挤伸技术.PPT

Ch03 3-1　塑性加工概說 3-1-1　塑性加工的意義與方法 3-1-2　塑性加工的特色與應用 組織與性能佳：原有內部組織疏鬆孔 隙、粗大晶粒、不均勻等缺陷將改善。 材料利用率高：經由金屬在塑性狀態的 體積轉移而獲得所需外形。 尺寸精度佳：尺寸精度也能達到應有的 水準。 生產效率高：加工機具的改進及自動化 有益於大量生產的需求。 3-1-3　塑性加工的基本原理 材料受到外力作用時，將自然變更其形狀及尺寸，此項變更稱為變形(deformation)，變形可為彈性亦可為塑性，當一變形之材料將其施加之外力去除後，能完全恢復原來形狀與大小者謂之彈性變形(elastic deformation)，反之，如果外力去除後，無法再恢復至原來的形狀者謂塑性變形(plastic deformation)。 金屬的塑性變形： 冷間變形：在沒有回復和再結晶的條件 下進行的變形。 熱間變形：在得到充分再結晶的條件 下進行的變形。 溫間變形：有加工硬化也有回復或再結 晶現象。 影響金屬可塑性的因素： 化學成份：一般純金屬的可塑性比合金 好。 組織結構：純金屬和固溶體具有良好的 塑性，而碳化物的可塑性就比較差。 變形溫度：升高溫度，可使塑性提高， 變形阻力減小。 變形速度：變形速度增大後，變形抗力 增加。變形速度提高後，使金屬的溫度 升高，因而改善了金屬的塑性。 應力狀態：塑性愈好，拉應力的數目愈 多，則塑性愈差。 3-2　滾軋加工 3-2-1　滾軋意義與分類 滾軋(rolling)乃是將金屬材料通過於上下兩個反向轉動的輥子間，以連續塑性變形的方式通過，以得到所需形狀的加工方法。換言之，它是利用材料與輥子間的摩擦力，將材料引入輥子間以進行連續軋壓，其目的在於使材料厚度縮減或改變其截面形狀。 3-2-2　滾軋基本原理 軋輥直徑為D、軋輥半徑R，入口材料厚度h1，出口材料厚度h2，入口材料寬度b1，出口材料寬度b2，入口材料速度v1，出口材料速度v2，接觸長度ld，咬入角α。兩軋輥間的間隙稱為輥縫(Roll gap)，材料與軋輥間接觸弧的水平投影稱為接觸長度，通常接觸長度 。 當材料通過輥縫時，材料將產生如下之變形：高度減少(稱為壓縮)、寬度增加(稱為展寬)、長度增加(稱為延伸)。滾軋加工後，板厚的減少量稱為減縮量(Draft)，即Δh＝h1－h2。 滾軋負荷的計算： 上式中，為 P 滾軋負荷，P 平均滾軋壓力，b 材料平均寬度，R 軋輥半徑，ld 接觸長度及 Δh 減縮量。 3-2-3　滾軋設備 3-2-4　滾軋實務 鑄胚進行初始的滾軋加工謂開胚滾軋(break-down rolling)，其主要目的在於將鑄胚(Ingot)加熱壓延成滾軋工廠所要的各種尺寸的扁胚、中胚、小胚以供後續滾軋之用，而且也切除鑄胚的缺陷端，滾軋後的扁胚，其結晶粗大，未具應有的強韌性，但經由厚板熱滾軋製程後，不但使晶粒細化、品質提升，而且獲得要求的尺寸，這就是厚板滾軋的目的。 薄板滾軋最普遍就是用於汽車、電機、及供彎曲或引伸用。冷軋薄板有優良的尺寸精度、漂亮平滑的表面、優良的平坦度，而且應用範圍廣泛，如汽車、電機、家具、辦公用品、建築等。 3-3　鍛造加工 3-3-1　鍛造的意義與分類 鍛造(forging)係利用鍛壓機具及工模具產生及傳遞衝擊或擠壓的壓力，使金屬材料產生塑性變形，以獲得所需幾何尺寸、形狀及機械性質製品的加工方法，在鍛壓過程中材料產生塑性變形，因而可改善晶粒組織，使材質細密化、均質化，並獲得優良的抗疲勞性、韌性及耐沖擊性等機械性質。 鍛造有二種目的： 鍛鍊─細粒化、纖維化。 成形─鍛成具有連續鍛流線的各種製品形狀。 3-3-2　鍛造的製程 3-3-3　鍛造設備 3-3-4　鍛造方法與缺陷 鍛造方法基本上有二類：開模鍛造(open-die forging)及閉模鍛造(close-die forging)。開模鍛造又稱自由鍛造(free forging)，係金屬胚料於鍛打成形時，並不是藉著完全封閉的模穴來限制其三度空間的流動，而只是以簡單形狀的開式鍛模或手工具來進行反覆的鍛打。閉模鍛造的步驟如圖3-23所示，通常由胚料至完工成形，其間必需經歷中間成形。 3-4　擠伸加工 3-4-1　擠伸的意義與分類 擠伸(extrusion)或稱擠製、擠壓、擠型，係將胚料放置在盛錠器中，然後對胚料施以壓力，迫使材料從模具孔口流出，做前向或後向的塑性流動，使工件形成的斷面形狀與模口斷面相同。 擠伸的分類依擠伸溫度的不同分有： 冷間擠伸。 熱間擠伸。 3-4-2　擠伸的流動變形與方法 3-4-3　擠伸機具 3-4-4　擠伸製程與缺陷 金屬材料的可擠伸性(extrudability)主要是表現在擠伸壓力、擠伸速度、製品品質、模具壽命等方面，而影響的因素則在擠伸胚料、擠伸技術、擠伸模具