從業(yè)資格考試第3篇金屬壓力加工

1、第三篇第三篇金屬壓力加工金屬壓力加工概述概述一一、什么是壓力加工什么是壓力加工？在外力作用下使金屬產(chǎn)生塑性變形在外力作用下使金屬產(chǎn)生塑性變形， 從而獲得具有一定從而獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的毛坯或零件的加工方法。形狀、尺寸和力學性能的毛坯或零件的加工方法。外力外力 沖擊力：錘類沖擊力：錘類靜壓力：壓力機靜壓力：壓力機各類鋼和大多數(shù)有色金屬及其合金都具有一定的塑性各類鋼和大多數(shù)有色金屬及其合金都具有一定的塑性，因此，都能在熱態(tài)或冷態(tài)下進行壓力加工。因此，都能在熱態(tài)或冷態(tài)下進行壓力加工。應用廣泛：運輸工具應用廣泛：運輸工具 96%；汽車拖拉機汽車拖拉機 95%航天、航空航天、航空 90%；

2、農(nóng)用機械工業(yè)農(nóng)用機械工業(yè) 80%。二二、分類分類1、軋制：金屬坯料在兩個回轉軋輥的縫軋制：金屬坯料在兩個回轉軋輥的縫隙中受壓變形以獲得各種產(chǎn)品的加工方法隙中受壓變形以獲得各種產(chǎn)品的加工方法。 靠靠摩擦力，坯料連續(xù)通過軋輥間隙而受壓變形摩擦力，坯料連續(xù)通過軋輥間隙而受壓變形。主要產(chǎn)品：型材、圓鋼、方鋼、角鋼、主要產(chǎn)品：型材、圓鋼、方鋼、角鋼、鐵軌等。鐵軌等。2、擠壓：金屬坯料在擠壓擠壓：金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出?？锥冃蔚哪?nèi)受壓被擠出模孔而變形的加工方法。加工方法。正擠正擠： 金屬流動方向與凹模金屬流動方向與凹模運動方向相同。運動方向相同。反擠反擠： 金屬流動方向與凹模金屬流動方向與凹模運

3、動方向相反。運動方向相反。3、拉拔：將金屬坯料拉過拉拔：將金屬坯料拉過拉拔模的模孔而變形的加工方拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒?。法。產(chǎn)品尺寸精度產(chǎn)品尺寸精度、表面光潔度表面光潔度a較高，所以，常用于軋制件的再加工，提高產(chǎn)品質量。較高，所以，常用于軋制件的再加工，提高產(chǎn)品質量。坯料：低碳鋼、有色金屬及合金。坯料：低碳鋼、有色金屬及合金。外力：拉力外力：拉力。4、自由鍛：自由鍛：金屬坯料在上金屬坯料在上、下下抵鐵間受沖擊力抵鐵間受沖擊力或壓力而變形?；驂毫Χ冃?。外力：壓力外力：壓力。5、模鍛：金屬坯料在具有一定形狀的模膛內(nèi)受沖擊力模鍛：金屬坯料在具有一定形狀的模膛內(nèi)受沖擊力或壓力而變形的加工方法。

4、或壓力而變形的加工方法。6、沖壓：金屬板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或成形。沖壓：金屬板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或成形。1-5 立體變形（三維立體變形（三維） ；6 平面變形（二維平面變形（二維） ；三三、特點特點： （與鑄造比）（與鑄造比）1 優(yōu)點：優(yōu)點：（1）結構致密）結構致密，組織改善組織改善，性能提高性能提高，強、硬、韌強、硬、韌（2）少無切削加工，材料利用率高。）少無切削加工，材料利用率高。（3）可以獲得合理的流線分布（金屬塑變是固體體積轉移）可以獲得合理的流線分布（金屬塑變是固體體積轉移過程過程） 。（ 4）生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率高高 。（如：曲軸（如：曲軸 、螺釘）、螺釘）2 缺點：缺點：

5、（1）一般工藝表面質量差（氧化）一般工藝表面質量差（氧化） 。（2）不能成型形狀復雜件（相對）不能成型形狀復雜件（相對）（3）設備龐大、價格昂貴。）設備龐大、價格昂貴。（4）勞動條件差（強度）勞動條件差（強度、噪音、噪音）第一章第一章金屬塑性變形金屬塑性變形1 金屬塑性變形的實質金屬塑性變形的實質塑性塑性：金屬在外力作用下金屬在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不破壞的能產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。力。金屬變形過程：金屬變形過程：a）金屬材料在外力作用下發(fā)生彈性變形）金屬材料在外力作用下發(fā)生彈性變形b）當外力超過一定值后產(chǎn)生塑性變形）當外力超過一定值后產(chǎn)生塑性變形c）外力繼續(xù)加大，發(fā)生斷裂）外力繼續(xù)加

6、大，發(fā)生斷裂金屬塑性變形的實質：金屬塑性變形的實質：a）晶粒內(nèi)部滑移和孿生）晶粒內(nèi)部滑移和孿生b）晶間滑移和晶粒轉動）晶間滑移和晶粒轉動一一、晶體：晶體：1 晶體晶體： 物質中的原子按一定規(guī)律在三維空間周期重復排物質中的原子按一定規(guī)律在三維空間周期重復排列。列。2 單晶體單晶體：具有一個晶粒的晶體具有一個晶粒的晶體（由一個晶核生長而成的由一個晶核生長而成的晶體晶體） 。3 多晶體：大量晶粒組成的晶體。多晶體：大量晶粒組成的晶體。二二、變形：變形：彈性變形彈性變形： （暫時的變形）（暫時的變形）e力未去除。力未去除。彈性塑性變形彈性塑性變形： （暫時變形）（暫時變形）s力未去除。力未去除。純塑性

7、變形：永久變形純塑性變形：永久變形外力去除。外力去除。三、金屬的塑性變形三、金屬的塑性變形（一）單晶體的塑性變形（一）單晶體的塑性變形滑移和孿生滑移和孿生1、滑移：滑移：在外加切應力作用下在外加切應力作用下， 晶體的一部分相對于另一部分沿晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面一定晶面（滑移面滑移面）的一定方向的一定方向（滑移方向滑移方向）發(fā)生相對的滑發(fā)生相對的滑動動。如拉伸時，滑移面上的外力如拉伸時，滑移面上的外力 P 分解為正應力分解為正應力和切應力和切應力。正應力作用使晶格發(fā)生彈性伸長正應力作用使晶格發(fā)生彈性伸長： -伸長量伸長量， 0，變形恢復；變形恢復；-伸長量伸長量，原子間結合力時，拉

8、斷。正原子間結合力時，拉斷。正應力應力只能使晶體產(chǎn)生彈性變形和斷裂，不能使晶體產(chǎn)生塑只能使晶體產(chǎn)生彈性變形和斷裂，不能使晶體產(chǎn)生塑性變形。性變形。切應力作用使晶格發(fā)生彈性歪扭切應力作用使晶格發(fā)生彈性歪扭； c（臨界切應力臨界切應力） ，-變形量變形量，0，變形恢復；，變形恢復；c，發(fā)生滑移，產(chǎn)生，發(fā)生滑移，產(chǎn)生永久塑性變形。永久塑性變形。（1）滑移與位錯）滑移與位錯剛性滑移模型計算出的臨界切應力值實測值剛性滑移模型計算出的臨界切應力值實測值金屬金屬計算值計算值 (MN/m2)實測值實測值 (MN/m2)計算值與實測值之比計算值與實測值之比銅銅銀銀金金鎳鎳鎂鎂鋅鋅6400450045001100

9、0300048001.00.50.925.80.830.94640090004900190036005100滑移實現(xiàn)滑移實現(xiàn) 借助于位錯運動。借助于位錯運動。位錯位錯滑移滑移塑性變形塑性變形位錯在外加切應力的作用下移動至晶體表面位錯在外加切應力的作用下移動至晶體表面一個原一個原子間距的滑移臺階子間距的滑移臺階塑性變形塑性變形滑移線滑移線 （晶體表面的滑移臺階晶體表面的滑移臺階） 滑移帶滑移帶 （大量滑移線大量滑移線）滑移系（滑移面和該面上的一個滑移方向滑移系（滑移面和該面上的一個滑移方向） ，滑移系數(shù)，滑移系數(shù)目目，材料塑性材料塑性；滑移方向滑移方向，材料塑性材料塑性。如如 FCC 和和 BC

10、C的滑移系的滑移系為為 12 個個， HCP 為為 3 個個， FCC 的滑移方向多的滑移方向多于于 BCC，金屬塑性如金屬塑性如 Cu（FCC）Fe（BCC）Zn（HCP） 。（2）滑移時晶體的轉動滑移時晶體的轉動外力錯動外力錯動力偶使滑移面轉動力偶使滑移面轉動滑移面滑移面拉伸軸。拉伸軸。以滑移面的法線為轉軸的轉動以滑移面的法線為轉軸的轉動滑移方向滑移方向最大切應力方向。最大切應力方向。2、孿生孿生晶體的一晶體的一部分部分分相對于另一分相對于另一部分沿一定晶面（孿生面）和晶部分沿一定晶面（孿生面）和晶向向 （孿生方向孿生方向） 發(fā)生切變發(fā)生切變。金屬晶體中變形部分與金屬晶體中變形部分與未變形

11、部分在孿生面兩側未變形部分在孿生面兩側形成鏡面對稱關系。形成鏡面對稱關系。發(fā)發(fā)生孿生的部分生孿生的部分 （切變部分切變部分）稱為孿生帶或孿晶。稱為孿生帶或孿晶。孿生帶的晶格位向發(fā)孿生帶的晶格位向發(fā)生變化，發(fā)生孿生時各原生變化，發(fā)生孿生時各原子移動的距離是不相等子移動的距離是不相等的。的。3、滑移和孿生：滑移和孿生：（1）滑移和孿生均在切應力作用下，沿一定晶面的一定晶）滑移和孿生均在切應力作用下，沿一定晶面的一定晶向進行，產(chǎn)生塑性變形。向進行，產(chǎn)生塑性變形。（2）孿生借助于切變進行，所需切應力大，速度快，在滑）孿生借助于切變進行，所需切應力大，速度快，在滑移較難進行時發(fā)生移較難進行時發(fā)生. FC

12、C 金屬一般不發(fā)生孿生金屬一般不發(fā)生孿生， 少數(shù)在極低溫度下發(fā)生少數(shù)在極低溫度下發(fā)生。. BCC 金屬僅在室溫或受沖擊時發(fā)生。金屬僅在室溫或受沖擊時發(fā)生。. HCP 金屬較容易發(fā)生孿生。金屬較容易發(fā)生孿生。（3）滑移）滑移原子移動的相對位移是原子間距的整數(shù)值原子移動的相對位移是原子間距的整數(shù)值不不引起晶格位向的變化。引起晶格位向的變化。孿生孿生原子移動的相對位移是原子間距的分數(shù)值原子移動的相對位移是原子間距的分數(shù)值孿孿晶晶格位向改變晶晶格位向改變促進滑移促進滑移（4）孿生產(chǎn)生的塑性變形量小孿生產(chǎn)生的塑性變形量?。ɑ谱冃瘟康幕谱冃瘟康?10） ，孿孿生變形引起的晶格畸變大生變形引起的晶格畸變

13、大特點：特點：（1）單晶體金屬的塑性變形只能在切應力作用下發(fā)生；單晶體金屬的塑性變形只能在切應力作用下發(fā)生；（2）單晶體金屬的塑性變形在晶體原子最密排面上沿單晶體金屬的塑性變形在晶體原子最密排面上沿最密排方向進行；最密排方向進行；（3）單晶體金屬的塑性變形伴隨著晶體的轉動；單晶體金屬的塑性變形伴隨著晶體的轉動；（4）單晶體金屬的塑性變形的實質是位錯的運動。單晶體金屬的塑性變形的實質是位錯的運動。（二）多晶體金屬的塑性變形（二）多晶體金屬的塑性變形（1）影響多晶體塑性變形的因素）影響多晶體塑性變形的因素1.晶粒位向：晶粒位向：晶粒位向不一致晶粒位向不一致， 塑性變形抗力增大塑性變形抗力增大相互約

14、束相互約束、阻礙；阻礙；應力、應變分布不均勻應力、應變分布不均勻相互協(xié)調(diào)、適應。相互協(xié)調(diào)、適應。2.晶界：晶界：.滑移的主要障礙：晶界原子排列較不規(guī)則滑移的主要障礙：晶界原子排列較不規(guī)則缺陷多缺陷多滑滑移阻力大移阻力大變形抗力大。變形抗力大。.協(xié)調(diào)變形：晶界自身變形協(xié)調(diào)變形：晶界自身變形處于不同變形量的相鄰晶粒處于不同變形量的相鄰晶粒保持連續(xù)。保持連續(xù)。（2）多晶體的塑性變形）多晶體的塑性變形加載時，各晶粒的滑移面和滑移方加載時，各晶粒的滑移面和滑移方向相對于受力方向是不相同的，那些受向相對于受力方向是不相同的，那些受最大或接受最大分切應力位向的晶粒處最大或接受最大分切應力位向的晶粒處于軟位于

15、軟位向向。軟位向：晶格位向與外力處于或接軟位向：晶格位向與外力處于或接近近 45角的晶粒所受分切應力最大角的晶粒所受分切應力最大，首首先發(fā)生塑性變形。先發(fā)生塑性變形。硬位向硬位向： 晶格位向與外力處于或接近平行或垂直的晶粒晶格位向與外力處于或接近平行或垂直的晶粒所受分切應力最小，難以進行塑性變形。所受分切應力最小，難以進行塑性變形。分批分批，逐步的進行逐步的進行，從軟位向到硬位向從軟位向到硬位向，從少數(shù)晶粒到從少數(shù)晶粒到多數(shù)晶粒，從不均勻變形到均勻變多數(shù)晶粒，從不均勻變形到均勻變。（3）細晶強化）細晶強化細晶強化細晶強化：晶粒細化晶粒細化強度強度、硬度提高硬度提高，塑性塑性、韌性提韌性提高。高

16、。Hall-Pitch 關系：關系：晶粒小晶粒小晶界晶界面積面積越越大大、不同取向不同取向的晶粒數(shù)越多的晶粒數(shù)越多變形抗力大變形抗力大強度大強度大晶粒小晶粒小晶界附近位錯密度小晶界附近位錯密度小應力集中小應力集中小滑移由滑移由這晶粒到另外一個晶粒機會少這晶粒到另外一個晶粒機會少變形困難變形困難屈服強度屈服強度晶粒小晶粒小單位體積晶粒多單位體積晶粒多變形分散變形分散減少應力集中減少應力集中，產(chǎn)生較均勻的變形產(chǎn)生較均勻的變形dKys0晶粒小晶粒小晶界多晶界多不利于裂紋的傳播不利于裂紋的傳播斷裂前承受較斷裂前承受較大的塑性變形大的塑性變形2 塑性變形后金屬的組織和性能塑性變形后金屬的組織和性能一、一

17、、塑性變形對組織的影響塑性變形對組織的影響1、 晶粒沿變形最大的方向晶粒沿變形最大的方向伸長，形成纖維組織伸長，形成纖維組織。2、 產(chǎn)生形變織構產(chǎn)生形變織構。塑性變形伴隨著晶粒轉動塑性變形伴隨著晶粒轉動，當變形量超過一定值后當變形量超過一定值后，原原先任意取向的晶粒經(jīng)轉動而趨于一致先任意取向的晶粒經(jīng)轉動而趨于一致?lián)駜?yōu)取向擇優(yōu)取向形形成織構成織構。 （各各向向異性異性）3、 晶粒間產(chǎn)生碎晶。晶粒間產(chǎn)生碎晶。晶粒破碎，位錯密度增大，形成亞晶。晶粒破碎，位錯密度增大，形成亞晶。二、二、塑性變形對塑性變形對性能性能的影響的影響：1、加工硬化、加工硬化（形變硬化（形變硬化） （冷作硬化（冷作硬化） ：金

18、屬材料在塑性變形過程中，隨著變形量的增加金屬材料在塑性變形過程中，隨著變形量的增加，強度和硬度顯著提高強度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降的現(xiàn)象而塑性和韌性下降的現(xiàn)象。加工加工硬化是提高金屬材料強度硬化是提高金屬材料強度、硬度的重要手段硬度的重要手段，特別是對特別是對不能以相變熱處理提高強度的單相合金不能以相變熱處理提高強度的單相合金，如如 Cu、Al 合合金及不銹鋼。金及不銹鋼。塑性變形塑性變形位錯開動位錯開動位錯大量增殖位錯大量增殖相互作用相互作用運運動阻力加大動阻力加大變形抗力變形抗力強強度、硬度度、硬度、塑性、韌性、塑性、韌性位錯強化：位錯密度位錯強化：位錯密度強度、硬度強度、硬度意義

19、意義: :1 1）一種強化手段）一種強化手段2 2）冷加工成形得以順利進行）冷加工成形得以順利進行3 3）具有過載能力，使用安全）具有過載能力，使用安全4 4）塑性，塑性，切削性能切削性能不利：塑性變形困難不利：塑性變形困難中間退火中間退火消除消除2、各向異性：、各向異性：形成纖維組織形成纖維組織， 沿纖維組織縱向的性能優(yōu)于橫向性沿纖維組織縱向的性能優(yōu)于橫向性能。能。3、物理化學性能的變化：、物理化學性能的變化：電阻增大，耐蝕性下降。電阻增大，耐蝕性下降。4、產(chǎn)生殘余應力、產(chǎn)生殘余應力塑性變形過程中塑性變形過程中，有有 10%10%的外力功轉變?yōu)閮?nèi)應力殘留于的外力功轉變?yōu)閮?nèi)應力殘留于金屬中。金

20、屬中。殘留應力主要是由于金屬在外力的作用下所產(chǎn)生的內(nèi)殘留應力主要是由于金屬在外力的作用下所產(chǎn)生的內(nèi)部變形不均勻而引起的。部變形不均勻而引起的。第一類內(nèi)應力第一類內(nèi)應力宏觀，表面和心部，塑性變形不均宏觀，表面和心部，塑性變形不均第二類內(nèi)應力第二類內(nèi)應力微觀，晶粒間或晶內(nèi)不同區(qū)域變形不均微觀，晶粒間或晶內(nèi)不同區(qū)域變形不均第三類內(nèi)應力第三類內(nèi)應力超微觀，晶?；兂⒂^，晶?；兊谌悜Φ谌悜ΓňЯ；儜Я；儜Γ┦鞘菇饘購娀闹饕蚴鞘菇饘購娀闹饕?，也也是變形金屬中的主要內(nèi)應力。是變形金屬中的主要內(nèi)應力。三三、變形金屬在加熱時組織和性能的變化變形金屬在加熱時組織和性能的變化加工硬

21、化的結果使金屬的晶體構造處于不穩(wěn)定的應力加工硬化的結果使金屬的晶體構造處于不穩(wěn)定的應力狀態(tài)狀態(tài)， 具有自發(fā)恢復穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢具有自發(fā)恢復穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢。按加熱溫度不同按加熱溫度不同， 分為三個階段分為三個階段：（一（一） 、回復、回復冷塑性變形的金屬在加熱溫度較冷塑性變形的金屬在加熱溫度較低時因金屬中的一些點缺陷和位錯的低時因金屬中的一些點缺陷和位錯的遷移而引起的某些晶粒內(nèi)部的變化過遷移而引起的某些晶粒內(nèi)部的變化過程稱為回復。程稱為回復。由于加熱溫度低，金屬原子的活由于加熱溫度低，金屬原子的活動能力低，動能力低，晶粒大小和組織形態(tài)、形晶粒大小和組織形態(tài)、形狀無變化，因而機械性能變化不大狀無變化

22、，因而機械性能變化不大。但點缺陷但點缺陷、位錯發(fā)生遷移位錯發(fā)生遷移，導致缺陷減少導致缺陷減少，從而減少了晶格從而減少了晶格畸變?；?。殘余應力下降，物理化學性能恢復殘余應力下降，物理化學性能恢復。應用應用：用于消除內(nèi)應力用于消除內(nèi)應力，穩(wěn)定組織穩(wěn)定組織，保留加工硬化保留加工硬化，改改善某些物理性能善某些物理性能去應力退火去應力退火。如深沖黃銅彈殼經(jīng)如深沖黃銅彈殼經(jīng) 260回復后回復后，可以消除內(nèi)應力和防止應力腐蝕可以消除內(nèi)應力和防止應力腐蝕；冷卷鋼絲彈簧冷卷鋼絲彈簧經(jīng)經(jīng)250300回復后，可以消除內(nèi)應力，定型，且獲得較高的回復后，可以消除內(nèi)應力，定型，且獲得較高的彈性極限。彈性極限。（二（二）

23、 、再結晶、再結晶冷塑性變形的金屬在加熱溫度較高時冷塑性變形的金屬在加熱溫度較高時， 通過新晶核的形通過新晶核的形成和長大，由畸變晶粒變?yōu)榈容S晶粒的過程稱為再結晶。成和長大，由畸變晶粒變?yōu)榈容S晶粒的過程稱為再結晶。由于加熱溫度較高由于加熱溫度較高，金屬原子的活動能力增強金屬原子的活動能力增強，先在畸先在畸變較嚴重的區(qū)域形成無畸變的晶核，然后向畸變的基體長變較嚴重的區(qū)域形成無畸變的晶核，然后向畸變的基體長大大，直至彼此相遇為止直至彼此相遇為止，徹底改變了變形組織徹底改變了變形組織，從破碎拉長從破碎拉長的晶粒變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒的晶粒變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒，性能發(fā)生顯著變化性能發(fā)生顯著變化：

24、強強度、硬度顯著下降，塑性、韌性提高度、硬度顯著下降，塑性、韌性提高。加工硬化消除。加工硬化消除。再結晶過程沒有晶格結構和化學成分的變化再結晶過程沒有晶格結構和化學成分的變化， 僅僅是晶僅僅是晶體缺陷的運動和消除體缺陷的運動和消除， 不是相變過程不是相變過程， 僅是組織的變化過程僅是組織的變化過程。應用：應用：1、再結晶退火再結晶退火（中間退火中間退火） ：壓力加工過程中壓力加工過程中，消除加消除加工硬化，恢復塑性變形能力，以便繼續(xù)進行壓力加工。工硬化，恢復塑性變形能力，以便繼續(xù)進行壓力加工。2、冷塑性變形后改善組織、冷塑性變形后改善組織3、對不能進行相變熱處理的金屬材料對不能進行相變熱處理的

25、金屬材料，利用變形利用變形+再結再結晶過程提高機械性能晶過程提高機械性能：控制變形量和再結晶條件控制變形量和再結晶條件，調(diào)整再結調(diào)整再結晶晶粒的大小。晶晶粒的大小。（三（三） 、晶粒長大、晶粒長大冷塑性變形的金屬在加熱溫度過高或加熱時間過長時冷塑性變形的金屬在加熱溫度過高或加熱時間過長時，在晶粒正常長大的基體中在晶粒正常長大的基體中，出現(xiàn)少數(shù)迅速長大的晶粒出現(xiàn)少數(shù)迅速長大的晶粒，并逐并逐漸吞并周圍大量較小的再結晶晶粒漸吞并周圍大量較小的再結晶晶粒， 直到迅速長大的晶粒相直到迅速長大的晶粒相互接觸互接觸，形成異常粗大的晶粒組織形成異常粗大的晶粒組織，機械性能顯著下降機械性能顯著下降。晶晶粒異常長

26、大是一種晶粒的不均勻長大的現(xiàn)象稱為二次再結粒異常長大是一種晶粒的不均勻長大的現(xiàn)象稱為二次再結晶。實際生產(chǎn)中要避免。晶。實際生產(chǎn)中要避免。（四（四） 、金屬的再結晶溫度、金屬的再結晶溫度再結晶溫度實際指開始再結晶的溫度再結晶溫度實際指開始再結晶的溫度。變形程度變形程度、合金合金純度、再結晶加熱速度和保溫時間均對再結晶溫度有影響純度、再結晶加熱速度和保溫時間均對再結晶溫度有影響。1、變形程度增大，再結晶溫度下降：、變形程度增大，再結晶溫度下降：變形程度大變形程度大，金屬破碎程度增加金屬破碎程度增加，晶格缺陷增多晶格缺陷增多，組織組織不穩(wěn)定不穩(wěn)定。當變形達到一定程度后當變形達到一定程度后，金屬的再結

27、晶溫度趨于某金屬的再結晶溫度趨于某一最低極限值，該最低極限值稱為一最低極限值，該最低極限值稱為“最低再結晶溫度最低再結晶溫度” 。純金屬純金屬：T再再=0.40.35Tm(K)合金：合金：T再再=0.50.7Tm(K)在工業(yè)生產(chǎn)中在工業(yè)生產(chǎn)中，為縮短退火周期為縮短退火周期，退火溫度一般定為退火溫度一般定為 T再再以上以上 1002002、雜質或合金元素雜質或合金元素，特別是高熔點元素特別是高熔點元素，阻礙原阻礙原子的擴散和晶界遷移，再結晶溫度顯著提高子的擴散和晶界遷移，再結晶溫度顯著提高。3、加熱速度提高加熱速度提高，再結晶溫度也隨之提高再結晶溫度也隨之提高；保溫保溫時間延長，再結晶溫度下降。

28、時間延長，再結晶溫度下降。（五（五） 、再結晶退火的晶粒度控制、再結晶退火的晶粒度控制1、加熱溫度、保溫時間：、加熱溫度、保溫時間：加熱溫度越高、保溫時間越長，晶粒越粗大；加熱溫度越高、保溫時間越長，晶粒越粗大；2、變形程度：、變形程度：當變形量很小時當變形量很小時，晶格畸變小晶格畸變小，不能引起再結晶不能引起再結晶，晶粒晶粒保持原樣；保持原樣；當變形量為當變形量為 210%時，再結晶后晶粒粗大。由于只有時，再結晶后晶粒粗大。由于只有部分晶粒發(fā)生變形部分晶粒發(fā)生變形，變形不均勻變形不均勻，再結晶時形核數(shù)目少再結晶時形核數(shù)目少，晶晶粒度不均勻極易相互吞并長大，這種變形度稱為臨界變形粒度不均勻極易

29、相互吞并長大，這種變形度稱為臨界變形度；度；當變形量大于臨界變形度時當變形量大于臨界變形度時，隨著變形量增大隨著變形量增大，變形趨變形趨于均勻，再結晶后的晶粒細小均勻；于均勻，再結晶后的晶粒細小均勻；當變形量過大時當變形量過大時，退火形成再結晶織構退火形成再結晶織構，阻礙晶粒正常阻礙晶粒正常長大長大，只有少數(shù)一次再結晶基體中的晶粒長大只有少數(shù)一次再結晶基體中的晶粒長大，發(fā)生二次再發(fā)生二次再結晶。結晶。四、冷變形和熱變形四、冷變形和熱變形（一（一） 、冷加工和熱加工的區(qū)別、冷加工和熱加工的區(qū)別以再結晶溫度為依據(jù)以再結晶溫度為依據(jù)1、熱加工：、熱加工：在金屬再結晶溫度以上進行的加工變形稱為熱加工。

30、在金屬再結晶溫度以上進行的加工變形稱為熱加工。2、冷加工：、冷加工：在金屬再結晶溫度以下進行的加工變形稱為冷加工。在金屬再結晶溫度以下進行的加工變形稱為冷加工。Fe 的的 T再再=450Pb 的的 T再再=0Sn 的的 T再再= - 7W 的的 T再再=1190（二（二） 、冷加工和熱加工的特點、冷加工和熱加工的特點1、冷加工：、冷加工：產(chǎn)生加工硬化產(chǎn)生加工硬化，獲得加工硬化組織獲得加工硬化組織，變形量不宜過大變形量不宜過大，但加工精度高，表面質量好但加工精度高，表面質量好2、熱加工：、熱加工：一般不產(chǎn)生加工硬化，獲得再結晶組織，可獲得較大一般不產(chǎn)生加工硬化，獲得再結晶組織，可獲得較大變形量，

31、但表面氧化嚴重，加工精度低；變形量，但表面氧化嚴重，加工精度低；對鑄態(tài)金屬進行熱加工可以消除鑄態(tài)組織缺陷，提高對鑄態(tài)金屬進行熱加工可以消除鑄態(tài)組織缺陷，提高組織致密度和機械性能。組織致密度和機械性能。熱加工可以細化晶粒。熱加工可以細化晶粒。五、鍛造五、鍛造比比和纖維組織和纖維組織1、鍛造、鍛造比比鐓粗：橫截面積變大：鐓粗：橫截面積變大：Y鐓鐓H0/H1撥長：橫截面積變小：撥長：橫截面積變?。篩撥撥F0/F1H0、F0變形前的高度和橫截面面積變形前的高度和橫截面面積H、F變形后變形后的高度和的高度和橫截面面積橫截面面積Y2組織細化，性能組織細化，性能Y25 方向性方向性Y5組織緊密程度組織緊密程

32、度，晶粒細化晶粒細化，均達極限均達極限。性能方向性性能方向性出現(xiàn)性能方向性的組織已是纖維組織。出現(xiàn)性能方向性的組織已是纖維組織。2、纖維組織：、纖維組織：金屬發(fā)生塑性變形時金屬發(fā)生塑性變形時， 金屬的晶粒形狀和沿晶金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的界分布的雜質形狀都發(fā)生變化雜質形狀都發(fā)生變化，它們將沿著變形方向被拉長它們將沿著變形方向被拉長，呈纖維呈纖維形狀。這種結構形狀。這種結構叫叫纖維組織。纖維組織。1） 影響：使金屬材料的機械性能出現(xiàn)方向性影響：使金屬材料的機械性能出現(xiàn)方向性平行纖維方向：塑、韌性平行纖維方向：塑、韌性垂直纖維方向：塑、韌性垂直纖維方向：塑、韌性但抗剪切能力顯著增強但抗剪切能力

33、顯著增強2）利用利用：因為流線穩(wěn)定性很高因為流線穩(wěn)定性很高，不能用熱處理方法消除不能用熱處理方法消除，只有經(jīng)過鍛壓使金屬變形只有經(jīng)過鍛壓使金屬變形，才能改變方向和形狀才能改變方向和形狀。因此因此，為為提高零件機械性能，盡量做到：提高零件機械性能，盡量做到：a)使纖維方向于零件的輪廓相符合，而不被切斷。使纖維方向于零件的輪廓相符合，而不被切斷。b)使零件受使零件受最大拉應力與纖維方向一致。最大拉應力與纖維方向一致。c)使零件受使零件受最大剪切應力與纖維垂直。最大剪切應力與纖維垂直。3 金屬的可鍛性金屬的可鍛性可可鍛鍛性性： 是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質制品難是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)

34、質制品難度程度的一個工藝性能。度程度的一個工藝性能。在力作用下穩(wěn)定改變自己形態(tài)或尺寸，而其各質點間在力作用下穩(wěn)定改變自己形態(tài)或尺寸，而其各質點間聯(lián)系不破聯(lián)系不破壞壞的能力。的能力。包括包括兩個兩個方面：方面：1 塑性塑性：變形時金屬不易開裂。：變形時金屬不易開裂。截面收縮率；截面收縮率；延伸率；延伸率；K沖擊韌性沖擊韌性2 變形抗力變形抗力： 在變形過程中金屬抵抗工具作用的力在變形過程中金屬抵抗工具作用的力。省力，不易磨損模具，小設備，消耗能量小。省力，不易磨損模具，小設備，消耗能量小。一、一、 金屬本質的影響：金屬本質的影響：1、化學成分化學成分（內(nèi)在因素（內(nèi)在因素） ：1）純金屬可鍛性良好

35、（合金晶格畸變）純金屬可鍛性良好（合金晶格畸變）FeF2）含有形成碳化物的元素，則可鍛性）含有形成碳化物的元素，則可鍛性。如：如：W、Ti。 WC 使硬質合金硬、脆。使硬質合金硬、脆。2、金屬組織影響：、金屬組織影響：鑄態(tài)組織鑄態(tài)組織，晶粒粗大，晶粒粗大，碳化物，碳化物，純金屬及固溶體，純金屬及固溶體3、晶體結構：面心立方體心立方密排六方。、晶體結構：面心立方體心立方密排六方。二二、加工條件加工條件（外在因素（外在因素） ：1、變形溫度：變形溫度：提高金屬變形時的溫度，是改提高金屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施善金屬可鍛性的有效措施變形溫度變形溫度 T，材料塑性材料塑性，變變形抗力形

36、抗力 P，可鍛性可鍛性如如： 碳鋼在碳鋼在 A3線上線上， 組織為組織為 A、面心立方、塑性面心立方、塑性T 過高過高，易產(chǎn)生易產(chǎn)生“過熱過熱”、“過過燒燒”、“脫碳脫碳”、“嚴重氧化嚴重氧化”。始鍛溫度：始鍛溫度：AE 線下線下 200左右。左右。終鍛溫度：終鍛溫度：800（T再再以上）以上）2、變形速度：單位時間內(nèi)的變形程度。變形速度：單位時間內(nèi)的變形程度。當當 Va 時時，變形速度相對較變形速度相對較小小，當當 V 增加時增加時，相應的加工相應的加工硬化現(xiàn)象也很顯著和劇烈，使硬化現(xiàn)象也很顯著和劇烈，使得變形抗力上升，塑性下降，得變形抗力上升，塑性下降，導致可鍛性下降。導致可鍛性下降。當當

37、 Va 時，變形速度整時，變形速度整體上處于較高階段體上處于較高階段，隨著隨著 V 增增加，金屬內(nèi)部變形劇烈，晶粒加，金屬內(nèi)部變形劇烈，晶粒間摩擦加劇間摩擦加劇，使一部分塑性變形功轉化為熱能使一部分塑性變形功轉化為熱能，使金屬溫度使金屬溫度升高升高，稱為熱效應現(xiàn)象稱為熱效應現(xiàn)象，消除了加工硬化現(xiàn)象消除了加工硬化現(xiàn)象，導致可鍛性導致可鍛性提高。提高。通常情況下的塑性加工過程通常情況下的塑性加工過程，V 均小于均小于 a，只有在高速只有在高速錘上鍛造時錘上鍛造時，才會出現(xiàn)才會出現(xiàn) Va 情況情況。不同金屬材料不同金屬材料，其其 a 值值也不同。也不同。高速錘：高速錘：1225m/s，普通錘：普通錘

38、：59m/s。0.020.771.52.11 C%80091212501538液相線固相線溫度/CAEPSKLL+AAA+FA+Fe C3F+P PFe C +PG3始鍛溫度終鍛溫度碳鋼的鍛造溫度范圍抗力塑性變形速度a變形抗力曲線塑性變化曲線變形速度對塑性及變形抗力的影響3、應力狀態(tài)：應力狀態(tài)：（1）應力狀態(tài)對塑性的影響：）應力狀態(tài)對塑性的影響：壓應力下變形，對塑性有利壓應力下變形，對塑性有利，阻止裂紋擴展，焊合（孔、縫）阻止裂紋擴展，焊合（孔、縫）拉應力下變形，對塑性不利拉應力下變形，對塑性不利，氣孔氣孔、 裂紋等缺陷處易引起應力集裂紋等缺陷處易引起應力集中，缺陷擴展，導致破裂。中，缺陷擴展

39、，導致破裂。（2） 應力狀態(tài)對變形抗力的影響應力狀態(tài)對變形抗力的影響：物體受力時：物體受力時：同號應力狀態(tài)下同號應力狀態(tài)下， 變形抗力變形抗力異號應力狀態(tài)下異號應力狀態(tài)下， 變形抗力變形抗力三向不等壓應力會使大理石塑性變形三向不等壓應力會使大理石塑性變形， 擠壓比拉拔時塑擠壓比拉拔時塑性好，三向壓應力不等，才能塑變，否則彈變。性好，三向壓應力不等，才能塑變，否則彈變。第二章第二章鍛造鍛造1 自由鍛自由鍛自由鍛造自由鍛造: 利用沖擊力或壓力使金屬在上利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩抵鐵之下兩抵鐵之間產(chǎn)生變形間產(chǎn)生變形，得到所需的形狀和尺寸的鍛件得到所需的形狀和尺寸的鍛件，金屬在受力變金屬在受力變

40、形時形時，在抵鐵間向各個方向自由流動在抵鐵間向各個方向自由流動，不受限不受限，形狀形狀、尺寸尺寸由鍛工控制。由鍛工控制。特點特點： （1）坯料變形時坯料變形時，只有部分表面受到限制只有部分表面受到限制，其余可自其余可自由流動。由流動。（2）形狀、尺寸精度由操作者操作技術保證）形狀、尺寸精度由操作者操作技術保證，鍛件的精度，鍛件的精度低，生產(chǎn)率低。低，生產(chǎn)率低。（3）通用性強，）通用性強，鍛件重量不受限制，從鍛件重量不受限制，從小型到大型、巨型小型到大型、巨型鍛件都可以生產(chǎn)鍛件都可以生產(chǎn)。（4）適用于單件小批生產(chǎn)適用于單件小批生產(chǎn)，也是大型鍛件的唯一鍛造方法也是大型鍛件的唯一鍛造方法。自由鍛設備

41、：自由鍛設備：（1）鍛錘：空氣錘）鍛錘：空氣錘小型鍛件小型鍛件 150 公斤以下公斤以下擠壓時金屬應力狀態(tài)拉拔時金屬應力狀態(tài)蒸汽空氣錘小于蒸汽空氣錘小于 1500 公斤鍛件公斤鍛件（2） 壓力機壓力機： 主要是水壓機主要是水壓機， 可鍛造質量達可鍛造質量達 500t 鍛件鍛件，常用于大型和巨型鍛件。常用于大型和巨型鍛件。一、一、自由鍛工序：自由鍛工序：基本工序基本工序：使金屬產(chǎn)生一定程度的塑性變形使金屬產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以達到所以達到所需形狀及尺寸的工藝過程需形狀及尺寸的工藝過程，完成鍛件的基本工藝過程完成鍛件的基本工藝過程。主要主要包括包括：鐓粗鐓粗、拔長拔長、沖孔沖孔、芯軸擴孔芯軸擴

42、孔、芯軸拔長芯軸拔長、彎曲彎曲、切切割、錯移、扭轉等。割、錯移、扭轉等。輔助工序：為基本工序操作方便而進行的預先變形工輔助工序：為基本工序操作方便而進行的預先變形工序。主要包括：壓鉗把、倒棱、壓痕等。序。主要包括：壓鉗把、倒棱、壓痕等。精整工序精整工序：為減少鍛件表面缺陷而進行的工序為減少鍛件表面缺陷而進行的工序。主要包主要包括：校正、滾圓、平整等。括：校正、滾圓、平整等。二、二、自由鍛工藝規(guī)程的制定自由鍛工藝規(guī)程的制定由零件圖由零件圖繪制鍛件圖繪制鍛件圖計算坯料質量和尺寸計算坯料質量和尺寸選擇選擇鍛造工序鍛造工序設備和噸位設備和噸位加熱規(guī)范加熱規(guī)范規(guī)定技術要求規(guī)定技術要求檢驗檢驗要求要求編制

43、勞動組織和工時。編制勞動組織和工時。1、繪制鍛件圖：工藝規(guī)程中的核心內(nèi)容。繪制鍛件圖：工藝規(guī)程中的核心內(nèi)容。以零件圖為基礎，結合自由鍛工藝特點繪制而成。以零件圖為基礎，結合自由鍛工藝特點繪制而成。敷料敷料：簡化鍛件形狀簡化鍛件形狀，便于進行鍛造而增加的一部分便于進行鍛造而增加的一部分材料，也稱為余塊。圖材料，也稱為余塊。圖 a余量：余量：自由鍛件精度、自由鍛件精度、尺寸、表面質量較差尺寸、表面質量較差，需切削需切削加工加工。零件的加工表面上增加。零件的加工表面上增加供切削加工用的材料，具體數(shù)供切削加工用的材料，具體數(shù)值結合生產(chǎn)的實際條件查表確值結合生產(chǎn)的實際條件查表確定。圖定。圖 b公差：鍛件

44、名義尺寸的公差：鍛件名義尺寸的允許變動量。根據(jù)鍛件形狀、允許變動量。根據(jù)鍛件形狀、尺寸并考慮到生產(chǎn)實際情況加尺寸并考慮到生產(chǎn)實際情況加圖 a 鍛件敷料圖 b 鍛件余量以選取。以選取。2、坯料質量及尺寸計算坯料質量及尺寸計算質量計算：質量計算：料頭燒損鍛件坯料GGGG式中：式中：G坯料坯料坯料質量；坯料質量；G鍛件鍛件鍛件質量；鍛件質量；G燒損燒損加熱時坯料表面氧化而燒損的質量。加熱時坯料表面氧化而燒損的質量。第一次加熱時取被加熱金屬的第一次加熱時取被加熱金屬的 2%3%，以后各次加熱，以后各次加熱取取1.5%2%；G料頭料頭在鍛造過程中沖掉或切掉的金屬的質量在鍛造過程中沖掉或切掉的金屬的質量。

45、 如沖如沖孔時坯料中部的料芯，修切端部產(chǎn)生的料頭等。孔時坯料中部的料芯，修切端部產(chǎn)生的料頭等。3、選擇鍛造工序：根據(jù)工序特點和鍛件形狀選擇鍛造工序：根據(jù)工序特點和鍛件形狀 P98 表表 3-1盤類件：鐓粗盤類件：鐓粗(或拔長及鐓粗或拔長及鐓粗)、沖孔；、沖孔；軸類鍛件：拔長軸類鍛件：拔長(或鐓粗及拔長或鐓粗及拔長)、切肩和鍛臺階；、切肩和鍛臺階；筒類鍛件：鐓粗筒類鍛件：鐓粗(或拔長及鐓粗或拔長及鐓粗)、沖孔、在心軸上拔長；、沖孔、在心軸上拔長；環(huán)類鍛件：鐓粗環(huán)類鍛件：鐓粗(或拔長及鐓粗或拔長及鐓粗)、沖孔、在心軸上擴孔；、沖孔、在心軸上擴孔；曲軸類鍛件曲軸類鍛件：拔長拔長(或鐓粗及拔長或鐓粗及

46、拔長)、錯移錯移、鍛臺階鍛臺階、扭轉扭轉；彎曲類鍛件：拔長、彎曲等。彎曲類鍛件：拔長、彎曲等。2模鍛模鍛在高強度金屬鍛模上預先制出與鍛件形狀一致的模膛在高強度金屬鍛模上預先制出與鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形的鍛造方法。使坯料在模膛內(nèi)受壓變形的鍛造方法。模鍛優(yōu)點特點模鍛優(yōu)點特點： （與自由鍛相比）（與自由鍛相比）生產(chǎn)率較高。生產(chǎn)率較高。鍛件尺寸精確，加工余量小。鍛件尺寸精確，加工余量小?？慑懗鲂螤顝碗s鍛件?？慑懗鲂螤顝碗s鍛件。材料利用率高，材料利用率高，減少切削量，降低成本（批量減少切削量，降低成本（批量） 。模鍛缺點特點：模鍛缺點特點：受設備噸位限制，質量不能太大（受設備噸位限制

47、，質量不能太大（150kg 以下以下） 。鍛模成本高，鍛模成本高，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)周期長，不宜于小批、單件生產(chǎn)。不宜于小批、單件生產(chǎn)。按所用設備不同可分為錘上按所用設備不同可分為錘上模鍛模鍛、曲柄壓力機上模鍛曲柄壓力機上模鍛、摩擦壓摩擦壓力機上模鍛和平鍛機上模鍛等。力機上模鍛和平鍛機上模鍛等。一、一、錘上模鍛錘上模鍛：設備有空氣錘、蒸汽空氣設備有空氣錘、蒸汽空氣錘、無砧座錘、高速錘等錘、無砧座錘、高速錘等（一）（一）鍛模結構鍛模結構與模膛與模膛： （如如圖）圖）包括上、下模，模膛，分模面包括上、下模，模膛，分模面1、模鍛模膛、模鍛模膛預鍛模膛預鍛模膛：使坯料變形到接近鍛件的形狀和尺寸使坯料變形

48、到接近鍛件的形狀和尺寸。在進在進行終鍛時行終鍛時，金屬容易充滿終鍛模膛金屬容易充滿終鍛模膛。減小終鍛模膛磨損減小終鍛模膛磨損，延延長壽命。無飛邊槽，斜度、圓角大。長壽命。無飛邊槽，斜度、圓角大。終鍛模膛：使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺終鍛模膛：使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸寸，模膛形狀應和鍛件的形狀相同模膛形狀應和鍛件的形狀相同；鍛件冷卻時要收縮鍛件冷卻時要收縮，終終鍛模膛的尺寸應比鍛件尺寸放大一個收縮量鍛模膛的尺寸應比鍛件尺寸放大一個收縮量。有飛邊槽有飛邊槽，斜斜度、圓角小。度、圓角小。2、制坯模膛、制坯模膛對于形狀復雜的模鍛件對于形狀復雜的模鍛件，使金屬能合理分布使金屬能合理

49、分布，接近鍛件接近鍛件形狀，更容易地充滿模膛形狀，更容易地充滿模膛拔長模膛拔長模膛：減少坯料某部分的橫截面積減少坯料某部分的橫截面積，以增加該部以增加該部分的長度分的長度模鍛件沿軸向橫截面積相差較大時使用。模鍛件沿軸向橫截面積相差較大時使用。滾壓模膛滾壓模膛：減少坯料某一部分的橫截面積減少坯料某一部分的橫截面積，以增加另以增加另一部分的橫截面積一部分的橫截面積彎曲模膛：對于彎曲的桿類模鍛件進行彎曲彎曲模膛：對于彎曲的桿類模鍛件進行彎曲切斷模膛切斷模膛：在上模與下模的角上組成一對刃口在上模與下模的角上組成一對刃口，用來用來切斷金屬切斷金屬（二）（二）制定模鍛工藝規(guī)程制定模鍛工藝規(guī)程錘上鍛模1、繪

50、制模鍛件圖、繪制模鍛件圖（1）分模面：上下鍛模在模鍛件上的分界面）分模面：上下鍛模在模鍛件上的分界面表示方法：表示方法：aa確定原則：如圖確定原則：如圖確保模鍛件能確保模鍛件能從模從模膛中取出膛中取出， 應選在應選在模鍛模鍛件最大尺寸的截件最大尺寸的截面面上。上。上下模膛在分上下模膛在分模面模面處輪廓一致處輪廓一致， 以防以防止發(fā)止發(fā)生錯模生錯模選在能使模膛選在能使模膛深度深度最淺的位置處最淺的位置處， 便便于充于充滿模膛滿模膛應使零件上所加的敷料最少應使零件上所加的敷料最少分模面應為一個平面分模面應為一個平面，使模膛深度基本一致使模膛深度基本一致，差別不宜過差別不宜過大，便于制造鍛模大，便于

51、制造鍛模綜合分析，圖中的綜合分析，圖中的 d-d 面是最合理的分模面。面是最合理的分模面。（2）余量、公差、敷料及沖孔連皮）余量、公差、敷料及沖孔連皮余量一般為余量一般為 14mm。公差一般取在公差一般取在(0.33) mm 之間。之間。當模鍛件孔徑當模鍛件孔徑 d 25mm 時孔應鍛出時孔應鍛出， 但需留沖孔連皮但需留沖孔連皮。沖孔連皮的厚度與孔徑?jīng)_孔連皮的厚度與孔徑 d 有關有關， 當孔徑為當孔徑為 3080mm 時時,沖孔沖孔連皮的厚度為連皮的厚度為 48mm。（3）模鍛斜度模鍛斜度模鍛件上平行于錘擊方向的表面必須具有斜度模鍛件上平行于錘擊方向的表面必須具有斜度， 以便于以便于從模膛中取

52、出鍛件。從模膛中取出鍛件。對于錘上模鍛對于錘上模鍛，模鍛斜度一般為模鍛斜度一般為 515。模鍛斜度與模模鍛斜度與模膛深度和寬度有關膛深度和寬度有關。模膛深度與寬度的比值模膛深度與寬度的比值(h/b)越大越大，取的取的分模面的選擇斜度值也越大。斜度值也越大。P106 圖圖 3-2721（25）1外壁斜度（即當鍛件冷卻時鍛件與模壁離開的表面外壁斜度（即當鍛件冷卻時鍛件與模壁離開的表面）2內(nèi)壁斜度（即當鍛件冷卻時鍛件與模壁夾緊的表面內(nèi)壁斜度（即當鍛件冷卻時鍛件與模壁夾緊的表面）（4）模鍛圓角半徑模鍛圓角半徑在模鍛件上所有兩平面的交角處均需做成圓角在模鍛件上所有兩平面的交角處均需做成圓角目的：增大鍛件

53、強度目的：增大鍛件強度便于金屬流動，充滿模膛便于金屬流動，充滿模膛避免鍛模上的內(nèi)尖角處產(chǎn)生裂紋（應力集中）避免鍛模上的內(nèi)尖角處產(chǎn)生裂紋（應力集中）減緩鍛模外尖角處的磨損減緩鍛模外尖角處的磨損， 從而提高鍛模的使用從而提高鍛模的使用壽命。壽命。R（23）rR 內(nèi)圓角半徑，內(nèi)圓角半徑，r 外圓角半徑外圓角半徑 r1.512mm模膛深度越深，圓角半徑取值就越大。模膛深度越深，圓角半徑取值就越大。2、計算毛坯質量和尺寸計算毛坯質量和尺寸G坯坯=G鍛鍛+G飛飛+G氧氧+G連皮連皮G飛飛=G鍛鍛（1525）%G氧氧=（G鍛鍛+G飛飛）（34）%尺寸：尺寸：盤類件：盤類件： 鐓粗為主鐓粗為主1.25H坯坯/

54、D坯坯2.5長軸類：以拔長為主長軸類：以拔長為主L坯坯=（1.051.30）V坯坯/F坯坯=（1.341.66）V坯坯/D2坯坯3、確定模鍛工步確定模鍛工步主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定（1）長軸類模鍛件長軸類模鍛件鍛件長度與寬度之比較大鍛件長度與寬度之比較大， 鍛造過程中錘擊方向垂直于鍛造過程中錘擊方向垂直于鍛件的軸線。鍛件的軸線。常采用拔長、滾壓、彎曲、預鍛、終鍛等。常采用拔長、滾壓、彎曲、預鍛、終鍛等。（2）盤類模鍛件）盤類模鍛件長長、寬比近似為寬比近似為 1 的鍛件的鍛件，常選用鐓粗常選用鐓粗、預鍛預鍛、終鍛等終鍛等工步工步4、修整工序、修整工序（1）

55、切邊和沖孔切去飛邊和連皮）切邊和沖孔切去飛邊和連皮（2）校正：切邊之后，鍛件變形，在終鍛模膛及專門的校）校正：切邊之后，鍛件變形，在終鍛模膛及專門的校正模中進行校正正模中進行校正（3）熱處理：清除模鍛件的過熱組織或加工硬化組織，使）熱處理：清除模鍛件的過熱組織或加工硬化組織，使模鍛件具有所需的力學性能，正火或退火模鍛件具有所需的力學性能，正火或退火（4）清理清理：去除氧化皮去除氧化皮、油污及其他表面缺陷油污及其他表面缺陷（殘余毛刺殘余毛刺）酸洗、滾筒處理、噴丸處理酸洗、滾筒處理、噴丸處理二、二、壓力機上模鍛壓力機上模鍛用于模鍛生產(chǎn)的壓力機有摩擦壓力機用于模鍛生產(chǎn)的壓力機有摩擦壓力機、曲柄壓力機

56、曲柄壓力機、平平鍛壓力機、模鍛水壓機等。鍛壓力機、模鍛水壓機等。（一（一）摩擦壓力機上模鍛（螺旋壓力機）摩擦壓力機上模鍛（螺旋壓力機）1、原理：圖、原理：圖2、噸位：、噸位：常用常用 10000KN 以下以下3、模鍛特點：、模鍛特點：滑塊行程不固定，具有錘的功滑塊行程不固定，具有錘的功能。能?；瑝K運動速度慢，再結晶過程滑塊運動速度慢，再結晶過程可以充分進行，特別適合于鍛造低可以充分進行，特別適合于鍛造低塑性合金鋼和有色金屬塑性合金鋼和有色金屬(如銅合金如銅合金)等。等。滑塊打擊速度慢滑塊打擊速度慢，設備有頂料裝置設備有頂料裝置，可以使用整體式鍛可以使用整體式鍛模模，組合模具組合模具，簡化加工簡

57、化加工，省料省料，降低成本降低成本。鍛件形狀可以鍛件形狀可以非常復雜。非常復雜。承受偏心載荷能力差承受偏心載荷能力差，適于單膛模鍛適于單膛模鍛。對于形狀復雜的對于形狀復雜的鍛件，需要在自由鍛設備或其它設備上制坯。鍛件，需要在自由鍛設備或其它設備上制坯。摩擦壓力機傳動簡圖（二（二）曲柄壓力機上模鍛）曲柄壓力機上模鍛1、原理：圖、原理：圖2、噸位噸位：2000125000KN（種種類、噸位規(guī)格很多）類、噸位規(guī)格很多）3、模鍛特點：、模鍛特點： 行程固定行程固定，有良好的導向和有良好的導向和頂料裝置，鍛件精度高。頂料裝置，鍛件精度高。 可采用組合模具，制造簡可采用組合模具，制造簡單，更換容易，節(jié)省貴

58、重模具單，更換容易，節(jié)省貴重模具材料，降低成本。材料，降低成本。 設備有頂料裝置，可用于桿類件的端部鐓粗。設備有頂料裝置，可用于桿類件的端部鐓粗。 滑塊行程一定，只能一次成形，復雜件應采用多臺設備滑塊行程一定，只能一次成形，復雜件應采用多臺設備成形，不宜進行拔長和滾壓工步。成形，不宜進行拔長和滾壓工步。 適于大批量生產(chǎn)，但設備復雜，造價高適于大批量生產(chǎn)，但設備復雜，造價高三、胎模鍛三、胎模鍛在自由鍛設備上在自由鍛設備上， 采用不與上下砧相連接的活動模具成采用不與上下砧相連接的活動模具成型鍛件的方法。型鍛件的方法。1、胎模鍛的特點、胎模鍛的特點（1）與自由鍛對比與自由鍛對比1） 鍛件形狀、尺寸與

59、鍛工技術無關，操作簡單鍛件形狀、尺寸與鍛工技術無關，操作簡單2）精度高，敷料少，加工余量精度高，敷料少，加工余量小小，節(jié)省金屬，減，節(jié)省金屬，減輕后續(xù)加工的工作量。輕后續(xù)加工的工作量。3） 內(nèi)部組織、纖維分布更合理。內(nèi)部組織、纖維分布更合理。（2）與模鍛比與模鍛比1） 擴大自由鍛設備生產(chǎn)范圍，設備簡單擴大自由鍛設備生產(chǎn)范圍，設備簡單2） 局部成型，小設備干大活局部成型，小設備干大活3）模模具具不固定，成本低，可不固定，成本低，可有有一個以上一個以上的的分模面分模面4）鍛件質量比模鍛差（形狀、尺寸精度、余量）鍛件質量比模鍛差（形狀、尺寸精度、余量）曲柄壓力機傳動簡圖2、胎模的種類、胎模的種類按胎

60、模的結構特點分為：按胎模的結構特點分為：（1）扣模）扣模（2）彎曲模）彎曲模（3）套筒模套筒模（4）合模）合模3鍛件結構的工藝性鍛件結構的工藝性一、一、自由鍛件的結構工藝性自由鍛件的結構工藝性原則原則： 滿足使用性能要求滿足使用性能要求， 符合自由鍛工藝要求符合自由鍛工藝要求， 節(jié)約金屬節(jié)約金屬，保證質量，提高生產(chǎn)率。保證質量，提高生產(chǎn)率。1、盡量避免錐體或斜面（因必用專用工具，成型困難）盡量避免錐體或斜面（因必用專用工具，成型困難）2、鍛件由幾個簡單幾何體構成時，交接處不應形成空間曲鍛件由幾個簡單幾何體構成時，交接處不應形成空間曲線。線。3、鍛件不應設計出凸臺、筋板。鍛件不應設計出凸臺、筋板