工业生产技术基础第六章　金属塑性成形.pptx

工业生产技术基础第六章　金属塑性成形金属塑性成形是在外力作用下使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。塑性成形的主要生产方法如下：1.轧制2.挤压3.拉拔4.自由锻5.模锻6.板料冲压1.轧制图6-1　轧制a)轧制示意图　b)轧制的型钢1—圆钢　2—方钢　3—扁钢　4—角钢　5—T字钢　6—工字钢7—槽钢　8—钢轨　9—Z字钢2.挤压挤压是将大截面坯料或锭料一端加压，使金属从模孔中挤出，以获得符合模孔截面形状的小截面坯料的塑性成形过程。根据挤压时金属流动方向与凸模运动方向的关系，挤压可分为四种：(1)正挤压　金属流动方向与凸模运动方向相同(图6-2a)。(2)反挤压　金属流动方向与凸模运动方向相反(图6-2b)。(3)复合挤压　金属顺凸模运动方向和相反方向同时流动(图6-2c)。(4)径向挤压　挤压时金属流动方向与凸模运动方向相垂直(图6-2d)。2.挤压图6-2　挤压方式a)正挤压　b)反挤压　c)复合挤压　d)径向挤压1—凸模　2—挤压筒　3—坯料　4—挤压模2.挤压图6-3　挤压产品截面形状图3.拉拔拉拔是将大截面坯料拉过有一定形状的模孔，以获得小截面坯料的塑性成形方法(图6-4a)。拉拔生产主要用来制造各种细线材、薄壁管及各种特殊几何形状型材(图6-4b)。低碳钢及多种有色金属及合金都可经拉拔成形。3.拉拔图6-4　拉拔a)拉拔示意图　b)拉拔产品截面形状1—坯料　2—模套　3—模子4.自由锻金属坯料在上、下砥铁间，受冲击力或静压力而产生塑性变形的加工方法(图6-5a)。4.自由锻图6-5　锻造及冲压生产方式示意图a)自由锻　b)模锻　c)板料冲压5.模锻金属坯料在具有一定形状的锻模模膛内，受冲击力或静压力而产生塑性变形的加工方法(图6-5b)。图6-5　锻造及冲压生产方式示意图a)自由锻　b)模锻　c)板料冲压6.板料冲压利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法(图6-5c)。塑性成形方法的主要优点，在于通过金属材料的塑性变形来改善金属的内部组织。此方法不但能获得强度高、性能好的工件，而且具有生产率高、材料消耗少等优点，因而在国民经济中得到广泛的应用。特别像汽车、拖拉机、宇航、船舶、军工、电器及日用工业品等工业部门，塑性成形乃是非常主要的加工方法。但塑性成形加工与铸造相比，也有其不足之处，对于脆性材料及复杂形状的零件，一般更适于铸造方法生产。第六章　金属塑性成形第一节　金属的塑性变形第二节　锻 造 工 艺第三节　板 料 冲 压第四节　锻造及冲压零件的结构工艺性第五节　塑性成形新工艺简介第一节　金属的塑性变形一、塑性变形后金属的组织和性能二、热变形和冷变形三、金属的可锻性一、塑性变形后金属的组织和性能经过塑性变形的金属，内部组织会发生晶粒沿最大方向伸长，晶格扭曲并产生内应力，晶粒破碎，使得晶体进一步滑移困难，改变了其力学性能。金属经塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。铸锭经塑性变形后，各晶粒沿变形方向伸长，当变形程度很大时，多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长。这种被拉长的呈纤维状的晶粒组织，称为纤维组织。一、塑性变形后金属的组织和性能图6-6　回复和再结晶示意图a)变形前　b)变形后　c)回复　d)再结晶一、塑性变形后金属的组织和性能由于纤维组织的形成，使得金属材料出现各向异性。在纵向(平行纤维方向)上塑性和韧性增加：横向(垂直纤维方向上)的数值则降低。纤维组织不能用热处理方法消除，只能用塑性成形工艺使其合理分布，使零件具有较好的力学性能。其原则是：使零件工作时承受正应力的方向尽量与纤维方向重合，切应力方向与纤维方向垂直。最好是纤维的分布与零件的外形轮廓相符合，而不被切断(图6-7、图6-8)。一、塑性变形后金属的组织和性能图6-7　螺钉的纤维组织比较a)用棒料直接切削成螺钉　b)用局部镦粗方法制成的螺钉毛坯一、塑性变形后金属的组织和性能图6-8　曲轴的纤维组织比较a)切削加工制成的曲轴　b)用锻造方法制成的曲轴毛坯二、热变形和冷变形金属在再结晶温度以上的塑性变形叫热变形。热变形中再结晶软化占优势，完全消除了加工硬化效应，使金属的塑性明显提高，变形抗力明显降低，可用较小的能量获得较大的变形量。热变形工艺在工业生产中广泛应用，如热锻、热轧、热挤压等。金属在再结晶温度以下的塑性变形叫冷变形。冷变形中位错密度上升，发生加工硬化，使金属的强度、硬度提高，韧性降低。冷变形能使金属获得较高的尺寸精度和表面质量。冷变形工艺在工业生产中应用也很广泛，如板料冲压、冷挤压、冷锻和冷轧等。三、金属的可锻性1.金属的本质2.变形条件的影响1.金属的本质(1)化学成分　金属的化学成分不同，可锻性不同。纯金属比合金的可锻性好；含合金元素少的比含合金元素多的金属材料可锻性好。如纯铁比