金屬壓力加工成形

第九章金屬壓力加工成形利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為壓力加工。（1）軋制是指金屬坯料在兩個回轉(zhuǎn)軋輥的孔隙中受壓變形，以獲得各種產(chǎn)品的加工方法。（2）擠壓是指金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出?？锥冃蔚募庸し椒ā＃?）拉拔

是指將金屬坯料拉過拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒?拉拔模模孔常選用耐磨的硬質(zhì)合金或其它耐磨材料來制造。（4）自由鍛自由鍛是指金屬坯料在上下砧鐵間受沖擊力或壓力而變形的加工方法。（5）模鍛是指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模模膛內(nèi)受沖擊力或壓力而變形的加工方法。（6）板料沖壓

是指金屬板料在沖模之間受壓力產(chǎn)生分離或變形的加工方法。動畫:分離工序分類動畫:變形工序分類11

（1）工件組織致密，力學(xué)性能高。（2）除自由鍛以外，其余鍛壓加工生產(chǎn)率較高。（3）節(jié)約金屬材料。2第一節(jié)壓力加工理論基礎(chǔ)一、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)在切向應(yīng)力作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定的晶面產(chǎn)生相對滑移（該面稱滑移面），從而造成晶體的塑性變形。

多晶體是由許多晶格位向不同的晶粒所組成的，其塑性變形可視為各個單晶體塑性變形的綜合效應(yīng)。7※二、塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，內(nèi)部組織將發(fā)生變化：（1）晶粒沿最大變形的方向伸長；（2）晶格與晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；（3）晶粒間產(chǎn)生碎晶。

金屬材料經(jīng)冷塑性變形后，隨變形度的增加，其強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化也叫加工硬化。冷變形金屬隨熱處理溫度的提高，將經(jīng)歷回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大三個階段。金屬的組織和性能也隨之變化。冷變形金屬的回復(fù)與再結(jié)晶13當(dāng)加熱溫度較低時，冷變形金屬的纖維組織沒有明顯變化，其力學(xué)性能也變化不大，但殘余應(yīng)力顯著降低，這一階段稱為回復(fù)，其回復(fù)溫度為T回（T回=0.25～0.3T熔）。實(shí)際生產(chǎn)中將這種回復(fù)處理稱為低溫退火（或去應(yīng)力退火）。它能降低或消除冷變形金屬的殘余應(yīng)力，同時又保持了加工硬化性能。14經(jīng)冷加工變形后的金屬重新加熱到再結(jié)晶溫度（T再=0.4T熔）以上，其顯微組織將發(fā)生明顯變化，被拉長而呈纖維狀的晶粒又變?yōu)榈容S狀晶粒，同時加工硬化與殘余應(yīng)力完全消除，這一過程稱為再結(jié)晶。實(shí)際生產(chǎn)中將這種再結(jié)晶處理稱為再結(jié)晶退火。它常作為冷變形加工過程中的中間退火，恢復(fù)金屬材料的塑性以便于繼續(xù)加工。15

金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形稱為冷變形加工，冷變形加工時將產(chǎn)生加工硬化。金屬在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形稱為熱變形加工。熱變形加工時產(chǎn)生的加工硬化將隨時被再結(jié)晶所消除。

熱變形時組織和性能的變化：1)消除鑄造缺陷，部分消除偏析，高材料的力學(xué)性能。例如，銅鑄錠的密度為6.9g/cm-3，經(jīng)熱軋后可提高到7.85g/cm-3。2)細(xì)化晶粒，提高材料的力學(xué)性能。3)形成纖維組織（又稱熱加工流線）金屬材料的熱變形三、金屬的可鍛性金屬的可鍛性是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質(zhì)制品難易程度的工藝性能。

常用塑性和變形抗力來綜合衡量。金屬的可鍛性取決于金屬的本質(zhì)和加工條件。1、金屬的本質(zhì)（1）化學(xué)成分的影響純金屬合金低碳鋼高碳鋼碳鋼合金鋼低合金鋼高合金鋼（2）金屬組織的影響2、加工條件（1）變形溫度鍛造溫度范圍是指始鍛溫度（開始鍛造的溫度）和終鍛溫度（停止鍛造的溫度）間的溫度區(qū)間。（2）變形速度的影響

變形速度是指單位時間內(nèi)的變形量。隨著變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時克服硬化現(xiàn)象，金屬的塑性下降，變形抗力增加,因此塑性較差的材料宜采用較低的變形速度（即用液壓機(jī)而不用鍛錘）成形。

b)隨著變形的進(jìn)一步增加，金屬的溫升（熱效應(yīng)）使可鍛性得到改善，變形速度越大越明顯。