《熱加工基礎》課件

熱加工基礎熱加工簡介定義熱加工是指在金屬材料的再結晶溫度以上進行的塑性加工過程。熱加工的目的是改變金屬材料的形狀、尺寸和性能。主要特點熱加工通常需要在高溫下進行，金屬材料在高溫下具有較好的塑性，便于成型。熱加工通常會改變金屬材料的微觀結構，從而改變其機械性能。熱加工的基本原理1加熱將金屬材料加熱到一定的溫度，使其達到塑性狀態(tài)，便于變形。2塑性變形在加熱狀態(tài)下，對金屬材料施加外力，使其發(fā)生塑性變形。3冷卻變形后的金屬材料需要進行冷卻，使之保持變形后的形狀。熱加工的優(yōu)缺點優(yōu)點提高材料的強度和塑性，改善材料的組織結構，獲得復雜的形狀和尺寸。缺點生產(chǎn)成本較高，需要專業(yè)的設備和技術人員，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。熱加工的應用領域汽車制造熱加工廣泛應用于汽車制造，例如發(fā)動機部件、車身零件、傳動系統(tǒng)等。航空航天熱加工用于制造飛機、火箭、衛(wèi)星等航空航天器的高強度、耐高溫零件。醫(yī)療器械熱加工在醫(yī)療器械領域應用廣泛，例如人工關節(jié)、手術工具、醫(yī)療設備等。熱加工的種類熱壓縮成型熱擠壓成型熱鍛造熱滾制熱壓縮成型熱壓縮成型是一種重要的金屬加工工藝，通過在高溫下施加壓力，使金屬材料塑性變形，獲得所需的形狀和尺寸。它是制造復雜形狀零件，例如汽車零部件、航空航天部件、機械零部件等的常見方法。熱壓縮成型工藝參數(shù)100溫度500壓力20速度10時間熱壓縮成型工藝參數(shù)主要包括溫度、壓力、速度和時間。溫度是指金屬材料在成型過程中所處的溫度，壓力是指成型過程中施加在金屬材料上的力，速度是指金屬材料在成型過程中運動的速度，時間是指成型過程中金屬材料停留的時間。熱壓縮成型機床熱壓縮成型機床主要用于對金屬材料進行熱壓縮成型。常見的機床類型包括：液壓機：廣泛應用于各種金屬材料的熱壓縮成型，具有壓力大、精度高、操作簡便等特點。錘頭機：主要用于對金屬材料進行鍛造，通過錘頭的沖擊力使材料變形。擠壓機：主要用于生產(chǎn)各種形狀的金屬制品，例如管材、棒材、型材等。熱壓縮成型常見缺陷1裂紋材料內(nèi)部的裂紋，通常發(fā)生在應力集中區(qū)域或冷卻過快的情況下。2皺折金屬表面出現(xiàn)的波紋或褶皺，通常由不均勻的變形或材料流動阻力造成。3氣孔材料內(nèi)部的空洞，通常由氣體或蒸汽在固化過程中被困住造成。4尺寸偏差產(chǎn)品尺寸與設計尺寸之間的偏差，通常由模具磨損、變形或加工參數(shù)不當造成。熱擠壓成型形狀多樣擠壓成型可以生產(chǎn)各種形狀的金屬制品。模具精度高擠壓模具的精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和尺寸。設備先進擠壓成型需要使用專門的擠壓機來完成。熱擠壓成型工藝參數(shù)擠壓溫度擠壓溫度是影響擠壓成型質(zhì)量的關鍵因素之一。溫度過低，材料流動性差，容易產(chǎn)生裂紋和表面粗糙。溫度過高，材料強度下降，易產(chǎn)生變形。擠壓速度擠壓速度是指擠壓機推進速度，直接影響擠壓壓力和成型速度。速度過快，容易產(chǎn)生材料流動不均勻和表面缺陷。速度過慢，擠壓時間長，容易造成材料過熱。擠壓壓力擠壓壓力是擠壓過程中最主要的工藝參數(shù)之一，它直接影響擠壓成型件的尺寸和形狀。壓力過低，無法克服材料流動阻力，難以形成預期形狀。壓力過高，容易造成材料過度變形和擠壓機負荷過重。熱擠壓成型機床熱擠壓成型機床主要用于將金屬坯料在高溫下擠壓成型，常見的機床類型包括：單作用擠壓機雙作用擠壓機螺旋擠壓機熱擠壓成型常見缺陷裂紋擠壓過程中材料內(nèi)部產(chǎn)生的應力集中，造成表面或內(nèi)部裂紋。表面缺陷擠壓過程中，模具表面粗糙或磨損，導致擠壓件表面出現(xiàn)劃痕、凹坑等缺陷。形狀缺陷擠壓過程中，模具設計不合理或擠壓工藝參數(shù)控制不當，導致擠壓件形狀尺寸偏差。熱鍛造熱鍛造是在金屬材料的再結晶溫度以上進行的鍛造。它涉及到將金屬加熱到適當?shù)臏囟龋缓笸ㄟ^壓力使其變形以達到所需的形狀和尺寸。熱鍛造是一種重要的金屬加工工藝，用于制造各種工程零部件，例如汽車部件、飛機部件、工具、模具和建筑材料。熱鍛造工藝參數(shù)參數(shù)描述影響鍛造溫度金屬材料的鍛造溫度影響金屬材料的塑性變形能力鍛造速度鍛造錘或壓力機的速度影響金屬材料的變形程度和表面質(zhì)量鍛造壓力鍛造錘或壓力機的壓力影響金屬材料的變形程度和組織結構鍛造次數(shù)鍛造過程中的鍛造次數(shù)影響金屬材料的變形均勻性和表面質(zhì)量熱鍛造機床鍛造錘用于對金屬材料進行鍛造加工的機械設備，通過錘頭對金屬材料施加沖擊力，使其變形。壓力機通過液壓或機械傳動的方式，對金屬材料施加壓力，使其變形。鍛造機床用于對金屬材料進行鍛造加工的自動化設備，可實現(xiàn)復雜形狀的鍛造加工。熱鍛造常見缺陷裂紋熱鍛造過程中，由于金屬材料的塑性變形，可能出現(xiàn)裂紋。這些裂紋通常出現(xiàn)在應力集中區(qū)域，例如孔洞或尖角處。表面缺陷表面缺陷包括氧化皮、脫皮、裂紋、毛刺等。這些缺陷會影響零件的表面質(zhì)量和尺寸精度。尺寸偏差由于熱鍛造過程中的溫度變化和材料的收縮，鍛件的尺寸可能會出現(xiàn)偏差。為了確保尺寸精度，需要進行精加工。熱滾制熱滾制是一種利用金屬在高溫狀態(tài)下塑性變形來改變金屬形狀的加工方法。在滾壓過程中，金屬材料被兩個或多個滾輪壓過，通過滾輪之間的壓力和摩擦力來改變金屬的形狀。熱滾制加工通常在高溫下進行，可以降低金屬的屈服強度，提高其塑性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更復雜的形狀加工。熱滾制工藝參數(shù)熱滾制工藝參數(shù)包括軋制溫度、軋制速度、軋制壓力和軋制次數(shù)等。這些參數(shù)會影響產(chǎn)品的尺寸、形狀和質(zhì)量。軋制溫度過高會導致材料過度軟化，軋制速度過快會導致材料變形過度，軋制壓力過大會導致材料產(chǎn)生裂紋，軋制次數(shù)過多會導致材料表面粗糙。熱滾制機床熱滾制機床是進行熱滾制加工的主要設備，其種類繁多，常見的有:輥式機床環(huán)形機床行星式機床熱滾制機床的設計需要考慮溫度控制、輥子材料和形狀、潤滑等因素，以確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。熱滾制常見缺陷尺寸偏差滾制過程中，由于材料的流動性、模具的磨損等因素，會導致產(chǎn)品尺寸與設計尺寸存在偏差。表面缺陷表面可能出現(xiàn)劃痕、壓痕、裂紋等缺陷，影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量和外觀。內(nèi)部缺陷內(nèi)部可能出現(xiàn)氣孔、夾雜物、疏松等缺陷，影響產(chǎn)品的強度和使用壽命。熱膨脹和熱收縮溫度升高材料的分子運動加劇，原子間距離增大，導致材料尺寸膨脹。溫度降低材料的分子運動減緩，原子間距離縮小，導致材料尺寸收縮。熱應力和熱變形熱應力熱應力是由于溫度變化而產(chǎn)生的內(nèi)應力。當金屬材料被加熱或冷卻時，其體積會膨脹或收縮，這會導致金屬內(nèi)部產(chǎn)生應力。熱變形熱變形是指金屬材料在加熱或冷卻過程中發(fā)生的形狀變化。熱變形的大小和方向取決于金屬的種類、溫度變化的幅度以及金屬的約束條件。熱加工的環(huán)境因素溫度熱加工過程需要高溫環(huán)境，溫度過高或過低都會影響加工質(zhì)量。濕度濕度過高會導致金屬表面氧化，影響加工精度?？諝饪諝庵械碾s質(zhì)會影響金屬表面質(zhì)量，例如粉塵、煙霧等。熱加工的安全防護1個人防護佩戴合適的防護裝備，例如安全眼鏡、手套、防護服等，以避免高溫、飛濺物和粉塵的傷害。2操作規(guī)范嚴格遵守操作規(guī)程，確保設備安全運行，并注意防止誤操作和意外事故的發(fā)生。3環(huán)境安全保持工作環(huán)境的清潔整齊，并做好通風和降溫措施，避免高溫環(huán)境對人體造成傷害。熱加工的質(zhì)量控制嚴格的工藝控制確保加工參數(shù)、材料性能、設備狀態(tài)等符合要求。中間檢驗定期對加工過程進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)并糾正偏差。數(shù)據(jù)記錄分析記錄和分析加工過程數(shù)據(jù)，識別質(zhì)量趨勢，優(yōu)化工藝流程。熱加工的發(fā)展趨勢智能化智能制造、數(shù)字化車間、大數(shù)據(jù)分析等技術的應用，將進一步提升熱加工的效率和精度。綠色化節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、資源循環(huán)利用等環(huán)保理念將貫穿整個熱加工過程。精細化熱加工工藝將更加精細，滿足產(chǎn)品對尺寸、形狀、性能等方面的更高要求。課程總結加工工藝學習了熱壓縮成型、熱擠壓成型、熱鍛造、熱滾制等多種熱加工工藝。工藝參數(shù)掌握了熱加工工藝參數(shù)的控制方法，包括溫度、壓力、速度等。質(zhì)量控制了解了熱加工質(zhì)量控制的