热加工工艺基础教学PPT锻压.pptx

热加工工艺基础;第二章 锻压;2-0、概述 2-1、金属的塑性变形 2-2、常用锻造方法 2-3、自由锻工艺 2-4、锤上锻模工艺 2-5、锻件质量与成本分析 2-6、板料冲压 2-7、其他锻压加工方法;金属塑性加工方法 轧制　使金属坯料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，改变其性能，获得所要求的截面形状的加工方法。 挤压　将金属坯料置于挤压筒中加压，使其从挤压模的模孔中挤出，横截面积减小，获得所需制品的加工方法。 拉拔　坯料在牵引力作用下通过拉拔模的模孔拉出，产生塑性变形，得到截面细小、长度增加的制品的加工方法，拉拔一般是在冷态下进行。 自由锻　用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间，使坯料受冲击力作用而变形，获得所需形状的锻件的加工方法。 5) 模锻　利用模具使金属坯料在模膛内受冲击力或压力作用，产生塑性变形而获得锻件的加工方法。 6) 板料冲压　用冲模使板料经分离或成形得到制件的加工方法。;金属塑性加工方法;在上述的六种金属塑性加工方法中，轧制、挤压和拉拔主要用于生产型材、板材、线材、带材等；自由锻、模锻和板料冲压总称锻压，主要用于生产毛坯或零件。 锻压是利用金属的塑性变形，改变坯料的尺寸和形状，并改善其内部组织和力学性能，获得所需毛坯或零件的成形加工方法。 锻造和冲压是锻压成形的主要方法之一。 特点 改善金属组织，提高金属的力学性能； 节约金属材料和加工工时，提高金属材料的利用率和经济效益； 适用范围广，生产效率高。 与铸造相比难以获得形状较为复杂的零件;一、金属的塑性变形 弹性变形 在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾向。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。;一、金属的塑性变形 塑性变形 金属在外力作用下，内部产生应力和应变。当应力小于屈服强度时，内部只发生弹性应变；当应力超过屈服强度时，迫使组成金属的晶粒内部产生滑移或孪晶，同时晶粒间也产生滑移和转动，因而形成了宏观的???性变形。 1）弹性变形及破断 当金属受外力作用时，外力可分为正应力和切应力，正应力使金属产生弹性变形或破断。 ;一、金属的塑性变形 塑性变形 2）单晶体塑性变形 实验表明，晶体只有在切应力的作用下才会发生塑性变形。室温下，单晶体的塑性变形主要是通过滑移和孪生进行的。滑移是指在切应力作用下，晶体的一部分相对于晶体的另一部分沿滑移面作整体滑动，图为单晶体在切应力作用下的滑移变形过程。;一、金属的塑性变形 塑性变形 3）多晶体塑性变形 多晶体的塑性变形（晶内和晶间变形） 晶内变形：外力作用下，某一晶粒的塑性变形。 晶间变形：晶粒之间的相互位移或转动。 在外力作用下，有的晶粒处于利于塑性变形位置，则首先塑性变形。有的处于不利于塑性变形的位置，则暂时不变形。晶粒间会移动、转动，这种利与不利位置在变化，塑性变形不断进行。;二、塑性变形对金属组织及其性能的影响 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。 晶粒沿最大变形的方向伸长； 晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力； 晶粒产生碎晶。 冷作硬化(见右图) ♂ 现象：强度、硬度上升， 而塑性、韧性下降。 ♂ 原因：滑移面附近的晶粒 碎晶块，晶格扭曲 畸变，增大滑移阻 力，使滑移难以进 行。;二、塑性变形对金属组织及其性能的影响 回复与再结晶 回复： 冷作硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子获得热能，热运动加剧，当加热温度T回(用K氏温标) T回=（0.25—0.3）T熔 使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬化得到部分消除。 ;二、塑性变形对金属组织及其性能的影响 回复与再结晶 再结晶 当加热温度T回：T回=（0.35~）4T熔时原子获得更多热能，开始的某些碎晶或杂质为核心构成新晶粒，因为是通过形核和晶核长大方式进行的，故称再结晶。 再结晶后清除了全部加工硬化。 再结晶后晶格类型不变，只改变晶粒外形。 加工硬化的利用、消除 ♂ 利用：冷加工后使材料强度↑硬度↑。如冷拉 钢，不能热处理强化的金属材料。 ♂ 消除：再结晶退火（P29）650—750℃;二、塑性变形对金属组织及其性能的影响 冷变形和热变形 冷变形 ♂在再结晶温度以下的变形。 ♂冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。