单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,锻造及冲压、冷轧对金属组织和性能的影响,锻造及冲压 热变形：金属在再结晶温度以上进展塑性变形。能消退冷变形强化金属的强度和硬度上升，塑性和韧性下降的现象的痕迹，保持较低的塑性变形抗力和良好的塑性。,冷变形冷冲压、冷弯、冷挤、冷镦、冷轧和冷拔：金属在其再结晶温度以下进展塑性变形。能获得较高的硬度及外表质量,1,4,2,5,3,概述,锻压工艺根底,自由锻,模锻,板料冲压,冷轧,模块一 铸、锻、焊工艺及应用,1 概述,锻压：一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金属坯料施加外力，使其产生塑形变形，转变尺寸、外形及性能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压又称作锻造或冲压。,1.1 锻压生产的特点,优点：锻件的韧性好、纤维组织合理、尺寸稳定性好、锻件间性能变化小。,图1 三种金属加工方法所得零件低倍宏观流线,缺点：不能直接锻制成外形简洁的零件；锻件的尺寸精度不够高；锻压生产所需的重型的机器设备和简洁的工具，对于厂房根底要求较高，初次投资费用大。,1.2 锻压生产的有用范围,类型：自由锻、模锻、特种锻造。,锻件的适用范围很广，几乎全部运动的重大受力构件都是由锻压成形的。,1.3 锻压生产的进展趋势,与当代的科学技术有很大的关系：,首先：材料科学的进展对锻压技术有着最直接的影响。,其次：新型科学的消逝，缩短了锻件的生产周期，提高锻模设计和生产水平。,第三：机械零件性能的要求使得争论和开发新的锻压件是必定的出路。,1 概述,2 锻压工艺根底,2.1锻造及冲压、冷轧对金属组织和性能的影响,锻造及冲压：在金属再结晶温度以上进展塑性变形。能消退冷变形强化的痕迹，保持较低的塑性变形抗力和良好的塑性。,空气锤,2.2金属的锻造性能,金属的锻造性能是用来衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度，是金属的工艺性能指标之一。常用金属的塑性和变形抗力两个因素来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则锻造性能越好。影响金属锻造性能的因素有：金属的本质和金属的变形条件。,1.金属本质的影响,1金属的化学成分：化学成分不同，塑性不同，锻造性能不同。,2金属的组织状态：组织构造不同，锻造性能不同；单一固溶体组成的合金，塑性好，锻造性能好；铸态柱状组织和粗晶构造不如细小均匀的晶粒构造；金属内部有缺陷也不一样。,2.金属的变形条件,1变形温度：温度上升，塑性上升，降低变形抗力，易于锻造；但温度过高也会产生相应的缺陷，如氧化，脱碳、过热和过烧等。故要严格把握锻造温度范围。,2 锻压工艺根底,2变形速度：指金属在锻压加工过程中单位时间内的相对变形量。变形速度的影响较简洁：一方面变形速度增大，冷变形强化现象严峻，变形抗力增大，锻造性能变坏；另一方面变形速度很大时产生的热能使金属温度上升，提高塑性，降低变形抗力，锻造性能变好。,3变形时的应力状态：不同压力加工方法，金属内部的应力状态是不同的。在金属塑性变形时，压应力数目越多，其塑性变形越好，由于压应力使滑移面严密结合，防止产生裂纹；拉应力则使塑性变形降低，应为它使缺陷扩大，使滑移面分别。但压应力时变形抗力增大。故必需综合考虑塑性和变形抗力。,2 锻压工艺根底,3 自由锻,3.1概述,自由锻指将金属坯料放在锻造设备的上下抵铁之间，施加冲击力或压力，使之产生自由变形而获得所需外形的成形方法。坯料在锻造过程中，除与上下抵铁或其它帮助工具接触的局部外表外，都是自由外表，变形不受限制，锻件的外形和尺寸靠锻工的技术来保证，所用设备与工具通用性强。,自由锻主要用于单件、小批生产，也是生产大型锻件的唯一方法。,3.2自由锻设备,自由锻设备常用的有锻锤和压力机。,1空气锤：它由电动机直接驱动，打击速度快，锤击能量小，适用于小型锻件,2蒸汽空气锤：利用蒸汽或压缩空气作为动力，适用于中小型锻件。,3水压机：以压力代替锤锻时的冲击力，适用于锻造大型锻件；,3.3.自由锻工序,依据作用与变形要求的不同，可分为根本工序、帮助工序和精整工序。,根本工序：转变坯料的外形和尺寸以到达锻件根本成形的工序，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。最常用的是镦粗、拔长、冲孔。,模锻是将加热好的坯料放在锻模模膛内，在锻压力的作用下迫使坯料变形而获得锻件的一种加工方法。坯料变形时，金属的流淌受到模膛的限制和引导，从而获得与模膛外形全都的锻件。,与自由锻相比，模锻的优点是：,1由于有模膛引导金属的流淌，锻件的外形可以比较简洁；,2锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的力学性能和使用寿命。,3锻件外表光滑，尺寸精度高，节省材料和切削加工工时；,4生产率较高；,5操作简洁，易于实现机械化；,6生产批量越大本钱越低。,模锻的缺点：,1模锻是整体成形，摩擦阻力大，故模锻所需设备吨位大，设备费用高；,2锻模加工工艺简洁，制造周期长，费用高。故只适用于中小型锻件的成批或大批生产。,4 模锻,弯曲连杆的模锻过程,5.1 概述,板料冲压是利用装在冲床上的冲模对金属板料加压，使之产生变形或分别，从而获得零件或毛坯的加工方法。板料冲压又称薄板冲压或冷冲压。,板料冲压的特点和应用：,1在常温下加工，金属板料必需具有足够的塑性和较低的变形抗力。,2金属板料经冷变形强化，获得确定的几何外形后，构造轻松，强度和刚度较高。,3冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般不需机械加工即可作零件使用。,4冲压生产操作简洁，生产率高，便于实现机械化和自动化。,5可以冲压外形简洁的零件，废料少。,6冲压模具构造简洁，精度要求高，制造费用高，只适用于大批量生产。,冲压工艺广泛应用于汽车、飞机、农业机械、仪表电器、轻工和日用品等工业部门。,5 板料冲压,落料与冲孔示意图,a)落料 b)冲孔,冲裁过程,a)变形三阶段 b)冲裁力的变化 c)冲裁零件断面,各种拉深件,拉深工序图,1坯料 2第一次拉深的产品其次次拉深的坯料,3凸模 4凹模 5成品,弯曲过程 b弯曲产品,1工件 2凸模 3凹模,弯曲过程中金属变形简图,弯曲时的纤维方向,成形工序简图,a)压肋 b)胀形,热轧和冷轧,都是型钢或钢板成型的工序，它们对钢材的组织和性能有很大的影响，钢的轧制主要以热轧为主，冷轧只用于生产小号型钢和薄板。,6 冷轧与热轧,热轧优点:可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消退显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要表达在沿轧制方向上，从而使钢材在确定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温存压力作用下被焊合。,缺点：1、经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐被压成薄片，消逝分层夹层现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化 2.不均匀冷却造成的剩余应力。对变形、稳定性、抗疲乏等方面都可能产生不利的作用,冷轧 优点：成型速度快、产量高，且不损伤涂层，可以做成多种多样的截面形式，以适应使用条件的需要；冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢材的屈服点。,缺点：1.照旧存在剩余应力；2.抗扭性能较差；3.冷轧成型钢壁厚较小，承受局部性的集中荷载的力气弱。,