第九章 金属的其它塑性成型工艺ppt课件

第九章金属的其它塑性成形工艺 随着科学技术的不断发展 对压力加工生产提出了越来越高的要求 不仅要生产出各种毛坯 而且还要直接生产出各种形状复杂的零件 不仅能用易变形的材料进行生产 而且还要用更难变形的材料进行生产 因此近年来在压力加工生产中出现了许多新工艺 新技术 如超塑性成型 粉末锻造 零件的挤压 精密模锻 零件的轧制 液态模锻以及高能高速成型等 第一节零件的挤压成形挤压是施加强大的压力作用于模具 迫使放在模具内的金属坯料产生定向塑性变形并从模孔中挤出 从而获得所需零件或半成品的加工方法 一 零件挤压的特点挤压提高了零件的力学性能 挤压变形后零件内部的纤维组织是连续的 基本沿零件外形分布而不被切断 二 零件挤压的类型1 按金属流动方向和凸模运动方向分类 正挤压 正挤压空心 反挤压 复合挤压 2 按金属坯料所具有的温度分类 1 热挤压 2 冷挤压 3 温挤压 4 静液挤压 静液挤压时凸模与坯料不直接接触 而是给液体施加压力 再经液体传给坯料使金属通过凹模而成型 静液挤压由于在坯料侧面无通常挤压时存在的摩擦 所以变形较均匀 可提高一次挤压的变形量 挤压力也较其它挤压方法小10 50 静液挤压可用于低塑性材料 如铍 钽 铬 钼 钨等金属及其合金的成型 对常用材料可采用大变形量一次挤成线材和型材 静液挤压法已用于挤制螺旋齿轮及麻花钻等形状复杂的零件 第二节零件的轧制成形轧制方法除了生产型材 板材和管材外 还用它生产各种零件 在机械制造业中得到了越来越广泛的应用 零件的轧制有一个连续静压过程 没有冲击和振动 它与一般锻造和模锻相比 具有一定的特点 一 零件轧制的特点 有5条 二 零件轧制的类型根据轧辊轴线与坯料轴线的不同 轧制分为纵轧 横轧 斜轧和楔横轧等几种 1 纵轧纵轧是轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法 包括各种型材轧制 辊锻轧制 辗环轧制等 1 纵轧纵轧是轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法 包括各种型材轧制 辊锻轧制 辗环轧制等 1 辊锻轧制 辊锻轧制是把轧制工艺应用到锻造生产中的一种新工艺 2 辗环轧制辗环轧制是用来扩大环形料的外径和内径 从而获得各种无接缝环状零件的轧制成形工艺 2 横轧横轧是轧辊轴线与坯料轴线互相平行的轧制工艺 如齿轮轧制 高速列车车轮轧制 3 斜轧斜轧亦称螺旋斜轧 它是轧辊轴线与坯料轴线相交成一定角度的轧制工艺 4 楔横轧利用工件轴线与轧辊轴线平行 轧辊的辊面上镶有楔形凸棱 并作同向旋转的平行轧辊对轧辊轴向送进的坯料进行轧制的成形工艺 板式楔横轧机螺纹标准件基本上是用搓丝板和滚丝轮轧制出来的 单辊弧形板式楔横轧机 三辊式楔横轧机 第四节冷镦与电镦冷镦与电镦属于镦锻成形工艺 一般是对棒料端部进行局部镦粗 一 冷镦 二 电镦电镦与冷镦的区别在于 它是利用低频电流通过两电极 夹爪及模具 时产生的电阻热使坯料加热段达到变形温度进行预锻聚料而成形工件的工艺 第三节精密模锻精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂 锻件精度高的模锻工艺 如精密模锻锥齿轮 其齿部可直接锻出不必再经切削加工 模锻件尺寸精度高 表面粗糙度低 一 精密模锻工艺过程一般精密模锻工艺过程大致是 先将原始坯料普通模锻成中间坯料 再对中间坯料进行严格的清理 除去氧化皮或缺陷 最后采用无氧化或少氧化加热后精锻 精锻时需在中间坯料上涂润滑剂以减少摩擦 提高锻模寿命和降低设备的功率消耗 1 精确下料 2 精细清理坯料表面 3 采用无氧化或少氧化加热后精锻 在马弗炉中通保护气体加热 在熔融玻璃浴中加热或少无氧化火焰中加热 4 提高锻模精度 比锻件精度高两级 5 要进行很好地润滑和冷却 6 模锻设备刚度大 二 精密模锻工艺特点 第四节多向模锻 多向模锻是将坯料放于锻模内 用几个冲头从不同方向同时或先后对坯料加压 以获得形状复杂的精密锻件的模锻工艺 多向模锻能锻出具有凹面 凸肩或多向孔穴等形状复杂的锻件 而不需要模锻斜度 多向加压改变了金属的变形条件 提高了金属的塑性 适宜于塑性较差的高合金钢的模锻 多向模锻改变了一般锻件 肥头大耳 的落后状况 更重要的是它能锻出其它设备难以锻造的 形状复杂的铸件 由于多向模锻在实现锻件精密化和改善锻件品质等方面具有独特的优点 因此 它在工业发达国家已被广泛采用 一 多向模锻的优点1 提高材料利用率 节约金属材料 多向模锻采用封闭式模锻 不设计毛边槽 2 多向模锻的局限性 第五节液态模锻液态模锻的实质是把液体金属直接浇入金属模内 然后在一定时间内以一定的压力作用于液态 或半液态 金属上 使之成型 并在此压力下结晶和塑性流动 利用液体金属进行模锻 是制造工件的一种先进工艺 它是在研究压力铸造的基础上逐步发展起来的 类似挤压铸造的一种先进工艺 液态模锻是在凝固过程中保压 凝固时间短 工件组织致密 减少或消除工件内部的铸造缺陷 同时液态模锻还有促进石墨化和细化 改善石墨的分布 改善基体组织等作用 第六节粉末锻造 一 粉末锻造的原理 粉末锻造是粉末冶金成形和锻造相结合的一种金属加工方法 普通的粉末冶金件的尺寸精度高 但塑性与冲击韧性差 锻件的力学性能好 但精度低 二者取长补短 就形成了粉末锻造方法 它的工艺过程是 将粉末预压成形后 在充满保护气体的炉子中烧结制坯 将坯料加热至锻造温度后进行模锻 二 粉末锻造的优点 与模锻相比 粉末锻造具有以下6条优点 第七节超塑性成形 超塑性是指金属或合金在特定条件下 即低的变形速率 10 2 10 4 s 一定的变形温度 约为熔点的1 2 和均匀的细晶粒度 晶粒平均直径为0 2 5 m 下 其相对伸长率超过100 以上的特性 如钢 500 纯钛 300 锌合金 1000 超塑性状态下的金属在拉伸变形过程中不产生缩颈