鍛壓成形技術(shù)基本知識

1、鍛壓成形技術(shù)基本知識第1頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三基本知識鍛壓工藝的基本概念金屬材料的塑性與塑性變形金屬材料的可鍛性與影響因素第2頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三鍛壓工藝的基本概念鍛壓成形技術(shù)的基本知識: 鍛壓是對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變形狀、尺寸及改善性能，以得到工件 或毛坯的成形加工方法。它是鍛造與沖壓的總稱。鍛造是在加壓設(shè)備及工（模）具作用下，使坯料、鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。由于金屬塑性和變形抗力方面的要求，鍛造通常是在高溫（再結(jié)晶溫度以上）下成形的，因此也稱為金屬

2、熱變形或熱鍛。第3頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三鍛壓工藝的基本概念鍛造特點(diǎn)：在鍛造加工過程中，能壓密或焊合鑄態(tài)金屬組織中的縮孔、縮松、空隙、氣泡和裂紋等缺陷，又能細(xì)化晶粒和破碎夾雜物，從而獲得一定的鍛造流線組織。因此，與鑄態(tài)金屬相比，其性能得到了極大的改善。主要用于生產(chǎn)各種重要的、承受重載荷的機(jī)器零件或毛坯，如機(jī)床的主軸和齒輪、內(nèi)燃機(jī)的連桿、起重機(jī)的吊鉤等。在鍛造過程中，由于高溫下金屬表面的氧化和冷卻收縮等各方面的原因，鍛件精度不高、表面質(zhì)量不好，加之鍛件結(jié)構(gòu)工藝性的制約，鍛件通常只作為機(jī)器零件的毛坯。 第4頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三

3、鍛壓工藝的基本概念沖壓是板料在沖壓設(shè)備及模具作用下，通過塑性變形產(chǎn)生分離或成形而獲得制件的加工方法，主要用于加工板料。沖壓通常是在再結(jié)晶溫度以下完成變形的，因而也稱為冷沖壓。沖壓特點(diǎn)：沖壓件具有剛性好、結(jié)構(gòu)輕、精度高、外形美觀、互換性好等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于汽車、拖拉機(jī)外殼、電器、儀表及日用品的生產(chǎn)。 第5頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三鍛壓工藝的基本概念第6頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三金屬材料的塑性與塑性變形概述： 塑性變形是鍛壓加工的理論基礎(chǔ)。了解金屬塑性變形的規(guī)律，對合理選用金屬材料和壓力加工方法，正確設(shè)計壓力加工成形零件，分析和控制

4、鍛壓件質(zhì)量，都是十分重要的。一、塑性變形的實(shí)質(zhì)： 是在切應(yīng)力的作用下，金屬內(nèi)部晶體沿某一平面產(chǎn)生滑移，實(shí)現(xiàn)了晶體的塑性變形。 滑動過程的動畫演示第7頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三金屬材料的塑性與塑性變形二、金屬的加工硬化與再結(jié)晶： 1、什么叫加工硬化 2、加工硬化的優(yōu)點(diǎn) 3、加工硬化的缺點(diǎn) 4、再結(jié)晶退火 三、塑性變形對材料組織與性能的影響：1、冷變形與熱變形：（）冷變形：金屬在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形稱為冷變形。冷變形過程中只產(chǎn)生加工硬化而無再結(jié)晶現(xiàn)象，因此變形過程中金屬的變形抗力大，塑性低。若變形量過大，會引起金屬的破裂。 如鋼絲的折斷 就是這個道理第8頁，共2

5、0頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三金屬材料的塑性與塑性變形 （）熱變形：金屬在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形稱為熱變形。變形過程中再結(jié)晶能及時克服加工硬化。因而變形過程中金屬的塑性好，變形抗力低，不需要安排中間退火。2、塑性變形使材料的致密性提高：金屬壓力加工最原始的坯料是鑄錠。其內(nèi)部組織很不均勻，晶粒粗大，且存在著許多其他缺陷：如氣孔、縮松、偏析、非金屬夾雜物等。將這種鑄錠經(jīng)熱變形，粗大的鑄狀晶粒被打碎后，經(jīng)過再結(jié)晶，就可形成細(xì)晶粒，同時在熱變形過程中還可以將氣孔、縮松等壓合在一起，使金屬的致密性提高。因而使金屬的強(qiáng)度提高1.2倍，塑韌性提高得更多。第9頁，共20頁，2022年，5

6、月20日，23點(diǎn)52分，星期三金屬材料的塑性與塑性變形 3、塑性變形后產(chǎn)生纖維組織： 分布在晶界上的非金屬夾雜物，在變形過程中隨著晶粒的拉長也被拉成長形。當(dāng)變形程度足夠大時，這些夾雜物被拉成線條狀。但是拉長的晶?？山?jīng)再結(jié)晶又變成等軸細(xì)粒狀，而這些夾雜物不能改變，就以細(xì)長線條狀保留下來，形成了所謂的纖維組織。纖維組織的化學(xué)穩(wěn)定性很高，只有經(jīng)過鍛壓才能改變其分布方向，用熱處理是不能消除或改變纖維組織形態(tài)的。 纖維組織使金屬的力學(xué)性能具有明顯的方向性，即鍛件在縱向上（平行纖維方向）塑性和韌性增加，而在橫向上（垂直纖維方向）塑性和韌性降低。但強(qiáng)度在不同方向上的差別不大。 第10頁，共20頁，2022年

7、，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三金屬材料的塑性與塑性變形下圖為曲軸的纖維組織分布：第11頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三金屬材料的可鍛性與影響因素一、金屬材料的可鍛性與可鍛性的影響因素： 1、可鍛性：金屬材料經(jīng)受壓力加工的難易程度。它是用金屬材料的塑性與變形抗力來衡量的。 塑性愈大與變形抗力愈小，材料的可鍛性愈好。 2、可鍛性的影響因素： （1）化學(xué)成分 （2）內(nèi)部組織 （3）變形溫度 （4）變形速度 （5）應(yīng)力狀態(tài)第12頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（1）化學(xué)成分1、合金成分對可鍛造性的影響： 點(diǎn)擊觀看 2、鋼中的雜質(zhì)可鍛造性的影響：

8、點(diǎn)擊觀看第13頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（2）內(nèi)部組織組織的影響： 鋼在規(guī)定的化學(xué)成分內(nèi)，由于組織的不同，塑性和變形抗力亦會有很大的差別。 單相組織（純金屬或者固溶體）比多相組織塑性好。 晶粒細(xì)化有利于提高金屬的塑性。鋼錠經(jīng)過熱變形后，并通過再結(jié)晶獲得細(xì)小的等軸第14頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（2）內(nèi)部組織鑄造組織由于具有粗大的柱狀晶粒，降低了金屬的塑性。晶界上有滲碳體存在金屬的可鍛性下降。第15頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（3）變形溫度 變形溫度的影響： 溫度是影響塑性和變形抗力的最主要因素之一，在

9、確定鍛造加工工藝時，其主要內(nèi)容之一。溫度對塑性的影響，就大多數(shù)金屬而言，其總的趨 勢是，隨著溫度的升高，塑性增加，變形抗力降低。這是因?yàn)樵訜徇\(yùn)動的能量增加，原子間的引力削弱，易于產(chǎn)生滑移變形。第16頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（3）變形溫度 1）確定始鍛溫度與終鍛溫度：2）塑性成形應(yīng)避免脆性區(qū)：（藍(lán)脆區(qū)與熱脆區(qū)）第17頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（4）變形速度變形速度的影響： 1）不同鍛造方法對可鍛性的影響： 變形速度對可鍛性的影響實(shí)驗(yàn)： 銅合金試件在油壓機(jī)、摩擦壓力機(jī)和空氣錘上鍛造，隨著變形速度的增加可鍛性有所下降。 點(diǎn)擊觀看 2）臨界變形速度的分析： 點(diǎn)擊觀看第18頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)52分，星期三（5）應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)對塑性與變形抗力的影響： 1）應(yīng)力狀態(tài)對塑性的影響： 在應(yīng)力狀態(tài)中，壓應(yīng)力個數(shù)越多，數(shù)值越大，則金屬的塑性越高。反之, 則拉應(yīng)力個數(shù)越多，數(shù)值越大