工程材料与热成型技术：金属塑性成型PPT教学课件.pptx

第10章金属塑性成型

目录-CONTENTS01概述02锻造03冲压04现代塑性成型技术概述

PART概述01

塑性成形优势细化金属组织，提升力学性能，消除内部缺陷，保证材料利用率和生产效率。塑性变形优势延续实现形状变换，体积保持基本稳定，提高加工精度，尤其适合高要求零件制造。塑性变形的特点

金属塑性变形的实质单晶体塑性变形需在切应力作用下发生，当外力超过一定限度，晶格滑移导致永久变形。单晶体的塑性变形01金属材料的塑性变形是由晶粒间的相互影响和晶界的阻碍共同作用的结果，多晶体变形抗力强于单晶体。多晶体的塑性变形02

金属的塑性变形规律体积不变定理指金属变形前后体积不变，金属塑性变形时尺寸变化遵循此定理。体积不变定理金属质点塑性变形时，会沿阻力最小的最短法线方向移动，这是最小阻力定律。最小阻力定律

形变强化现象形变强化是金属塑性变形后强度增加、塑性降低的现象，常用于提高材料强度和产品精度，但会导致塑性下降，增加加工难度。0102金属塑性变形后组织变化塑性变形导致金属内部晶粒变碎、拉长，位错密度增加，产生硬化现象，并引发组织结构的各向异性。金属的形变强化

金属的形变强化金属塑性变形后内部残留的应力称为残余应力，分为宏观、微观和晶格畸变三种，可能影响工件的性能和寿命。塑性变形产生的残余应力01、锻造流线是金属加工中因杂质分布形成的定向组织，影响金属各向异性，影响塑性、韧性与强度。在零件设计时应考虑流线方向，确保其与应力方向匹配。锻造流线02、

回复01变形金属加热初期，当温度较低，金属内部组织变化不大，这一过程称为回复。回复可降低内应力，保持强度，恢复塑性，常用于去应力退火，以稳定工件尺寸。再结晶02再结晶是金属加热过程中晶粒重组的现象，导致金属强度下降，塑性、韧性提高。通过再结晶退火可以恢复金属性能，消除加工硬化。再结晶温度受金属变形度、原始晶粒大小及杂质或合金元素影响。晶粒长大03晶粒长大是金属加热过程中晶粒尺寸增大的现象，分为正常长大和异常长大，会影响金属的力学性能。应通过控制加热温度和保温时间防止异常长大导致的二次再结晶。塑性变形金属在加热时组织和性能的变化

金属的塑性成形性能化学成分低碳钢塑性优于高碳钢，合金元素增加会降低钢的塑性成形性能。金属组织金属纯度及组织结构影响其塑性成形性能，如碳化物、晶粒大小、形状等。加工条件提高变形温度和变形速度，能改善金属塑性，降低塑性成形的抗力。应力状态、表面状况、润滑状态也会影响塑性和变形抗力。

PART锻造02

自由锻造工序包括镦粗、拔长、冲孔等，用于改变坯料形状和尺寸，以制造锻件。自由锻造工序自由锻件结构需适应简单工具成形，确保工艺可行性、方便性和经济性。自由锻锻件的结构工艺性自由锻造

01按锻模结构，模锻可分为开式和闭式两种。开式模锻有飞边，适应性强，成本低，但精度不高。闭式模锻无横向飞边，精度更高，但工艺更复杂。模锻分类02设计模锻零件时，应选择合理的分模面，确保结构简单、对称，避免薄壁、深孔，便于制造和降低生产成本。模锻件的结构工艺性模锻

PART冲压03

需原材料高塑性，低变形抗力，通过冷变形强化，形成轻巧、高强度的结构。板料冲压的特性操作简单，生产率高，适合机械化自动化，但模具制造成本高，适合大批量生产。冲压加工效率尺寸精度高，质量稳定，无需额外切削，直接作为零件使用，互换性好。冲压件的品质优势广泛应用于汽车、家电、航空航天、兵器等多领域，对中空杯状产品材料塑性要求高。广泛应用领料冲压的特点

冲裁是板料沿封闭轮廓分离的工序，包括冲孔和落料，影响因素有模具间隙、刃口锋利度等。冲裁弯曲是将平直板料弯成一定角度和圆弧，过程中要注意防止弯裂和控制回弹，以确保尺寸精度。弯曲拉深是将平面板料制成空心零件的冲压工序，通过塑性变形形成不同形状的零件，常面临拉裂和起皱问题，需采取相应措施保证工艺顺利进行。拉深冲压基本工序

PART现代塑性成型技术概述04

超塑性是金属在特定条件下伸长率超过100%的特性，使金属能无缩颈变形，降低应力，易于制成复杂零件。常见于锌铝合金、铝基合金、钛合金及高温合金的成形。超塑成形旋压成形是通过旋压机和模具使坯料旋转变形，制造空心回转体零件。它分为普通旋压和变薄旋压，常用于加工复杂形状的薄壁零件，具有省力、精度高、表面质量好等优点。旋压成形摆动辗压是利用摆动的圆锥形模具对坯料施压的工艺，能在较小设备上制造大锻件，降低变形力，实现高精度、高质量的加工，常用于汽车后半轴、扬声器导磁体等部件的生产。摆动辗压成形特种塑性成型技术

粉末锻造粉末锻造是结合粉末冶金和精密锻造的工艺，能制造出密度高、性能优良的粉末锻件，常用于汽车制造业。5液态模锻液态模锻是将液态金属注入模膛，在压力下凝固成形，适用于制造形状复杂、尺寸精确的零件，广泛应用于各种