过程可以看成是许多单个晶粒塑性变形的总和；另外，多品体塑性变形还存在着晶粒与晶粒Z间的滑移和转动，即晶间变形。但多晶体的塑性变形以晶内变形为主，晶间变形很小。

5、由于晶界处原子排列紊乱，各个晶粒的位向不同，使晶界处的位错运动较难，所以，晶粒愈细，晶界面积愈大，变形抗力就愈大，金屈的强度也愈高；另外，晶粒越细，金属塑性变形分散在更多的晶粒内进行，应力集中较小，金属的塑性变形能力也越好，因此，生产中都尽量获得细晶粒组织。金属的塑性变形过程实质上是位错沿着滑移面的运动过程。在滑移过程中，一部分III的位错消失，又大量产生新的位错，总的位错数量是增加的，大量位错运动的宏观表现就是金属的塑性变形。位错运动的观点认为，晶体缺陷及位错相互纠缠会阻碍位错运动，导致金属的强化，即产生冷变形强化现象。（二）金属的冷变形强化♦随着金属冷变形程度的增加，金属材料的所冇强度

6、指标和硬度都冇所提高,但塑性有所下降，这种现象称为冷变形强化。变形后，金属的晶格结构严重畸变。形变金属的品粒被压扁或拉长，形成纤维组织，甚至破碎成许多小晶块。冷变形强化使金属的可锻性能恶化。二、回复与再结晶对冷变形强化组织进行加热，变形金屈将相继发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。（一）回复♦将冷变形后的金屈加热至一定温度后，使原了回复到平衡位置，晶粒内残余应力人人减少的现象称为回复。冷拔弹簧钢丝绕制弹簧后常进行低温退火（也称定性处理），就是利用冋复保持冷拔钢丝的高强度，消除冷卷弹簧时产生的内应力。（二）再结晶♦当加热温度较高时，塑性变形后的金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为等轴

7、晶粒的过程称为再结晶，再结晶恢复了变形金屈的可锻性。再结晶是在一定的温度范围进行的，开始产生再结晶现象的最低温度称为再结晶温度。纯金属的再结晶温度为：T再~0.4T熔（K）在常温下经过塑性变形的金属，加热到再结晶温度以上，使其发生再结晶的处理过程称为再结晶退火。再结晶退火可以消除加工硕化，提高塑性，便于金属继续进行压力加工，如金属在冷轧、冷拉、冷冲压过程中，需在各工序中穿插再结晶退火对金属进行软化。（三）晶粒长大产生纤维