塑性成形新发展精编版

1、 精密模锻精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂、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。如精密模锻伞齿轮，其齿形件精度高的模锻工艺。如精密模锻伞齿轮，其齿形部分可直接锻出而不必再经切削加工。模锻件尺寸部分可直接锻出而不必再经切削加工。模锻件尺寸精度可达精度可达IT12IT15，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra3.21.6。精密模锻工艺过程：精密模锻工艺过程： 先将原始坯料普通模锻先将原始坯料普通模锻成中间坯料成中间坯料再对中间坯料再对中间坯料进行严格的清理，除去氧化进行严格的清理，除去氧化皮或缺陷皮或缺陷最后采用无氧化最后采用无氧化或少氧化加热后精锻或少氧化加热后精锻(如图如图)。

2、精密模锻精密模锻下料下料 需要精确计算原始坯料的尺寸，严格按坯料质需要精确计算原始坯料的尺寸，严格按坯料质量下料。量下料。 制坯制坯 需要精细清理坯料表面，除净坯料表面的氧化皮、需要精细清理坯料表面，除净坯料表面的氧化皮、脱碳层及其它缺陷等。脱碳层及其它缺陷等。 加热加热 应采用无氧化或少氧化加热法，尽量减少坯料表应采用无氧化或少氧化加热法，尽量减少坯料表面形成的氧化皮。面形成的氧化皮。先粗锻再精锻先粗锻再精锻 精密模锻的锻件精度很大程度上取决于精密模锻的锻件精度很大程度上取决于锻模的加工精度。为排除模膛中的气体，减小金属流动锻模的加工精度。为排除模膛中的气体，减小金属流动阻力，使金属更好地充

3、满模膛，在凹模上应开有排气小阻力，使金属更好地充满模膛，在凹模上应开有排气小孔。孔。模锻时要很好地进行润滑和冷却锻模。模锻时要很好地进行润滑和冷却锻模。零件尺寸精度高，锻造流线完整合理，力学性能好。零件尺寸精度高，锻造流线完整合理，力学性能好。应用应用于成批生产形状复杂，使用性能高的短轴回转体零于成批生产形状复杂，使用性能高的短轴回转体零件和某些节约较多切削加工工时的零件，如齿轮、叶片件和某些节约较多切削加工工时的零件，如齿轮、叶片等。等。精密模锻工艺特点：精密模锻工艺特点： 挤压成形是使坯料在外力作用下，使模具内的金挤压成形是使坯料在外力作用下，使模具内的金属坯料产生定向塑性变形，并通过模具

4、上的孔型，而属坯料产生定向塑性变形，并通过模具上的孔型，而获得具有一定形状和尺寸的零件的加工方法。获得具有一定形状和尺寸的零件的加工方法。挤压的挤压的优点：优点：1 1）可提高成形零件的尺寸精度，并减小表面粗糙度。）可提高成形零件的尺寸精度，并减小表面粗糙度。2 2）具有较高的生产率，并可提高材料的利用率。）具有较高的生产率，并可提高材料的利用率。3 3）提高零件的）提高零件的力学力学性能。性能。4）挤压可生产形状复杂的管材、型材及零件。挤压可生产形状复杂的管材、型材及零件。缺点：缺点：变形阻力大，需能量较大的锻压设备，模具易磨变形阻力大，需能量较大的锻压设备，模具易磨损。损。 挤压成形挤压成

5、形根据金属的流动方向和凸模运动方向的关系可分为：根据金属的流动方向和凸模运动方向的关系可分为：1 1）正挤压：正挤压：两者方向相同两者方向相同，如图，如图3-50a3-50a所示。所示。2 2）反挤压：反挤压：两者方向相反，两者方向相反，如图如图3-50b3-50b所示。所示。3 3）复合挤压：复合挤压：两方向同时发生两方向同时发生，如图，如图3-50c3-50c所示。所示。 4 4）径向挤压：径向挤压：金属的流动方向与凸模运动方向垂直。金属的流动方向与凸模运动方向垂直。如图如图3-50d3-50d所示。所示。 挤压的分类挤压的分类汽车转向系类冷挤压样件汽车转向系类冷挤压样件 根据成形时温度的

6、不同可分为：根据成形时温度的不同可分为： 1 1）热挤压：）热挤压：在挤压前，将金属坯料加热，使坯料在一般在挤压前，将金属坯料加热，使坯料在一般锻造温度范围内进行挤压。塑性好，变形抗力小，但对锻造温度范围内进行挤压。塑性好，变形抗力小，但对模具的耐热性能要求高，且零件尺寸精度较低，表面较模具的耐热性能要求高，且零件尺寸精度较低，表面较粗糙。粗糙。 热挤压氧气瓶视频热挤压氧气瓶视频2 2）温挤压：）温挤压：将金属加热到一定温度，再挤压。既利用其将金属加热到一定温度，再挤压。既利用其塑性好，变形抗力低；又可提高尺寸精度，减小表面粗塑性好，变形抗力低；又可提高尺寸精度，减小表面粗糙度。糙度。 3 3

7、）冷挤压：）冷挤压：使金属在室温状态下挤压成形。变形抗力大，使金属在室温状态下挤压成形。变形抗力大，但零件尺寸精度高，表面粗糙度低。冷挤压成形所产生的但零件尺寸精度高，表面粗糙度低。冷挤压成形所产生的加工硬化作用，提高零件的强度。适用于变形抗力较低，加工硬化作用，提高零件的强度。适用于变形抗力较低，塑性较好的有色金属及其合金、低碳钢、低碳合金钢。塑性较好的有色金属及其合金、低碳钢、低碳合金钢。 冷挤压活塞销视频冷挤压活塞销视频 轧制也叫压延，是金属坯料通过一对旋转轧辊之间的轧制也叫压延，是金属坯料通过一对旋转轧辊之间的间隙而使坯料受挤压产生横截面减少、长度增加的塑性变间隙而使坯料受挤压产生横截

8、面减少、长度增加的塑性变形过程。它是生产型材、板材和管材的主要方法。生产效形过程。它是生产型材、板材和管材的主要方法。生产效率高、产品质量好、成本低、节约金属。率高、产品质量好、成本低、节约金属。 按轧辊的形状、轴线配置等的不同，轧制可分为：辊按轧辊的形状、轴线配置等的不同，轧制可分为：辊锻、辗环、横轧、斜轧。锻、辗环、横轧、斜轧。1）辊锻：）辊锻：使坯料通过一对旋转的装有圆弧形模块的轧辊使坯料通过一对旋转的装有圆弧形模块的轧辊时受辗压而变形的加工方法，如图时受辗压而变形的加工方法，如图3-51所示。这种方法用所示。这种方法用于制造扳手、钻头、连杆等。于制造扳手、钻头、连杆等。辊锻辊锻2）辗环

9、：）辗环：通过扩大环形坯料的内、外径来获得各种环形通过扩大环形坯料的内、外径来获得各种环形零件的工艺方法，如图零件的工艺方法，如图3-52所示。这种方法用于加工火车所示。这种方法用于加工火车轮箍、轴承座圈、齿轮及凸缘等。轮箍、轴承座圈、齿轮及凸缘等。轧制成形轧制成形3 3）横轧：）横轧：轧辊轴线与坯料轴线平行，且轧辊与坯料作相轧辊轴线与坯料轴线平行，且轧辊与坯料作相对转动的轧制方法；如图对转动的轧制方法；如图3-533-53所示为齿轮横轧。所示为齿轮横轧。冷轧丝杠冷轧丝杠4 4）斜轧：）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，坯料在轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，坯料在轧辊的作用下反方向旋转

10、，同时作轴向运动的轧制方法，轧辊的作用下反方向旋转，同时作轴向运动的轧制方法，如图如图3-54a3-54a轧制钢球，图轧制钢球，图3-54b3-54b轧制周期变截面型材。轧制周期变截面型材。轧制轧制麻花钻视频麻花钻视频 5 5）楔横轧：）楔横轧：利用两个外表面镶有楔形凸块、作同向旋转的利用两个外表面镶有楔形凸块、作同向旋转的平行轧辊对沿轧辊轴向送进的坯料进行轧制的方法，如图平行轧辊对沿轧辊轴向送进的坯料进行轧制的方法，如图3-553-55所示，主要用于加工阶梯轴、锥形轴等。所示，主要用于加工阶梯轴、锥形轴等。 汽车前桥自动生产线汽车前桥自动生产线 原材料配制原材料配制熔炼熔炼浇注浇注加压成型加

11、压成型脱脱模模冷却冷却热处理热处理检验检验入库。入库。液态模锻视频液态模锻视频液态模锻液态模锻液态模锻的工艺流程：液态模锻的工艺流程：液态模锻工艺的主要特点：液态模锻工艺的主要特点：在成型过程中，液态金属在压力下完成结晶凝固。在成型过程中，液态金属在压力下完成结晶凝固。已凝固的金属在压力作用下，产生塑性变形，使制已凝固的金属在压力作用下，产生塑性变形，使制件外侧壁紧贴模壁，液态金属自始至终获得等静压。件外侧壁紧贴模壁，液态金属自始至终获得等静压。 液态模锻对材料的选择范围很宽，不仅适用于铸造液态模锻对材料的选择范围很宽，不仅适用于铸造合金，而且还适用于变形合金。合金，而且还适用于变形合金。粉末

12、锻造的原理：粉末锻造的原理： 粉末锻造是粉末冶金成型方法和锻造相结合粉末锻造是粉末冶金成型方法和锻造相结合的一种金属加工方法。它是将粉末预压成型后，的一种金属加工方法。它是将粉末预压成型后，在充满保护气体的炉子中烧结制坯，将坯料加热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模锻而成。至锻造温度后模锻而成。粉末锻造粉末锻造 粉末冶金的主要工序有粉末冶金的主要工序有粉末制备、粉末预处理、成形、粉末制备、粉末预处理、成形、烧结及后处理烧结及后处理等。等。粉末锻造的优点粉末锻造的优点（与模锻相比）（与模锻相比）材料利用率高，可达材料利用率高，可达90%以上。而模锻的材料利用率只以上。而模锻

13、的材料利用率只有有50%左右。左右。机械性能高。材质均匀无各向异性，强度、塑性和冲击机械性能高。材质均匀无各向异性，强度、塑性和冲击韧性都较高。韧性都较高。锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。生产率高。每小时产量可达生产率高。每小时产量可达5001000件。件。锻造压力小。如锻造压力小。如130汽车差速器行星齿轮，钢坯锻造需用汽车差速器行星齿轮，钢坯锻造需用25003000kN压力机，粉末锻造只需压力机，粉末锻造只需800kN压力机。压力机。可以加工热塑性差的材料。如难于变形的高温铸造合金可以加工热塑性差的材料。如难于变形的高温铸造合金可用粉

14、末锻造方法锻出形状复杂的零件。可用粉末锻造方法锻出形状复杂的零件。采用粉末锻造出的零件有差速器齿轮、柴油机连杆、链采用粉末锻造出的零件有差速器齿轮、柴油机连杆、链轮、衬套等。轮、衬套等。 超塑性：超塑性：指金属或合金在极低的变形速率（指金属或合金在极低的变形速率（=10-2-10-4 mm/s），一定的变形温度（约为熔点的），一定的变形温度（约为熔点的 1/2）和均匀的结晶粒度（晶粒平均直径为）和均匀的结晶粒度（晶粒平均直径为0.55m）下，其相对伸长率）下，其相对伸长率可超过可超过100%以上的特以上的特性，如钢性，如钢500%，纯铁，纯铁300%，锌铝，锌铝1000% 。超塑性成形工艺超塑

15、性成形工艺: 气胀成形和体积成形气胀成形和体积成形l气胀成形是用气体的压力使板坯料（也有管坯料或其他形状坯料）成形为壳型件. l超塑性体积成形包括不同的方式（例如模锻、挤压等），主要是利用了材料在超塑性条件下流变抗力低，流动性好等特点. 超塑性成形超塑性成形1板料冲压板料冲压 零件直径较小，但很高。零件直径较小，但很高。选用超塑性材料可以一次拉选用超塑性材料可以一次拉深成型，质量很好，零件性深成型，质量很好，零件性能无方向性。能无方向性。3. 挤压拉拔挤压拉拔 超塑性成型工艺的应用超塑性成型工艺的应用图图2-84 塑性板料拉深示意图塑性板料拉深示意图1凸模凸模 2压板压板 3凹模凹模 4电热元

16、件电热元件5板料板料 6-高压油孔高压油孔 7工件工件 2板料气压成型板料气压成型 超塑性金属板料放于模具中，超塑性金属板料放于模具中，把板料与模具一起加热到规定温把板料与模具一起加热到规定温度，向模具内吹入压缩空气或抽度，向模具内吹入压缩空气或抽出模具内的空气形成负压，板料出模具内的空气形成负压，板料将贴紧在凹模或凸模上，获得所将贴紧在凹模或凸模上，获得所需形状的工件。该法可加工的板需形状的工件。该法可加工的板料厚度为料厚度为0.44 mm。超塑加工钛合金视频超塑加工钛合金视频 高能高速成型是一种在极短时间内释放高能量高能高速成型是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成型方法。而使金属变

17、形的成型方法。高能高速成型的特点高能高速成型的特点:模具简单模具简单零件精度高，表面质量好零件精度高，表面质量好可提高材料的塑性变形能力可提高材料的塑性变形能力利于采用复合工艺利于采用复合工艺高能高速成型高能高速成型1爆炸成型爆炸成型 爆炸成型是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的爆炸成型是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的化学能对金属毛坯进行加工的高能高速成型方法。除高化学能对金属毛坯进行加工的高能高速成型方法。除高能高速成型共有的特点外，爆炸成型还具有以下特点：能高速成型共有的特点外，爆炸成型还具有以下特点： (1)简化设备简化设备 (2)适于大型零件成型适于大型零件成型2电液成型电液成型

18、电液成型是利用液体中强电流脉冲放电所产生的强大电液成型是利用液体中强电流脉冲放电所产生的强大冲击波对金属进行加工的一种高能高速成型方法。冲击波对金属进行加工的一种高能高速成型方法。3电磁成型电磁成型 电磁成型是利用脉冲磁场对金属坯料进行压力加工电磁成型是利用脉冲磁场对金属坯料进行压力加工的高能高速成型方法。的高能高速成型方法。高能高速成型的类型高能高速成型的类型返回文档返回文档图图3-50 挤压的几种方式挤压的几种方式a)b)c)d)a)正挤压正挤压 b)反挤压反挤压 c)复合挤压复合挤压 d)径向挤压径向挤压 1凸模凸模 2凹模凹模 3坯料坯料 4挤压产品挤压产品返回文档返回文档图图3-51 辊锻辊锻1锻辊锻辊 2模块模块 3坯料坯料 返回文档返回文档图图3-52 辗环辗环1驱动辊驱动辊 2芯辊芯辊 3坯料坯料 4导向辊导向辊 5信号辊信号辊 返回文档返回文档图图3-53 热轧齿轮示意图热轧齿轮示意图1带形轧轮带形轧轮 2坯料坯料 3感应加热器感应