金属工艺学 第篇 锻造.ppt

第三篇 金属的塑性成形工艺 锻造工艺 冲压工艺 轧制工艺 挤压工艺 其他特种成形工艺 §2 塑性变形后金属的组织和性能 一、金属塑性变形后的组织和性能 在常温下经塑性变形后，金属内部组织将发生如下变化： 加工硬化:随着塑性变形量的增加，金属的强度和硬度逐渐升高，塑性、韧性逐渐降低的现象。又称冷变形强化。 温度升高，原子获得了热能，热运动就会加剧，使原子排列回复到正常状态，从而消除晶格扭曲，并部分消除加工硬化，这个过程称为回复。 T回 = (0.25～0.3)T熔 当温度继续升高时，金属原子获得更多的热能，开始以碎晶或杂质为核心结晶成细小而均匀的再结晶新晶粒，从而消除全部加工硬化，这个过程称为再结晶。 T再 = 0.4 T熔 在再结晶温度以上加热已产生加工硬化的金属，使其发生再结晶而再次获得良好的塑性，这种操作工艺称为再结晶退火。 二、金属塑性变形分类 在再结晶温度以上的塑性变形称为:热变形 在再结晶温度以下的塑性变形称为:冷变形 1 . 热变形及其影响 变形程度越大，纤维组织越明显。为了获得具有最佳力学性能的零件，应充分利用纤维组织的方向性．一般应遵循两项原则： ①使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； ②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。 四、 锻造比 金属的变形程度通常用锻造比来表示。即： §3 金属的可锻性 可锻性----是综合衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度 的工艺性能。 2．变形速度的影响 3、应力状态的影响 金属在进行不同方式的变形时，所产生应力的大小和性质(压应力或拉应力)是不同的。 第二章 锻造 二、模膛锻造成形（也称模锻）： 概念：是使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或多次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻件的压力加工方法。 特点（与自由锻相比）： ①生产效率高； ②锻件尺寸精度高，机加工余量小； ③可锻造形状较复杂的锻件； ④可实现大批量生产，节省金属材料，降低成本； ⑤操作简单，易于实现机械化、自动化。 模膛的分类(按功能) 2、下料坯料的质量、尺寸计算； G坯料=G锻件+G烧损+G料头3、锻造工序的确定：选择什么工序，工序顺序，控制工序 寸，画出工序草图；4、确定吨位，即选择设备；5、确定温度范围：主要根据相图和合金材料；6、热处理工艺：表面淬火、退火等； 7、制订技术要求和合格检验要求；8、填写工艺卡片。 模锻件图绘制实例： 三、 模锻工步的确定及摸膛种类的选择 冲压设备 第一节 分离工序 第二节 成形工序 第三节 冲模的分类和构造 §1 分离工序 落料及冲孔(统称冲裁):是使坯料按封闭轮廓分离的工序。 落料:被分离的部分为成品，而留下的部分是废料； 冲孔:被分离的部分为废料，而留下的部分是成品。 例如冲制平面垫圈，制取外形的冲裁工序称为落料,而制取内孔的工序称为冲孔。 (1)冲裁变形过程的三个阶段 当凸、凹模的间隙正常时，冲裁变形过程可分为三个阶段： ①圆角带是材料被弯曲和拉伸变形的结果。 ②光亮带是材料受到剪切和挤压应力的作用而形成的。 ③断裂带是由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩展断裂而形成的。 断面特点:断面上形成第二光亮带 缺点:①增大了冲裁力、卸料力和推件力，加剧了凸、凹模的磨损，缩短了模具寿命。 ②板料在过小间隙冲裁时受到挤压而产生压缩变形，所以冲裁件的尺寸略有变化: 落料件的外形尺寸增大； 冲孔件的孔腔尺寸缩小。 缺点：因弹性回复而使落料件的外形尺寸缩小，冲孔件的内腔尺寸增大，品质较差。 当间隙合理时，冲裁力、卸 料力和推件力适中，模具有足够 长的寿命。这时光亮带占板厚的 l／2～l／3，圆角带、断裂带和 锥度均很小。零件的尺寸几乎与 模具一 致，完全可以满足使用 要求。 设计冲孔模：以凸模刃口作设计基准。 D凸 = d孔， D凹 = D凸 + Z 注意：冲孔凸模基本尺寸应取工件尺寸公 差范围内的最大尺寸。 两种排样类型： §2 成形工序 ①变形区是板料的凸缘部分，其它部分是传力区； ②板料变形在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。 ③金属材料塑性流动越大，板料直径越大，拉探后筒形直径越小，其变形程度就