压力加工(锻压).ppt

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1、压力加工（锻压）西北工业大学第二章第二篇材料成形工艺基础电子教案基本内容145263概述压力加工基本理论自由锻造模型锻造板料冲压现代塑性加工技术与发展趋势概述发展概况压力加工的实质及材料历史悠久公元前14世纪的商代兵器生产(1972年出土铁韧铜钺)技艺高超(湖北江陵楚墓：越王勾践的宝剑；秦始皇陵：合金钢锻制的宝剑，外硬心韧)条件施加压力形式：人工、机器性质：静压力(水压机)冲击力(锻锤)产生塑性变形材料铸锭（钢锭、有色金属锭）（浇注成型）型材（轧制成型：棒材、板材、管材、型材等）实质变形：小件（小齿轮，法兰盘）变性：大件、重要件（大型发电机主轴）V转↑↑，易产生疲劳破坏，扭矩、弯矩↑1概述压

2、力加工的基本生产方式轧制：轧辊→塑性变形→型材挤压：挤压模→塑性变形→型材正挤压（金属流动方向与挤压凸模运动方向一致）反挤压（金属流动方向与挤压凸模运动方向相反）拉拔：拉拔模→塑性变形(线材、薄壁管)自由锻：锻锤→塑性变形锻造模锻：锻模→塑性变形板料冲压：模具→塑性变形、分离1概述压力加工的特点压力加工的应用改善材料的组织和性能节省原材料精度较高生产率较高（冷镦、冷挤压）M12螺栓、冷镦210/分（自动冷镦机）M12螺母、冷镦150/分（自动冷镦机）但：锻件的复杂程度不如铸件（具有复杂内腔的零件：箱体件、汽缸体等铸件）承受重载、使用要求高的机器零件，薄板件，日用品1返回基本内容145263概

3、述压力加工基本理论自由锻造模型锻造板料冲压现代塑性加工技术与发展趋势压力加工基本理论金属的纤维组织及锻造比金属的锻造性能（可锻性）金属的变形规律2金属的纤维组织及锻造比纤维组织：2热变形时沿变形方向所形成的流线组织金属的纤维组织及锻造比纤维组织：热处理和再结晶无法消除合理利用锻造比Y=拔长前坯料的横截面积拔长后坯料的横截面积锻造比↑→变形量↑，性能↑，各向异性↑并非越大越好2热变形时沿变形方向所形成的流线组织金属的锻造性能衡量指标进行压力加工的难易程度塑性：金属材料产生塑性变形而不破坏的能力(表征塑性变形的能力)变形抗力：对塑性变形的阻力(表征塑性变形的难易程度)δ↑，锻造性能↑，不易开裂(

4、微观：容易产生滑移)变形抗力↓，锻造性能↑2金属的锻造性能影响因素金属的本质化学成分组织状态纯金属的可锻性>合金固溶体的可锻性>化合物(多相组织)晶格畸变，变形抗力↑Ｃ化物，δ↓，HB↑锻造性能↓单相组织，δ↑化合物：HB↑,δ↓，脆性↑，锻造性能↓，呈网状分布时，δ↓↓低Ｃ钢的可锻性>高碳钢含Ｃ量↑，HB↑，δ、αk↓，变形抗力↑晶粒大小影响锻造性能（粗晶组织<细晶组织、锻轧组织）晶粒越细，δ↑，强度↑,但变形抗力↑（冲裁时，晶粒过细模具崩刃）钢的铸态组织晶粒粗大，其锻造性能<锻轧、细晶组织2金属的锻造性能影响因素变形条件变形温度T变T变↑，锻造性能↑T变↑，原子的活动能力↑，滑移↑T变↑

5、，再结晶↑，δ↑，变抗↓T变↑，晶格类型转变T变过高过热：T↑，A晶粒迅速长大（粗晶），δ↓过烧：T接近金属熔点晶粒↑↑氧化性气体渗入晶界，σb、δ↓↓可以消除↑变形量尽量避免2金属的锻造性能影响因素变形条件变形温度T变T变↑，锻造性能↑T变↑，原子的活动能力↑，滑移↑T变↑，再结晶↑，δ↑，变抗↓T变↑，晶格类型转变T变过高过热：T↑，A晶粒迅速长大（粗晶），δ↓过烧：T接近金属熔点晶粒↑↑氧化性气体渗入晶界，σb、δ↓↓可以消除↑变形量尽量避免2金属的锻造性能影响因素变形条件变形温度T变T变↑，锻造性能↑T变↑，原子的活动能力↑，滑移↑T变↑，再结晶↑，δ↑，变抗↓T变↑，晶格类型转变T

6、变过高过热：T↑，A晶粒迅速长大（粗晶），δ↓过烧：T接近金属熔点晶粒↑↑氧化性气体渗入晶界，σb、δ↓↓可以消除↑变形量尽量避免无法消除严格杜绝2金属的锻造性能影响因素变形条件变形速度V变(单位时间的变形量)一般，V变↓，锻造性能↑(V变↑，回复、再结晶来不及完成，不能及时消除加工硬化现象）(变形速度影响)V变C：V变↑，锻造性能↑(热效应，↑金属实际温度)注意：在高速锤上才能实现(V变>16~20m/s)，水压机0.1~0.3m/s，锻锤7~8m/s应力状态应力性质、大小和方向影响锻造性能压应力↑，数值↑，锻造性能↑，反之，锻造性能↓原因：拉应力促使晶间变形

7、，加速晶界破坏，裂纹扩展2目的：↑锻造性能（↑δ，↓变抗），获得再结晶组织方法：以Fe-C合金状态图为基准，参照钢的塑性图、变形抗力图、再结晶立体图综合确定原则：锻造性能↑，力学性能↑，温度范围↑温度范围金属的锻造性能锻造温度范围的选择C钢的锻造温度范围（T始-T终）T始尽量高，T终尽量低(↑锻造性能，↑锻造时间，↓加热火次)不产生过热、过烧不产生加工硬化（再结晶组织），否则，晶粒粗大，内应力↑2T始：AE—