塑性成形新技术的发展趋势.pdfVIP

塑性成形新技术的发展趋势

塑性成形新技术的发展趋势

班级：机制121学号：201120337姓名：周祯

201120335张涛

201120339朱越

一、历史沿革

从人类社会的发展和历史进程的宏观来看，

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是社

会现代化的物质基础和先导。而材料和材料技术

的进步和发展，首先应归功于金属材料制备和成

型加工技术的发展。人类从漫长的石器时代进化

到青铜时代（有学者称之为“第一次材料技术革

命”），首先得益于铜的熔炼以及铸造技术进步和

发展，而由铜器时代进入到铁器时代，得益于铁

的规模冶炼技术、锻造技术的进步和发展（所谓

“第二次材料技术革命”）。直到16世纪中叶，

冶金（金属材料的制备与成型加工）才由“技艺”

逐渐发展成为“冶金学”，人类开始注重从“科

学”的角度来研究金属材料的组成、制备与加工

工艺、性能之间的关系，迎来了所谓的“第三次

材料技术革命”——人类从较为单一的青铜、铸

铁时代进入到合金化时代，催生了人类历史的第

的制备加工技术，精确控制组织，大幅度提高材

料的性能，达到减少材料用量、节省资源和能源

的目的。

新材料的研究、开发与应用，综合反应了一

个国家的科学技术与工业化水平，而先进制备与

成型加工技术的发展，对于新材料的研制、应用

和产业化具有决定性的作用。先进制备与成型加

工技术的出现与应用，加上了新材料的研究开

发、生产和应用进程，促成了诸如微电子和生物

医用材料等新兴产业的形成，促进了现代航天航

空，交通运输，能源环保等高技术产业的发展。

传统结构材料向高性能“，复合化，结构功

能一体化发展，尤其需要先进制备与成型加工技

术及装备，可使材料的生产过程更加高效，节能

和洁净，从而提高传统材料产业的国际竞争力。

另一方面，开展本科学领域色前沿和基础研

究，并综合利用相关学科基础理论和科技发展成

果，提供预备新材料的新原理新方法，也是材料

科学与工程学科自身发展的需求。

因此，材料先进制备与成型加工技术发展，对提

高国家综合实力，突破先进工业国家的技术壁垒

与封锁，保障国家安全，改善人民生活质量，以

及促进材料科学与技术自身的进步与发展，具有

十分重要的作用，也是国民经济和社会可持续发

展的重大需求。

二、发展前景

1精密化

目前，精密和超精密制造技术已经跨越了

微米级技术，进入了亚微米和纳米技术领域。精

密化已成为材料成形加工技术发展的重要特征，

其表现为零件成形的尺寸精度正在从近净成形

（NearNetshapeForming）向净成形（Net

shapeForming），即近无余量成形方向发展。

“毛坯”与“零件”的接近程度越来越大。当前

精密成形技术已在较大程度上实现了近净成形。

发展趋势是实现净成形加工，其工艺要求材料

成形向更轻、更薄、更强、更韧及成本低、周期

短、质量高的方向发展。精密材料成形技术有

多种形式的精铸、精锻、精冲、冷温挤压、

精密焊接与切割等。

2优质化

净成形技术主要反映了成形加工保证尺寸及形

状的精密程度，而反映成形加工优质程度的则是

近无缺陷、零缺陷成形加工技术。成早期失效的

临界缺陷的概念主要方法有：为了获得健全的铸

件、锻件奠定基础，可以采用先进工艺、净化熔

融的金属、增大合金组织的致密度等。采用模拟

技术、优化工艺技术，实现一次成形及试模成功，

保证工件质量。加强工艺过程监控及无损检测，

及时发现超标零件。通过零件安全可靠性能研究

及评估，确定临界缺陷量值等。

3快速化

随着全球化市场的激烈竞争，加快产品开发

速度已成为竞争的重要手段之一。制造业要满足

日益变化的用户需求必须有较强的灵活性，以最

快的速度提供高质量产品，亦即客户化小批量

快速交货的要求不断增加，为此需要材料成形加

工技术的快速化。

成形加工技术的快速化表现