15锻压冷轧要点.ppt

* 锻造（及冲压）、冷轧对金属组织和性能的影响 锻造及冲压（ 热变形）：金属在再结晶温度以上进行塑性变形。能消除冷变形强化（金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象）的痕迹，保持较低的塑性变形抗力和良好的塑性。 冷变形（冷冲压、冷弯、冷挤、冷镦、冷轧和冷拔）：金属在其再结晶温度以下进行塑性变形。能获得较高的硬度及表面质量 1 4 2 5 3 概述 锻压工艺基础 自由锻 模锻 板料冲压冷轧 模块一 铸、锻、焊工艺及应用 1 概述 锻压：一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金属坯料施加外力，使其产生塑形变形，改变尺寸、形状及性能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压又称作锻造或冲压。 1.1 锻压生产的特点 优点：锻件的韧性好、纤维组织合理、尺寸稳定性好、锻件间性能变化小。 图1 三种金属加工方法所得零件低倍宏观流线 缺点：不能直接锻制成形状复杂的零件；锻件的尺寸精度不够高；锻压生产所需的重型的机器设备和复杂的工具，对于厂房基础要求较高，初次投资费用大。 1.2 锻压生产的实用范围 类型：自由锻、模锻、特种锻造。 锻件的适用范围很广，几乎所有运动的重大受力构件都是由锻压成形的。 1.3 锻压生产的发展趋势 与当代的科学技术有很大的关系： 首先：材料科学的发展对锻压技术有着最直接的影响。 其次：新型科学的出现，缩短了锻件的生产周期，提高锻模设计和生产水平。 第三：机械零件性能的要求使得研究和开发新的锻压件是必然的出路。 1 概述 2 锻压工艺基础 2.1锻造（及冲压）、冷轧对金属组织和性能的影响 锻造（及冲压）：在金属再结晶温度以上进行塑性变形。能消除冷变形强化的痕迹，保持较低的塑性变形抗力和良好的塑性。 空气锤 2.2金属的锻造性能 金属的锻造性能是用来衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度，是金属的工艺性能指标之一。常用金属的塑性和变形抗力两个因素来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则锻造性能越好。影响金属锻造性能的因素有：金属的本质和金属的变形条件。 1.金属本质的影响 1）金属的化学成分：化学成分不同，塑性不同，锻造性能不同。 2）金属的组织状态：组织结构不同，锻造性能不同；单一固溶体组成的合金，塑性好，锻造性能好；铸态柱状组织和粗晶结构不如细小均匀的晶粒结构；金属内部有缺陷也不一样。 2.金属的变形条件 1）变形温度：温度升高，塑性上升，降低变形抗力，易于锻造；但温度过高也会产生相应的缺陷，如氧化，脱碳、过热和过烧等。故要严格控制锻造温度范围。 2 锻压工艺基础 2）变形速度：指金属在锻压加工过程中单位时间内的相对变形量。变形速度的影响较复杂：一方面变形速度增大，冷变形强化现象严重，变形抗力增大，锻造性能变坏；另一方面变形速度很大时产生的热能使金属温度升高，提高塑性，降低变形抗力，锻造性能变好。 3）变形时的应力状态：不同压力加工方法，金属内部的应力状态是不同的。在金属塑性变形时，压应力数目越多，其塑性变形越好，因为压应力使滑移面紧密结合，防止产生裂纹；拉应力则使塑性变形降低，应为它使缺陷扩大，使滑移面分离。但压应力时变形抗力增大。故必须综合考虑塑性和变形抗力。 2 锻压工艺基础 3 自由锻 3.1概述 自由锻指将金属坯料放在锻造设备的上下抵铁之间，施加冲击力或压力，使之产生自由变形而获得所需形状的成形方法。坯料在锻造过程中，除与上下抵铁或其它辅助工具接触的部分表面外，都是自由表面，变形不受限制，锻件的形状和尺寸靠锻工的技术来保证，所用设备与工具通用性强。 自由锻主要用于单件、小批生产，也是生产大型锻件的唯一方法。 3.2自由锻设备 自由锻设备常用的有锻锤和压力机。 1）空气锤：它由电动机直接驱动，打击速度快，锤击能量小，适用于小型锻件 2）蒸汽—空气锤：利用蒸汽或压缩空气作为动力，适用于中小型锻件。 3）水压机：以压力代替锤锻时的冲击力，适用于锻造大型锻件； 3.3. 自由锻工序 根据作用与变形要求的不同，可分为基本工序、辅助工序和精整工序。 基本工序：改变坯料的形状和尺寸以达到锻件基本成形的工序，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。最常用的是镦粗、拔长、冲孔。 模锻是将加热好的坯料放在锻模模膛内，在锻压力的作用下迫使坯料变形而获得锻件的一种加工方法。坯料变形时，金属的流动受到模膛的限制和引导，从而获得与模膛形状一致的锻件。 与自由锻相比，模锻的优点是： 1）由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂； 2）锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的力学性能和使用寿命。 3）锻件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时； 4）生产率较高； 5）操作简单，易于实现机械化； 6）生产批量越大成本越低。 模