第3章---金属塑性成形工艺.pdfVIP

制造工艺基础

第三章

金属塑性成形工艺

本章提纲

3.1塑性成形概述

3.2塑性成形理论基础

3.3体积成形工艺

3.4薄板成形工艺

3.5先进塑性成形技术

3.1塑性成形概述

1、定义

利用金属所具有的塑性能力，在外力作用下通过塑性变

形获得具有一定形状、尺寸和性能零件或毛坯的加工方法。

自由锻模锻冲压

挤压轧制拉拔

3.1塑性成形概述

2、塑性成形的特点

1）能改善金属的组织，提高金属的力学性能。塑性加工能消

除铸锭内部缩孔和树枝晶等缺陷，产生细小的再结晶，得

到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能。

2）可提高材料的利用率。塑性成形时使金属改变形状，使其

体积重新分配，而不需要切除金属，因而材料利用率高。

3）具有较高的生产率。塑性成形加工一般是利用压力机和模

具进行成形加工的，生产效率高。

4）可获得精度较高的毛坯或零件。塑性加工时，坯料经过塑

性变形可获得较高的精度。

3.2塑性成形理论基础

1、塑性成形基本规律

1)体积不变原则

金属塑性变形前的体积等于塑性变形后的体积。

弹性恢复和内部空隙消失被忽略

2)最小阻力定律

变形过程中，某金属质点有几种流动方向的可能时，

它将沿阻力最小的方向流动。根据这一定律，可指导

工艺设计。

镦粗前镦粗后

3.2塑性成形理论基础

1、塑性成形基本规律

3)临界切应力定律

晶体滑移的驱动力是外力在滑

移系上的分切应力

只有当滑移系上分切应力达到

一定值时，该滑移系才能开动

产塑性变形。

4)塑性变形时伴随有弹性变形的定律

变形金属是由弹性变形和塑性

变形所组成。

当卸载后，弹性变形部分消失金属拉伸变形曲线

，总应变量减小

3.2塑性成形理论基础

2、塑性变形对组织和性能的影响

1）塑性变形可使金属强化（加工硬化），具有加工硬化的

组织在一定温度下将发生恢复和再结晶，使材料软化。

2）热塑性变形可以改善铸态组织——破碎树枝状组织，焊

合内部孔隙，在主伸长变形方向形成金属纤维组织。

3）塑性变形对固态相变有影响，影响金属的组织和性能。

4）塑性变形通常是不均匀的，它对金属组织和性能的影响

具有双重性。

3.2塑性成形理论基础

3、锻造比

锻造可以改善铸态金属组织结构和性能，改善的程度取

决于塑性变形度，采用锻造比表示。

镦粗锻造比YF/F

墩0

拔长锻造比YF/F

拔0

F——坯料锻前的横截面积；

0

F——坯料锻后的横截面积。

0

它的选择应根据金属材料的种类和锻件尺寸及所需性

能、锻造工序等多方面因素进行选择。

3.2塑性成形理论基础

4、金属的锻造性能

金属的锻造性能是指金属经受锻造成形的能力，通常用

塑性与变形抗力来评价。金属的塑性越高，变形抗力越低，

则其锻造