第8章__锻压成形

《第8章__锻压成形》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章金属的塑性成形塑性成形——在外力作用下，使金属产生塑性变形获得一定几何形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。外力有冲击力和压力两种。压力加工可以消除铸造缺陷（气孔、缩松）、细化晶粒、提高机械性能。8.1塑性成型工艺基础8.1.1基本生产方式1、轧制：坯料在两个轧辊的空隙间受压变形。图3-12、挤压：坯料在挤压模内被挤出模孔而变形。图3-23、拉拔：坯料拉过拉拔模的模孔而变形。图3-34、自由锻：坯料在上下砧铁间受力而变形。图3-4（a）5、模锻：坯料在锻模模膛内受力而变形。图3-4（b）6、板料冲压：板料在冲模之间受压产生分离或变形。图3-4（c）8.1.2

2、.金属塑性变形原理金属在外力作用下，其内部必将产生应力。此应力迫使原子离开原来的平衡位置，从而改变了原子间的距离，使金属发生变形，并引起原子位能的提高。而处于高位能的原子具有自发地返回到原来低位能平衡位置的倾向。1.弹性变形——当外力去除后，应力消失，变形也随之消失。这种变形称为弹性变形。2.塑性变形——当外力增大到使金属的内应力超过该金属的屈服极限之后，迫使金属的晶粒内部产生滑移，同时晶粒间也产生滑移和转动，此时，即使外力停止作用，金属的这些变形也不会消失。这种变形称为塑性变形。金属在塑性变形前，都有弹性变形。当外力去除后，弹性变形将恢复，称为“弹复”现象，它对工件的

3、尺寸产生影响，需注意。滑移——金属在切应力的作用下，一部分晶体相对于另一部分晶体，沿着一定的晶面发生滑动位移的现象。滑移面——发生滑移的晶面。但滑移力远大于实测的力。说明实际的晶体结构及其塑性变形并不完全如此。图2实际晶体内部存在有点、线、面缺陷。位错——晶体沿着某一晶向发生了原子错排现象。实际上，金属的塑性变形是位错在切应力的作用下出现窜动----位错运动，位错运动反映到物体的表面就是材料的塑性变形。8.多晶体塑性变形：多晶体是由多个位向不同的小晶粒组成。其塑性变形可以看成是由组成多晶体的许多个晶粒产生变形（称为晶内变形）与晶间变形（晶粒之间的相对滑动和转动）之和。如

4、图示，每个晶粒内部都存在许多滑移面，所以整体金属的变形可以比较大。8.1.8.塑性变形后金属的组织和性能1、加工硬化金属在室温下塑性变形时，由于内部晶粒沿变形最大的方向伸长、压扁；并有晶格与晶粒的扭曲畸变，以及晶内，晶粒间产生碎晶的综合影响，增加了进一步滑移变形的阻力，从而使金属的强度、硬度增加、塑性、韧性下降—加工硬化（冷变形强化、冷作硬化）。见下图2、回复加工硬化是一种内部能量较高的不稳定状态，具有回复到稳定状态的趋势。将已产生加工硬化的金属加热到适当温度：T回=（0.25--0.3）T熔（K）T用绝对温度原子获得热能，将回复到正常排列位置。从而消除晶格扭曲，降低内

5、应力，金属的强度、硬度略有下降，而塑性、韧性有所上升。这一现象称为回复。3、再结晶如果加热温度继续升高，原子获得更多热能，开始以某些杂质和碎晶为晶核，并逐渐长大，成为新的细小晶粒，从而完全消除了加工硬化现象，这一过程叫再结晶。（见下页）用再结晶的方法，消除加工硬化，获得良好塑性的工艺称为再结晶退火。再结晶温度：T再=0.4T熔（K）T用绝对温度值计算再结晶再结晶温度的计算：例如：45钢，T熔为1520℃。求再结晶温度。T再=0.4(1520+273)-273=445℃再结晶退火通常安排在多次拉拔、冲压等工序之中，通过再结晶，来消除加工硬化现象，从而使拉拔、冲压得以继续进

6、行。注：当金属在大大高于再结晶的温度下受力变形时，加工硬化（冷变形强化）和再结晶过程同时存在。此时，变形中的强化和硬化随即被再结晶过程所消除。4、冷变形和热变形通常，从金属学的角度定义：冷变形（冷加工）——在再结晶温度以下的塑性变形；热变形（热加工）——在再结晶温度以上的塑性变形。5、变形程度和纤维组织压力加工过程中，常用锻造比表示金属变形程度的大小。锻造比：1）拔长比。Y拔=F0/FF0、F分别为拔长前和拔长后坯料的横截面积。Y拔越大，则变形程度越大。钢锭可达Y拔=2-3，合金钢可达Y拔=3-4，高速钢可达Y拔=5-12。2）墩粗比。Y墩=H0/HH0，H分别为墩粗前

7、和墩粗后坯料的高度。金属坯料中的塑性夹杂物沿最大变形方向伸长，而脆性夹杂物被打碎，从而形成了永久的纤维状组织。纤维组织的存在，造成了锻件的各向异性，在平行于纤维的方向上，塑性、韧性高于垂直于纤维的方向。因此，在零件的设计和制造中，应该让零件在工作时的最大正应力方向与纤维组织的方向一致（平行），最大切应力方向与纤维组织的方向垂直；并尽量使纤维围绕零件的轮廓而不被切断。图3—11塑性plasticbehaviour,plasticity变形deformation滑移方向directionofslip热加工heatdeformation冷加工c