锻压成形技术基本知识

锻压成形技术基本知识第1页，共20页，2023年，2月20日，星期四基本知识锻压工艺的基本概念金属材料的塑性与塑性变形金属材料的可锻性与影响因素第2页，共20页，2023年，2月20日，星期四锻压工艺的基本概念锻压成形技术的基本知识:

锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变形状、尺寸及改善性能，以得到工件或毛坯的成形加工方法。它是锻造与冲压的总称。★锻造是在加压设备及工（模）具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。由于金属塑性和变形抗力方面的要求，锻造通常是在高温（再结晶温度以上）下成形的，因此也称为金属热变形或热锻。第3页，共20页，2023年，2月20日，星期四锻压工艺的基本概念★锻造特点：在锻造加工过程中，能压密或焊合铸态金属组织中的缩孔、缩松、空隙、气泡和裂纹等缺陷，又能细化晶粒和破碎夹杂物，从而获得一定的锻造流线组织。因此，与铸态金属相比，其性能得到了极大的改善。主要用于生产各种重要的、承受重载荷的机器零件或毛坯，如机床的主轴和齿轮、内燃机的连杆、起重机的吊钩等。在锻造过程中，由于高温下金属表面的氧化和冷却收缩等各方面的原因，锻件精度不高、表面质量不好，加之锻件结构工艺性的制约，锻件通常只作为机器零件的毛坯。第4页，共20页，2023年，2月20日，星期四锻压工艺的基本概念★冲压是板料在冲压设备及模具作用下，通过塑性变形产生分离或成形而获得制件的加工方法，主要用于加工板料。冲压通常是在再结晶温度以下完成变形的，因而也称为冷冲压。★冲压特点：冲压件具有刚性好、结构轻、精度高、外形美观、互换性好等优点，因此广泛用于汽车、拖拉机外壳、电器、仪表及日用品的生产。

第5页，共20页，2023年，2月20日，星期四锻压工艺的基本概念第6页，共20页，2023年，2月20日，星期四金属材料的塑性与塑性变形概述：塑性变形是锻压加工的理论基础。了解金属塑性变形的规律，对合理选用金属材料和压力加工方法，正确设计压力加工成形零件，分析和控制锻压件质量，都是十分重要的。一、塑性变形的实质：是在切应力的作用下，金属内部晶体沿某一平面产生滑移，实现了晶体的塑性变形。

滑动过程的动画演示第7页，共20页，2023年，2月20日，星期四金属材料的塑性与塑性变形二、金属的加工硬化与再结晶：

1、什么叫加工硬化

2、加工硬化的优点

3、加工硬化的缺点

4、再结晶退火

三、塑性变形对材料组织与性能的影响：

1、冷变形与热变形：（１）冷变形：金属在再结晶温度以下的塑性变形称为冷变形。冷变形过程中只产生加工硬化而无再结晶现象，因此变形过程中金属的变形抗力大，塑性低。若变形量过大，会引起金属的破裂。如钢丝的折断就是这个道理第8页，共20页，2023年，2月20日，星期四金属材料的塑性与塑性变形

（２）热变形：金属在再结晶温度以上的塑性变形称为热变形。变形过程中再结晶能及时克服加工硬化。因而变形过程中金属的塑性好，变形抗力低，不需要安排中间退火。

2、塑性变形使材料的致密性提高：金属压力加工最原始的坯料是铸锭。其内部组织很不均匀，晶粒粗大，且存在着许多其他缺陷：如气孔、缩松、偏析、非金属夹杂物等。将这种铸锭经热变形，粗大的铸状晶粒被打碎后，经过再结晶，就可形成细晶粒，同时在热变形过程中还可以将气孔、缩松等压合在一起，使金属的致密性提高。因而使金属的强度提高1.５～2倍，塑韧性提高得更多。第9页，共20页，2023年，2月20日，星期四金属材料的塑性与塑性变形3、塑性变形后产生纤维组织：分布在晶界上的非金属夹杂物，在变形过程中随着晶粒的拉长也被拉成长形。当变形程度足够大时，这些夹杂物被拉成线条状。但是拉长的晶粒可经再结晶又变成等轴细粒状，而这些夹杂物不能改变，就以细长线条状保留下来，形成了所谓的纤维组织。纤维组织的化学稳定性很高，只有经过锻压才能改变其分布方向，用热处理是不能消除或改变纤维组织形态的。纤维组织使金属的力学性能具有明显的方向性，即锻件在纵向上（平行纤维方向）塑性和韧性增加，而在横向上（垂直纤维方向）塑性和韧性降低。但强度在不同方向上的差别不大。

第10页，共20页，2023年，2月20日，星期四金属材料的塑性与塑性变形下图为曲轴的纤维组织分布：第11页，共20页，2023年，2月20日，星期四金属材料的可锻性与影响因素一、金属材料的可锻性与可锻性的影响因素：

1、可锻性：金属材料经受压力加工的难易程度。它是用金属材料的塑性与变形抗力来衡量的。塑性愈大与变形抗力愈小，材料的可锻性愈好。

2、可锻性的影响因素：（1）化学成分（2）内部组织（3）变形温度（4）变形速度（5）应力状态第12页，共20页，2023年，2月20日，星期四（1）化学成分1、合金成分对可锻造性的影响：

点击观看

2、钢中的杂质可锻造性的影响：

点击观看第13页，共20页，2023年，2月20日，星期四（2）内部组织组织的影响：钢在规定的化学成分内，由于组织的不同，塑性和变形抗力亦会有很大的差别。单相组织（纯金属或者固溶体）比多相组织塑性好。晶粒细化有利于提高金属的塑性。钢锭经过热变形后，并通过再结晶获得细小的等轴第14页，共20页，2023年，2月20日，星期四（2）内部组织铸造组织由于具有粗大的柱状晶粒，降低了金属的塑性。晶界上有渗碳体存在金属的可锻性下降。第15页，共20页，2023年，2月20日，星期四（3）变形温度变形温度的影响：温度是影响塑性和变形抗力的最主要因素之一，在确定锻造加工工艺时，其主要内容之一。温度对塑性的影响，就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。这是因为原子热运动的能量增加，原子间的引力削弱，易于产生滑移变形。第16页，共20页，2023年，2月20日，星期四（3）变形温度1）确定始锻温度与终锻温度：2）塑性成形应避免脆性区：（蓝脆区与热脆区）第17页，共20页，2023年，2月20日，星期四（4）变形速度变形速度的影响：

1）不同锻造方法对可锻性的影响：变形速度对可锻性的影响实验：铜合金试件在油压机、摩擦压力机和空气锤上锻造，随着变形速度的增加可锻性有所下降。

点击观看

2）临界变形速度的分析：

点击观看第18页，共20页，2023年，2月20日，星期四（5）应力状态

应力状态对塑性与变形抗力的影响：

1）应力状态对塑性的影响：在应力状态中，压应力个数越多，数值越大，则金属的塑性越高。反之,则拉应力个数越多