第二章 锻压工艺1

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1、第二章锻压工艺ForgingandStampingProcess第一节热加工基础Hot-workFundament金属塑性变形的实质-晶体内部产生滑移(td75)滑移-晶体的一部分相对另一部分，沿原子排列紧密的晶面（该面称滑移面）作相对滑动(td76)。滑移带-很多晶面同时滑移积累起来而形成（dd76）。一、加工硬化、回复与再结晶1.加工硬化-金属在低温下进行塑性变形时，随变形程度增大，强度和硬度上升而塑性下降的现象(dd27).又称冷变形强化(td84)。2.加工硬化的实质-金属在低温下塑性变形时内部组织发生了变化：(1)晶粒沿变形最大的方

2、向伸长；(2)晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力；(3)晶粒间产生碎晶。(dz117)3.回复-加工硬化是一种不稳定现象，具有自发地回复到稳定状态的倾向。当加热温度为T回=（0.25～0.3）T熔时，塑性变形后的金属性能大部分回复到变形前的性能。称为回复(td78)，此时的温度称为回复温度T回。T回——以绝对温度表示的金属回复温度；T熔—一以绝对温度表示的金属熔点温度。4.再结晶-当温度继续升高到该金属熔点绝对温度的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，开始以某些碎晶或杂质为核心，结晶成新的晶粒，从而消除了全部加工硬化现象(dz117)(td10

3、7)。这时的温度称为再结晶温度T再=0.4T熔。5.再结晶退火-采用加热的方法使金属发生再结晶，从而再次获得良好塑性的工艺方法。二、冷变形与热变形1．冷变形-在再结晶温度以下的变形。变形过程中无再结晶现象，变形后的金属具有加工硬化现象(dz115,dd13)。2．热变形-在再结晶温度以上的变形。变形后，金属具有再结晶组织、而无加工硬化痕迹(td107)。也称热加工(dz124)。三、纤维组织、流线与锻造比1．纤维组织-金属在冷变形时，晶粒沿变形方向拉长而产生(td119)。可通过再结晶退火消除。2．流线-金属在热变形时，非金属夹杂物等杂质沿变

4、形方向排布而产生(td139)。流线越明显，金属在纵向（平行流线方向）上塑性和韧性提高，而在横向（垂直流线方向）上塑性和韧性降低。3．钢锭开坯-热加工生产采用的原始坯料是铸锭。其内部组织很不均匀，晶粒较粗大，并存在气孔、缩松、非金属夹杂物等缺陷。铸锭加热后经过热加工，由于塑性变形及再结晶，从而改变了粗大、不均匀的铸态结构(dd26)，获得细化了的再结晶组织。同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等压合在一起，使金属更加致密，力学性能得到很大提高。491．锻造比-在压力加工中，金属截面积变化的程度。拔长时的锻造比为:Y拔＝F0/F镦粗时的锻造比为:Y镦

5、＝H0/H式中，H0、F0——坯料变形前的高度和横截面积；H、F——坯料变形后的高度和横截面积。在一般情况下增加锻造比，可使金属组织细密化，提高锻件的力学性能。但是，当锻造比过大，金属组织的紧密程度和晶粒细化程度都已达到了极限状况，锻件的力学性能不再升高，而是增加各向异性。5．流线的利用-流线的化学稳定性强，通过热处理是不能消除的，只能通过不同方向上的锻压才能改变流线的分布状况。由于流线的存在对力学性能有影响，特别是对冲击韧性的影响，因此，在设计和制造易受冲击载荷的零件时，一般应遵守两项原则：①使流线分布与零件的轮廓相符合而不被切断；②使零件

6、所受的最大拉应力与流线方向一致，最大切应力与流线方向垂直。(fig10.3)例如，当采用棒料直接经切削加工制造螺钉时，螺钉头部与杆部的流线被切断，不能连贯起来，受力时产生的切应力顺着流线方向，故螺钉的承载能力较弱(dd12)。当采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉时(dd13)，流线不被切断且连贯性好，流线方向也较为有利，故螺钉质量较好。复习思考题1、锡在20℃、钨在1100℃变形，各属哪种变形？为什么（锡的熔点为232℃，钨的熔点为3380℃）？2、流线组织是怎样形成的?它的存在有何利弊？试举例说明。3、原始坯料长150mm，若拔长到450m

7、m时，锻造比是多少？第二节金属的可锻性ForgabilityofMetals金属的可锻性-用来衡量金属材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能。可锻性的优劣是以金属的塑性和变形抗力来综合评定的。塑性-指金属材料在外力作用下产生永久变形，而不破坏其完整性的能力。变形抗力-金属对变形的抵抗力，称为变形抗力。塑性反映了金属塑性变形的能力，而变形抗力反映了金属塑性变形的难易程度(dz124)。塑性高，则金属变形不易开裂；变形抗力小，则锻压省力。两者综合起来，金属材料就具有良好的可锻性。金属的可锻性取决于材料的性质(内因)和加工条件(外因)。

8、一、材料性质的影响1.化学成分的影响一般来说，纯金属的可锻性比合金的可锻性好。钢中合金元素含量越多，合金成分越复杂，其塑性越差，变形抗力越大。例如纯铁、低碳钢和高合