第九章金属压力加工基础.ppt

* * 物流工程学院金属工艺学教研组 * * 砂型铸造的工艺设计 上次可内容的回顾 铸件的结构设计 铸造工艺图的绘制 分型面的选择 浇注位置的确定 工艺参数的确定 铸件的外形设计 铸件的内腔设计 铸件壁厚的设计 铸件壁的连接 * 第3篇 金属压力加工（锻压） 主要内容： 本篇重点： 了解金属塑性成型的理论基础； 掌握金属的塑性成型方法及工艺； 掌握薄板冲压成形工艺，包括各种成形模具结构、基本工序和典形零件的工艺制定。 第9章 金属压力加工基础 第10章 常用的锻造方法 第11章 板料冲压 第12章 特种压力加工方法简介 作业：P142 9.3、9.4 * 金属塑性成型：利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工。 概述 * 锻压生产方式 自由锻—生产大型锻件的唯一方法 * 模锻 * 板料冲压 * 金属塑性成型的基本生产方法 轧制 * 挤压 正挤 反挤 复合挤 * 拉拔 采用的是：静压（拉）力 设备吨位要大 * 第9章 塑性成型的理论基础 9.1 金属塑性变形的实质 9.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 9.3 金属的可锻性 重点内容： 1. 金属塑性成型的原理； 2. 纤维组织的形成及利用； 3. 金属可锻性及其影响因素。 主要内容 * 9.1 塑性变形的实质 （1） 最小阻力定律??? 如果金属颗粒在几个方向上都可移动，那么金属颗粒就沿着阻力最小的方向移动，这就叫做最小阻力定律。 圆形、方形、矩形截面上各质点在镦粗时的流动方向。 * ??? 在压力加工过程中，常用锻造比(Y锻)来表示变形度。锻造比的计算公式与变形方式有关。 拔长时的锻造比为:Y拔＝F0/F, 镦粗时的锻造比为:Y镦＝H0/H. ??? 根据锻造比即可得出坯料的尺寸。例如采用拔长锻造时，坯料所用的截面F坯料的大小应保证满足技术要求规定的锻造比Y拔，即坯料截面积应为：F坯料 = Y拔F锻件 (3) 变形程度的计算 （2） 塑性变形前后体积不变的假设??? 变形前物体的体积等于变形后的体积。 * 塑性变形机理 外力作用 弹性变形 塑性变形 金属塑性变形的实质是：晶体内部产生滑移的结果 在切应力的作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动，（位错运动）造成晶体的塑性变形 晶粒内部缺陷：位错对塑性变形影响最为显著 * 1、将铸锭加热进行压力加工后，由于金属经过塑性变形及再结晶，从而改变了粗大的铸造组织，获得细化的再结晶组织。 9.2 金属变形过程中的组织与性能 2、同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等压合在一起，使金属组织更加致密，其力学性能会有很大提高。 3、铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。这种结构叫纤维组织。 目的 9.2.1 纤维组织变化 * ??使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。 4、具有纤维组织的金属，各个方向上的力学性能不相同。顺纤维方向的力学性能比横纤维方向的好。 分析： 采用棒料直接经切削加工制造螺钉 采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉 纤维组织的利用原则 * 9.2.2 金属的加工硬化与回复、再结晶 金属在常温下经过塑性变形后，内部组织将发生变化： ①晶粒沿最大变形的方向伸长； ②晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力； ③晶粒间产生碎晶。 回复：温度高 原子热能增加 原子排列回复到正常状态 消除了晶格扭曲 加工硬化得到部分消除。 T回＝(0.25~0.3) T熔 再结晶：温度继续升高到该金属熔点绝对温度的0.4倍时，以碎晶或杂质为核心，按变形前的晶格结构结晶成新的晶粒，消除了全部冷变形强化现象。 T再＝0.4T熔 加工硬化：随变形程度增大，强度和硬度上升而塑性下降的现象称为冷变形强化，又称加工硬化。 * 冷变形??? 变形温度低于回复温度时，金属在变形过程中只有加工硬化而无回复与再结晶现象，变形后的金属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。 T回=（0.25～0.3）T熔 热变形??? 变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形。 T再=0.4T熔 9.2.3 冷变形及热变形 如何利用 ？举例 * 上次可内容的回顾 最小阻力定律