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材料成形技术第二章金属塑性成形技术（压力加工/锻压）概述一、什么是金属塑性成形技术（压力加工/锻压）：对固态金属材（坯）料施加外力，使之产生塑性变形，以改变其形状尺寸，并改善其内部组织和性能，从而获得所需毛坯或零件的加工方法。外力——冲击力：锤类；静压力：压力机金属在外力作用下，首先产生弹性变形，当外力超过一定限度后，会发生塑性变形.塑性变形是金属压力加工的理论基础。1、塑性成形方法轧制、挤压、拉拔：板材、型材、管材、棒材及线材等。自由锻、模锻、板料冲压：统称锻压（锻造和冲压），锻压件（锻件或冲压件）毛坯或零件。1）轧制：金属坯料在两个回转轧辊的缝隙中受压变形以获得各种产品的加工方法。靠摩擦力，坯料连续通过轧辊间隙而受压变形。主要产品：型材、圆钢、方钢、角钢、铁轨等。轧制：使金属坯料通过两个旋转轧辊之间的间隙而产生塑性变形，生产各种型材、管材、板材等产品的加工方法。轧制产品截面形状2）挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形,形成各种型材、管材、零件的加工方法。正挤：金属流动方向与凸模运动方向相同。反挤：金属流动方向与凸模运动方向相反。挤压产品截面形状3）拉拔：将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形,形成各种线材、薄壁管材、特殊截面型材的加工方法。产品尺寸精度、表面光洁度较高，所以，常用于轧制件的再加工，提高产品质量。坯料：低碳钢、有色金属及合金。外力：拉力。拉拔：将金属坯料从拉模的模孔中拉出而形成各种线材、薄壁管材、特殊截面型材的加工方法。拉拔产品截面形状4）自由锻：金属坯料在上、下抵铁间受冲击力或压力而变形,形成各种型材和锻件的加工方法。。外力：冲击力或压力。自由锻：金属坯料在上、下砧铁间受冲击力或压力而发生变形，形成各种型材和锻件的加工方法。5）模锻：金属坯料在具有一定形状的模膛内受冲击力或压力而变形的加工方法。模锻：金属坯料在具有一定形状的模膛内受冲击力或压力而变形的加工方法。6）冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形的加工方法。外力：冲击力或静压力。板料冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形的加工方法。各类中低碳钢和大多数非铁（有色）金属及其合金都具有一定的塑性，因此，都能在热态或冷态下进行压力加工。铸铁等脆性材料塑性差，不能进行塑性加工。2、金属塑性成形能力：是衡量金属材料在经受塑性成形加工时获得合格制件的难易程度的一个工艺性能。金属塑性变形的能力大小，主要取决于三个因素：1）金属的化学成分:碳、合金含量越低，分布越均匀，塑性成形性能越好。2）组织结构:钢的奥氏体组织塑性成形性能最好，渗碳体最差。3）变形时温度:温度越高，塑性成形性能越好。3、组织性能变化：1)经塑变（锻造）和再结晶，锻合铸件孔隙，微裂纹，破碎夹杂（渣），晶粒细化，组织更加致密，均匀；出现纤维组织。→锻件力学性能明显好于相同化学成分的铸件。强度、硬度、塑性提高，特别是冲击韧性提高。2)冲压件经塑变，晶粒伸长，→其刚度好，且重量轻，精度高。二、特点及应用：（与铸造比）1、主要优点：1）晶粒细化、结构致密、组织改善、性能提高（强、硬、塑、韧↑）。2）生产效率较高，特别是冲压件生产。2、缺点：1）一般工艺表面质量较差，特别是热态加工（氧化）。2）不能成型形状复杂件。锻件形状所能达到的复杂程度远不如铸件。3）设备庞大、价格昂贵，冲压件模具制造成本高。4）劳动条件也差（强度↑、噪音↑）。3、应用：锻压生产在机械制造中占有非常重要地位，如，1）各类机械产品中，受力较大，工况条件较差重要机械零件，大多用锻件制造，如，传动轴，机床主轴，曲轴，齿轮等。2）国防工业部门，飞机，由锻压件制成的零件占各类零件质量的85%；坦克，70%；大炮，枪支的大部分零件都是锻制而成的。3）汽车，拖拉机，机车：60-80%。4）各类仪器仪表，电器以及日用品中的金属制件，大多是冲压件。