机械制造基础 教学课件 作者 张国文 吴安德 第9章 第1、2节.pptVIP

* 制 作 ： 周 宗 明 * 第九章 锻 压 第九章 锻 压 本章要求： 1．掌握锻压加工方法的原理、特点。 2．掌握自由锻的基本工序是什么？ 3.掌握板料冲压的工艺过程。 重点分析： 锻压加工方法及原理、特点；自由锻的基本工序。 第九章 锻 压 第九章 锻 压 锻压属压力加工范畴。是利用金属坯料在力作用下，产生塑性变形，制造毛坯或零件的成形方法。 第一 节 锻压工艺基础 压力加工方法有：轧制、拉拔、挤压、自由锻、模锻和板料冲压等。见图9—1 与铸件比较锻压件最主要的优点是： 1）组织致密，机械性能高，生产效率高。 2）可以形成并能控制纤维方向，使其沿零件轮廓更合理地分布，提高零件的使用性能。 3）锻压零件因其尺寸精度和表面粗糙度接近成品要求，所以减少了加工损耗，节约材料。 4）锻压零件适用范围广，且模锻、冲压加工的零件不仅机械性能高，生产效率也高。 第一节 锻 压 工 艺 基 础 一、锻压加工方法及特点 1、锻压加工方法 2、锻压加工特点 二、金属的塑性变形 金属在外力作用下会产生变形，若外力消除后，变形随之消失，这类变形称为弹性变形。当外力（达到或超过材料的屈服点）消除后，金属保持了变形后的成型效果，这类变形称为塑性变形。 塑性变形的实质是金属在切应力作用下，金属晶体内部产生大量位错运动的宏观表现。如图9-2 所示为通过位错运动实现金属塑性变形的基本过程。由图可知它是依靠各晶粒内的滑移实现金属塑性变形的。 三、塑性变形对金属组织和性能的影响 金属的塑性变形根据变形温度不同，可分为冷变形与热变形。 1、冷变形对金属性能的影响 金属材料经冷变形后，不仅外形和尺寸发生变化，其组织和性能 也会产生很大的变化。主要有以下几方面的影响 1）形成纤维组织 塑性变形在改变外形的同时，内部晶粒也发生了相应的变化。 2）产生加工硬化 加工硬化也称变形强化或冷作硬化，是指随着金属冷变形程度的增加，金属材料的强度和硬度不断提高而塑性和韧性不断下降的现象。 第一 节 锻压工艺基础 第一 节 锻造工艺基础 2、回复与再结晶 加工硬化组织是一种不稳定的组织状态，具有自发地向稳定状态转化的趋势。常温下，多数金属的原子活动能力很低，这种转化难以实现。生产中经常采用“中间退火”的处理方法，对加工硬化组织进行加热，增强金属原子的活动能力，加速金属组织向稳定状态转化。随着加热温度的升高变形金属将相继发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。冷变形金属加热时组织和性能变化。如图9-3 所示。 1）回复 当加热温度较低时，变形金属处于回复阶段。 2）再结晶 当加热温度较高进入再结晶阶段时，变形金属的纤维组织发生了显著的变化，破碎的、被伸长和压扁的晶粒将向均匀细小的等轴晶粒转化。 3）晶粒长大 在变形晶粒完全消失，再结晶晶粒彼此接触后继续延长加热时间或提高加热温度，则晶粒会明显长大，成为粗晶组织，金属力学性能下降。 第二 节 自 由 锻 3、冷变形与热变形 金属的冷、热变形通常是以再结晶温度为界加以区分。冷变形是指坯料低于再结晶温度状态下进行的变形加工。变形后具有明显的加工硬化现象，所以，冷变形的变形量不宜过大，避免撕裂或降低模具寿命。冷变形产品具有尺寸精度高 、表面质量好、力学性能好的特点。广泛用于板料冲压、冷挤压、冷镦及冷轧等常温变形加工。 热变形是指坯料高于再结晶温度状态下进行加工。加工过程中产生的加工硬化随时被再结晶软化和消除，使金属塑性显著提高，变形抗力明显减小。因此，可以用较小的能量获得较大的变形量。适合于尺寸较大、形状比较复杂的工件加工。热变形产品表面易形成氧化皮，尺寸精度和表面质量较低，而且劳动条件差。自由锻、热模锻、热轧等工艺都属于热变形范畴。 第一 节 锻造工艺基础 4、热变形对金属组织和性能的影响 金属热变形时组织和性能的变化主要表现在以下两方面： 1）热变形加工时，金属中的脆性杂质被破碎，并沿金属流动方向呈粒状或链状分布；塑性杂质则沿变形方向呈带状分布。这种杂质的定向分布称为流线。通过热变形可以改变和控制流线的方向与分布，加工时应尽可能使流线与零件的轮廓相符合，不被切断。见图9-4 2）热变形加工可使铸锭中的组织缺陷得到明显的性改善；气孔、缩松被压实，使金属组织更加致密；某些合金钢中的大块碳化物被打碎并均匀分布；还可部分地消除金属材料的偏析，使成份均匀化。 四、金属的锻造性能 锻造性又称可锻性，是表征金属适应锻压的能力。可用塑性及变形抗力两个方面的性能指标来衡量。金属塑性高，变形抗