工程材料與熱處理 課件 5鍛壓及可鍛性探究

鍛壓及可鍛性探究目錄鍛壓定義與目的01鍛造原理與應(yīng)用02鍛造分類0304鍛造特點(diǎn)及應(yīng)用05可鍛性定義06影響鍛造性能因素07匯報(bào)展示準(zhǔn)備01鍛壓定義與目的鍛壓與鍛造鍛造是利用材料的可塑性借助外力的作用，產(chǎn)生塑性變形獲得所需形狀、尺寸和一定組織性能的鍛件。鍛壓成形是鍛造成形和沖壓成形的合稱，是指對(duì)金屬施加外力，使金屬產(chǎn)生塑性變形從而改變坯料的形狀和尺寸，同時(shí)改善了其內(nèi)部組織和力學(xué)性能，獲得一定形狀、尺寸和性能的毛坯或零件的成形加工方法，屬于金屬壓力加工生產(chǎn)的一部分。金屬塑性變形金屬塑性變形的定義金屬塑性變形是指金屬材料在外力作用下，發(fā)生形狀和尺寸的改變而不破裂，這種變形是永久性的，即去除外力后變形仍然存在。影響金屬塑性變形的因素金屬的塑性變形受到多種因素的影響，包括材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)以及外部條件如溫度、應(yīng)力狀態(tài)等，這些因素共同決定了金屬的可鍛性。金屬塑性變形的應(yīng)用金屬塑性變形廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)鍛造、擠壓等工藝方法，可以制造出各種形狀和尺寸的零件，提高材料利用率和生產(chǎn)效率。鍛造的目的---改善內(nèi)部組織金屬塑性變形鍛造時(shí)，金屬內(nèi)部的氣孔、微裂紋等缺陷被壓合，減少了材料中的應(yīng)力集中點(diǎn)，提高了零件的整體強(qiáng)度和可靠性。壓合內(nèi)部缺陷鍛造過(guò)程中形成的流線組織使金屬具有一定的方向性，沿著流線方向的抗拉強(qiáng)度較高，而垂直于流線方向的抗拉強(qiáng)度較低，這有助于提高零件的承載能力。流線組織形成鍛造過(guò)程中，金屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，內(nèi)部組織得到改善。這種變形使得金屬的晶粒細(xì)化，從而提高了材料的力學(xué)性能和使用壽命。鍛造的目的---提高力學(xué)性能鍛造改善金屬組織鍛造過(guò)程中，金屬通過(guò)塑性變形壓合內(nèi)部缺陷，如氣孔和微裂紋，晶粒細(xì)化并呈流線狀分布，顯著提高了材料的力學(xué)性能。鍛造通過(guò)坯料體積重新分配來(lái)獲得所需形狀和尺寸，屬于少、無(wú)切屑加工，大大降低了材料浪費(fèi)和切削加工量，提高了材料利用率。增強(qiáng)零件承載能力利用鍛造流線組織縱向強(qiáng)度高的特點(diǎn)，使鍛件中的流線組織連續(xù)分布并且與其受拉力方向一致，顯著提高零件的承載能力。提高材料利用率02鍛造原理與應(yīng)用利用材料可塑性鍛造工藝的基本原理鍛造工藝基于材料的可塑性，通過(guò)外力作用使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而改變坯料的形狀和尺寸，同時(shí)改善其內(nèi)部組織和力學(xué)性能。鍛造的特點(diǎn)及應(yīng)用鍛造能改善金屬組織，提高物理、力學(xué)性能，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。03鍛造分類鍛造方法分類根據(jù)所用工具及模具安置情況，鍛造主要分為自由鍛、胎模鍛和模鍛三類，每種方法適用于不同的生產(chǎn)需求和材料特性。鍛造分類自由鍛自由鍛的定義與特點(diǎn)自由鍛是一種利用簡(jiǎn)單通用性工具或在鍛造設(shè)備上直接使坯料變形的鍛造方法，適用于單件和小批量生產(chǎn)，尤其適合大型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛的分類自由鍛主要分為手工鍛造、錘上自由鍛和液壓機(jī)上自由鍛三種類型，每種方式根據(jù)生產(chǎn)需求和鍛件特性選擇使用。自由鍛的應(yīng)用范圍自由鍛因其靈活性高，廣泛應(yīng)用于需要特定形狀和尺寸的大型機(jī)械零件制造中，尤其在無(wú)法使用模具的情況下顯示出其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。自由鍛

胎模鍛

模鍛

胎模鍛胎模鍛的定義與特點(diǎn)胎模鍛的工藝過(guò)程包括下料、坯料加熱、鍛造成型、冷卻、鍛件檢驗(yàn)和熱處理等步驟，通過(guò)這些步驟可以獲得所需形狀和尺寸的鍛件。胎模鍛的工藝過(guò)程胎模鍛廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械零件的制造，如螺栓螺母、曲軸等，其生產(chǎn)效率高、材料利用率高，但也存在不能加工脆性材料等不足之處。胎模鍛的應(yīng)用范圍胎模鍛是一種在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的鍛造方法，其特點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形式多樣，適用于單件和小批量生產(chǎn)。模鍛開(kāi)式模鍛開(kāi)式模鍛是一種常見(jiàn)的模鍛方法，通過(guò)在兩模具間施加壓力使金屬變形，適用于生產(chǎn)各種類型的鍛件。其特點(diǎn)是模具間隙逐漸減小，允許多余金屬形成飛邊，廣泛應(yīng)用于汽車和航空航天領(lǐng)域。閉式模鍛閉式模鍛是一種高精度的鍛造工藝，模具間隙保持不變，不設(shè)飛邊槽，適用于軸對(duì)稱或近似軸對(duì)稱的鍛件成形。這種方法能夠提高材料的利用率和鍛件的尺寸精度，常用于制造短軸類回轉(zhuǎn)體鍛件。擠壓工藝擠壓工藝通過(guò)在三個(gè)方向上施加不均勻壓應(yīng)力，使金屬?gòu)哪？字袛D出或流入模膛內(nèi)，以獲得所需形狀和尺寸的制品。這種工藝不僅提高了金屬的塑性，還能生產(chǎn)復(fù)雜截面形狀的制品，改善了鍛件的力學(xué)性能。開(kāi)式模鍛與閉式模鍛示意b）a）c）d）擠壓局部鐓粗工藝頂鐓工藝概述頂鐓是一種細(xì)長(zhǎng)桿形坯料端部的局部鐓粗工藝，通過(guò)在自由鍛錘、螺旋壓力機(jī)等設(shè)備上進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)坯料的局部增粗，適用于生產(chǎn)螺釘、發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥等零件。生產(chǎn)效率與應(yīng)用頂鐓工藝以其較高的生產(chǎn)效率和廣泛的應(yīng)用范圍著稱，特別是在需要局部增粗的零件制造中，如螺釘和發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥的生產(chǎn)，顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。技術(shù)特點(diǎn)與挑戰(zhàn)盡管頂鐓工藝具有高效率和廣泛的適用性，但在操作過(guò)程中仍需注意控制加熱溫度和變形速度，以避免產(chǎn)生過(guò)熱、裂紋等缺陷，確保鍛件質(zhì)量。04鍛造特點(diǎn)及應(yīng)用獲得特定形狀尺寸01鍛造成形技術(shù)鍛造成形技術(shù)通過(guò)外力使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而改變坯料的形狀和尺寸。這種方法不僅改善了材料的力學(xué)性能，還提高了零件的精度和表面質(zhì)量。02模鍛工藝特點(diǎn)模鍛工藝?yán)媚＞呤姑髯冃潍@得鍛件，具有高精度、高效率的特點(diǎn)。開(kāi)式模鍛和閉式模鍛是兩種常見(jiàn)的模鍛方式，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。03擠壓與頂鐓工藝擠壓工藝通過(guò)三向不均勻壓應(yīng)力作用，從?？字袛D出或流入模膛內(nèi)以獲得制品。頂鐓是一種局部鐓粗工藝，適用于生產(chǎn)螺釘、發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥等細(xì)長(zhǎng)桿形零件。改善金屬組織金屬組織細(xì)化鍛造過(guò)程中，金屬通過(guò)塑性變形使晶粒得到細(xì)化，從而改善了材料的力學(xué)性能。這種細(xì)化過(guò)程有助于提高金屬的強(qiáng)度和韌性，使其更適合承受各種應(yīng)力。內(nèi)部缺陷壓合在鍛造時(shí)，金屬內(nèi)部的氣孔、微裂紋等缺陷被壓合，減少了材料中的弱點(diǎn)，提高了整體的均勻性和可靠性。這一過(guò)程顯著增強(qiáng)了鍛件的承載能力和使用壽命。流線組織形成鍛造使金屬的脆性雜質(zhì)打碎并沿主要伸長(zhǎng)方向呈碎粒狀分布，而塑性雜質(zhì)則呈帶狀分布，形成了具有方向性的流線組織。這種組織特點(diǎn)使得鍛件在特定方向上具有更高的抗拉強(qiáng)度。生產(chǎn)效率高高速打擊力下的材料再分配現(xiàn)代鍛造技術(shù)結(jié)合自動(dòng)化生產(chǎn)線，如自動(dòng)冷鐓機(jī)，其生產(chǎn)量可相當(dāng)于多臺(tái)自動(dòng)車床的總和，極大地提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)降低了人工成本和生產(chǎn)周期。自動(dòng)化生產(chǎn)線的高效率精密鍛造技術(shù)通過(guò)減少切削加工步驟，直接獲得接近成品要求的鍛件尺寸和表面粗糙度，不僅提高了材料的利用率，也縮短了從原材料到成品的生產(chǎn)時(shí)間。精密鍛造與材料利用率鍛造過(guò)程中，金屬在高速打擊力的作用下迅速發(fā)生體積再分配，這種高效的材料處理方式顯著提升了生產(chǎn)效率，使得鍛造成為快速制造復(fù)雜零件的理想選擇。材料利用率高01鍛造減少材料浪費(fèi)鍛造通過(guò)坯料體積重新分配來(lái)獲得所需的形狀和尺寸，屬于少、無(wú)切屑加工，大大降低了材料浪費(fèi)和切削加工量。02精密鍛造提高利用率特別是精密鍛造使鍛件尺寸精度和表面粗糙度接近成品要求，進(jìn)一步提高了材料的利用率。03鍛造工藝的經(jīng)濟(jì)效益鍛造工藝不僅提高了材料的利用率，還降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。05可鍛性定義鍛壓加工難易程度金屬可鍛性定義金屬的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)是影響其可鍛性的主要內(nèi)在因素。純金屬通常比合金具有更好的鍛造性能，低碳鋼的可鍛性優(yōu)于高碳鋼。影響可鍛性的內(nèi)在因素變形溫度、速度和應(yīng)力狀態(tài)等外部條件也會(huì)影響金屬的可鍛性。適當(dāng)?shù)募訜峥梢越档妥冃慰沽?，提高塑性，從而改善鍛造性能。外部變形條件對(duì)可鍛性的影響金屬的可鍛性是指其在鍛壓加工過(guò)程中變形的難易程度，通常通過(guò)塑性和變形抗力兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。高塑性和低變形抗力意味著更好的可鍛性。06影響鍛造性能因素內(nèi)在因素：化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)化學(xué)成分對(duì)可鍛性的影響金屬的化學(xué)成分直接影響其可鍛性，純金屬通常比合金具有更好的鍛造性能。低碳鋼由于含碳量低，塑性高，變形抗力小，因此可鍛性好于高碳鋼。組織結(jié)構(gòu)的作用金屬的組織結(jié)構(gòu)決定了其在鍛造過(guò)程中的行為。細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)有助于提高材料的塑性和降低變形抗力，從而改善金屬的可鍛性。合金元素的影響合金元素的加入會(huì)影響金屬的可鍛性。例如，硅、錳等元素含量的增加會(huì)降低鋼的可鍛性，而鉻、鎳等元素則可能提高某些特定類型鋼材的鍛造性能。外部條件：變形溫度、速度、應(yīng)力狀態(tài)變形溫度對(duì)鍛造性能的影響變形溫度是影響金屬鍛造性能的關(guān)鍵外部條件之一。適當(dāng)?shù)母邷乜梢越档筒牧系淖冃慰沽?，提高塑性，使金屬更容?/p>