第九讲锻造加工.ppt

机械制造工程训练 第八讲 锻造加工 主讲人：唐明华 本讲主要内容 第一节 锻压生产概述 第二节 金属塑性成形理论基础 第三节 自由锻与锤上模锻 第四节 板料冲压 第1节 概述 定义： 利用外力使金属产生塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法，也称为金属压力加工。 种类：轧制、拉拔、挤压、锻造、板料冲压 特点： 1、改善金属组织，提高零件性能； 2、提高材料利用率； 3、具有较高的生产率； 4、获得精度较高的毛坯或零件。 ●金属塑性变形的方式：滑移、孪生。 ● 金属塑性变形的实质：金属内部的原子在外力的作用下产生了位错运动的结果。 ●塑性变形 内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的 变形并不完全消失。 ●滑移面 在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿 着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面。 ●位错运动引起塑性变形 近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并不是整体 的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。 位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成，图3-2 塑性变形对金属组织和性能影响 ● 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。 ⑴ 晶粒沿最大变形的方向伸长； ⑵ 金属的冷变形强化——加工硬化。 ● 回复与再结晶 ＊ 回复：加工硬化现象得到部分消除。 T回=（0.25—0.3）T熔 ＊ 再结晶：加工硬化现象完全消失。 T再=0.4T熔 ●加工硬化的利用、消除 ＊利用：冷加工后使材料强度↑硬度↑。某些不能热处理强化的金属材料，加工硬化是提高其强韧性的唯一方法。 ＊消除：再结晶退火：650—750℃ ● 冷变形和热变形 ＊ 冷变形 在再结晶温度以下的变形； 冷变形后金属强度、硬度较高。因此，材料要继续 变形难度加大，否则易裂。 ＊ 热变形 再结晶温度以上变形。 在热变形条件下，加工硬化现象随时被再结晶软化所抵消。 ＊ 结论：几乎所有的金属压力加工都是热变形。 热加工后组织性能变化： ⒈粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。 ⒉铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或锻合。 ⒊晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界 分布，形成纤维组织（流线）。 在设计和制造零件时，应使最大正应力的方向于纤维方向重合，最大切应力的方向于纤维方向垂直。尽量使纤维组织不被切断。 金属的可锻性 ●金属的可锻性：材料经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。 ●可锻性的衡量指标：塑性和变形抗力。塑性好，变形抗力小，则可锻性好。 ●可锻性取决于：金属本质和压力加工条件。 ＊ 碳钢的锻造温度范围： 始锻温度：碳钢比AE线低200C°左右 终锻温度：800C°过低难于锻造 ，若 强行锻造，将导致锻件破裂 报废。 一、自由锻 ＊ 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个 抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。 在重型机械中，自由锻是生产大型锻件和特大型 锻件唯一成型的方法。 ＊ 金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。 ＊ 自由锻设备： 锻锤 依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。 液压机： 依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其 中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻 造生产的主要设备。 ⒈自由锻工序 ⑴ 基本工序 镦粗：适于饼块类，盘套类 拔长：适于轴类、杆类 拔长、镦粗经常交替反复使用。 有时一头镦粗，另一头拔长。 （通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗—冲孔 镦粗—冲孔—扩孔 弯曲：工件轴线产生一定曲率。 扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。 错移：坯料的一部分相对于另一部分平移 错开的工序，例如曲轴。 切割：分割坯料，或去除锻件余量的工序。 ⑵ 辅助工序： 在基本