特种塑性成形 李云江 第1章新.pptVIP

5.超塑性辊压成形 图1-22　超塑性辊压成形工作原理图 图1-23　超塑性辊压成形工作示意图 图1-24　超塑性辊压成形件模拟图a)成形中的工件　b)最终成形件 24660-1a 5.超塑性辊压成形 图1-25　Ti-6.4Al-2.2Sn-1.9Zr-2Mo-1.1W-0.2Sn合金辊压成形件径向剖面显微组织 6.超塑性无模拉拔成形 超塑性无模拉拔成形是利用超塑性材料在超塑性状态下对温度的敏感性，只在被加工的棒料或管材外部加设感应加热圈，并在棒料或管材的两端施加载荷，当感应圈移动时，就会形成横截面周期变化，甚至非周期变化的棒形零件，或者是变壁厚的管形零件。这项加工技术不但设备简单，而且可以加工成形出用常规塑性加工技术难以成形的零件，如果把计算机程序控制应用于这一方面，发展前景非常广阔。 1.超塑性锻造的设备 (1)超塑性锻造的变形力 　超塑性锻造受坯料组织状态和锻造温度、速度、方式(开式模锻、闭式模锻、正反挤压等)以及润滑状况、锻件形状(高径比等)、复杂程度等诸多因素的影响。 1.4.2　超塑性成形的设备 (2)超塑性锻造设备的选择 1)可调速。2)可保压。3)大的封闭高度与足够的工作台面。4)有顶出装置。5)有温控系统。 图1-26　压力为6.3MN的超塑性锻造液压机简图1—下顶料器　2、3、4—齿轮　5—垫板　6—空心立柱　7—螺母　8—螺杆9—轴承　10—螺母　11—螺杆　12—外壳　13、14—半联轴节　15—端盖16、17—液压缸　18—上横梁　19—立柱　20—滑块　21—下横梁22—电机减速器装置　23、24、25—齿轮 图1-27　超塑性成形机 1.4.3　超塑性成形的摩擦与润滑 (1)模具温度高 　模具的高温增强了变形金属和模具接触面上的相互扩散作用，提高了摩擦因数，使变形金属容易向模具表面转移，脱模也更加困难。(2)应变速率低 　应变速率降低使接触面的咬合与润滑剂的挤出更容易，导致了摩擦因数增大。(3)变形时间长 　延长变形时间为金属的氧化和接触面扩散提供了有利条件。 1.5　超塑性成形展望 1）.成形大型金属结构及相关成形设备2）.陶瓷材料与复合材料的超塑性3).Al-Li合金的研究4).工艺过程的数值模拟 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 第1章 1.1　金属超塑性概况及成形特点1.1.1　金属超塑性发展概况1.1.2　超塑性成形的基本特点1.2　超塑性的分类及影响超塑性的因素1.2.1　超塑性现象与超塑性指标1.2.2　超塑性的分类1.2.3　影响微晶组织超塑性的主要因素1.3　超塑性变形的微观组织机理1.3.1　超塑性变形时组织的变化和对力学性能的影响1.3.2　超塑性变形机理 1.4　超塑性成形工艺与设备1.4.1　常用超塑性成形的工艺方法1.4.2　超塑性成形的设备1.4.3　超塑性成形的摩擦与润滑1.5　超塑性成形展望 1.1　金属超塑性概况及成形特点 塑性是金属的重要属性之一，它指的是金属在外力作用下，无损而永久地改变形状的能力。“超塑性”就是超出一般塑性指标的金属特性。在常规成形条件下，一些较难成形的金属材料，如钛合金、铝合金、镁合金、镍合金、合金钢等，成形温度范围比较狭窄，流动性比较差。例如作为衡量塑性优劣的一个重要指标——伸长率δ，一般情况下，黑色金属不大于40％，有色金属也不超过60％(软铝约为50％，而金、银一般也只有80％)，即使在高温下，也难以达到100％。 1.1.1　金属超塑性发展概况 图1-1　Sn-37Pb、Bi-44Sn共晶合金拉伸后现象 图1-2　吹塑成形的5083铝合金墙面装饰浮雕 1.1.2　超塑性成形的基本特点 图1-3　吹塑成形的Ti-6Al-4V球形卫星燃料箱 1)金属塑性大为提高过去认为只能采用铸造成形而不能锻造成形的镍基合金，也可进行超塑性模锻成形，因而扩大了可锻金属的种类。2)金属的变形抗力很小一般超塑性模锻的总压力只相当于普通模锻的几分之一到几十分之一，因此，可在吨位小的设备上模锻出较大的制件3)加工精度高超塑性成形加工可获得尺寸精密、形状复杂、晶粒组织均匀细小的薄壁制件，其力学性能均匀一致，机械加工余量小，甚至不需切削加工即可使用。因此，超塑性成形是实现少或无切削加工和精密成形的新途径。 1.2.1　超塑性现象与超塑性指标 图1-5　超塑性材料的真实应力—应变曲线 1.2　超塑性的分类及影响超塑性的因素 图1-5　超塑性材料的真实应力—应变曲线 图1-6　Ti及Zr合金的伸长率与m值的关系曲线 1.2.2　超塑性的分类 1.微晶组织超塑性(即恒温超塑性或结构超塑性) 一般所指超塑性多属这类，它是目前国