塑性加工工艺2剖析.ppt

塑性加工工艺 第二节 轧制 轧制定义： 靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。 一、轧制过程及其基本原理 简单理想轧制过程： 两个轧辊均被驱动、直径相等、转速相同； 轧制过程中两个轧辊完全对称； 轧辊为刚性的；轧件除受轧辊作用外，不受其它外力作用； 轧件的机械性质均匀。 变形区主要参数 轧件在轧辊作用下产生变形的 区域叫变形区，变形区以外两端 不 产生变形的区域叫外区或刚端。 （3）延伸系数 λ=L1/L0 （4）压下率 （5）宽展 =b1－b0 3. 咬入条件 咬入时 咬入后 4 实现轧制过程的条件 轧制过程是否能建立，决定于轧件能否被旋转的轧辊咬入．因此，研究分析轧辊咬入轧件的条件，具有非常重要的实际意义． 1 咬入条件 1) 咬入:依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力,轧辊将轧件拖入轧辊之间的现象. 2) 咬入条件的确定(分析金属刚被咬入时的受力) 受力分析 结论 物理概念 根据物理概念: 摩擦系数可用摩擦角表示.即摩擦角的正切就是摩擦系数f. tgβ=f 则 tgβ≥tgα β≥α 轧制过程中的咬入条件为摩擦角大于咬入角, β =α为临界条件 3. 咬入条件 咬入时 咬入后 二、轧制方法 按轧制温度 热轧 冷轧 按轧件与轧辊的相对运动关系 纵轧：轧辊的纵轴线相互平行，轧件运动方向与延伸方向与轧辊纵轴线垂直。 斜轧：轧辊的纵轴线倾斜互成一定角度，轧件边旋转边沿自身纵轴线方向前进，且前进 方向与轧辊纵轴线方向成一定角度。 横轧：轧辊的纵轴线相互平行，轧件沿自己的横轴线方向运动前进，与轧辊纵轴线垂直。 纵轧 斜轧 横轧 三、板带材轧制 特点：宽厚比（B/H）大 规格：中厚板（中板4~20mm，厚板20~60mm， 特厚板60mm以上） 薄板和带材（0.2~4mm） 极薄带材和箔材（0.001~0.2mm） 技术要求： 尺寸精度、板形、表面光洁度、性能 四、管材轧制 1. 无缝钢管 （1）穿孔 （2）轧管：自动轧管机 （3）均整：带芯棒斜轧 （4）定径和减径：无芯棒连轧 2. 焊管 将管坯（钢板或带钢）弯曲成所需的钢管形状，然后采用焊接法焊接成钢管。 第三节 挤压 一、挤压原理、基本方法 及特点 挤压定义：对放在挤压筒内的金属坯料施加压力，使之从特定的模孔中流出，获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。 挤压方法： 可按挤压方向、变形特征、润滑状态、挤压温度、挤压速度、模具种类或结构、坯料形状或数目、制品形状或数目分类。 常用挤压方法 3. 特点： 具有比轧制更为强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性，获得大变形量。可加工用轧制或锻造加工有困难甚至无法加工的金属材料。 可生产断面极其复杂的，变断面的管材和型材。 灵活性很大，只需更换模具，即可生产出很多产品。 产品尺寸精确，表面质量好。 工艺流程简单，设备投资少，实现生产过程自动化和封闭化比较容易。 金属的固定废料损失较大。压余量10～15％，轧件的切头尾损失仅为1～3％。 加工速度低。 沿长度和断面上制品的组织、性能不够均一。 工具消耗较大。 小结： 挤压法非常适合于生产品种、规格、批数繁多的有色金属管、棒、型材及线坯。在生产断面复杂的或薄壁的管材和型材，直径与壁厚之比趋近于2的超厚壁管材，以及脆性的有色金属和钢铁材料方面，挤压法是唯一可行的压力加工方法。 二、挤压基本理论 正挤压时金属的流动 （2）基本挤压阶段 挤压比?＝锭坯断面积/制品断面积 纵向线两次弯曲，弯曲角度由外向内逐渐缩小。压缩锥（变形区）。 横向线弯曲。 外层网格变形为平行四边形，说明承受了剪切变形，外层金属的主延伸变形比内层的大，沿纵向制品后端的主延伸变形比前端的大。 使用平模或大模角锥模挤压时，都存在死区。模角增大、摩擦加大、挤压比减小、挤压速度降低，死区增大。死区的存在对提高制品表面质量极为有利。 棒材前端横向线弯曲很小，制品头部晶粒粗大，机械性能低劣，应切除。 各种缩尾形成过程示意图减少缩尾的措施：进行不完全挤压，留