锻压成形技术基本知识
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金属锻造成形的基本知识锻造的根本目的:获得所需形状和尺寸的锻件,同时要求性能和组织符合一定的技术要求。
锻造的特点是利用金属的塑性流动来成形的,(借助于外力的作用产生塑性变形,获得所需形状、尺寸)在成形过程中不仅坯料的重量基本是不变的,而且体积也是基本不变,只有组织和性能发生变化。
优点是锻件内部致密且组织比较均匀,性能高于铸件和焊接件,缺点是需要较大的变形力。
锻造的分类:按工具和模具安置情况分为自由锻和模锻;按温度分为热锻、温锻、冷锻。
钢的加热规范:指钢料从装炉开始到出炉前(始锻温度)的整个过程,对炉温和料温随时间变化的关系所作的规定。
火焰加热是利用燃料(煤、油、气)燃烧所产生的热能直接加热金属的方法。
优点:炉子修造容易,费用低,加热适应性强;缺点:劳动条件差,加热质量难控制。
电加热是利用电能转换为热能来加热金属的方法。
优缺点与上相反,但铝合金由于熔点低必须电加热。
锻造温度范围的确定:是指始锻温度和终锻温度间的一段温度间隔,在锻造温度范围内金属应具有良好的可锻性(足够的塑性,低的变形抗力)和合适的金相组织,为了减少火次,都力求扩大温度范围。
始锻温度:一般低于Fe-C液相图150~250℃,首先保证无过烧现象。
一般低碳1300℃,中碳1230℃,高碳1150℃。
终端温度:在结束锻造之前,金属还应有足够的塑性,以锻后能获得再结晶组织,没有加工硬化现象为原则。
过高的终锻温度会使锻件晶粒在冷却过程中继续长大,从而降低机械性能;过低终锻温度,由于塑性极低造成加工硬化现象,甚至产生裂纹。
锻造比:是表示金属变形程度大小的指标,它关系着铸造粗大晶粒的破碎,内部缺陷的锻合,是保证锻件内部质量和满足性能要求的重要依据。
1、镦粗比的计算:镦粗的目的是为了增大横截面积,打碎金属内部粗大晶粒结构,获得较好的内部质量。
Y镦=(S后/S前截面积)(H)前/H后高度2、拔长锻造比的计算:拔长目的在于减小截面尺寸,增大长度尺寸。
Y拔=(S前/S后)(L后/L前长度)3、有镦粗和拔长,两者叠加。
第八章锻压成形锻压是对坯料施加外力,使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法,它是锻造与冲压的总称。
锻压能改善金属组织,提高力学性能,重要零件应采用锻件毛坯。
锻压不足之处是不能加工脆性材料(如铸铁)和形状毛坯。
第一节锻压成形工艺基础一、金属塑性变形的实质金属在外力作用下首先要产生弹性变形,当外力增大到内应力超过材料的屈服点时,就会产生塑性变形。
锻压成形加工需要利用塑性变形。
金属塑性变形是金属晶体每个晶粒内部的变形和晶粒间的相对移动、晶粒的转动的综合结果。
单晶体的塑性变形主要是通过滑移的形式实现。
即在切应力的作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面产生滑移,如图8-1所示。
单晶体的滑移是通过晶体内的位错运动来实现的,而不是沿滑移而所有的原子同时作刚性移动的结果,所以滑移所需要的切应力比理论值低得多。
位错运动滑移机制的示意图见图8-2所示。
二、塑性变形对金属组织和性能的影响1、冷塑性变形后的组织变化金属在常温下经塑性变形,其显微组织出现晶粒伸长、破碎、晶粒扭曲等特征,并伴随着内应力的产生。
2、冷变形强化金属在塑性变形过程中,随着变形程度的增加,强度和硬度提高而塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化(也称加工硬化)。
冷变形强化在生产中具有重要的意义,它是提高金属材料强度、硬度和耐磨性的重要手段之一。
但冷变形硬化后由于塑性和韧性进一步降低,给进一步变形带来困难,甚至导致开裂和断裂,冷变形的材料各向异性,还会引起材料的不均匀变形。
3、回复与再结晶冷变形强化是一种不稳定状态,具有恢复到稳定状态的趋势。
当金属温度提高到一定程度,原子热运动加剧,使不规则原子排列变为规则排列,消除晶格扭曲,内应力大为下降,但晶粒的形状、大小和金属的强度、塑性变形不大,这种现象称为回复。
当温度继续升高,金属原子活动具有足够热运动力时,则开始以碎晶或杂质为核心结晶出新的晶粒,从而消除了冷变形强化现象,这个过程称为再结晶。
锻压行业知识点总结锻压是一种通过对金属材料施加压力,将其形状变换成所需形状的制造工艺,是一种重要的金属加工方式。
锻压行业涉及到很多专业知识点,包括材料学、机械工程、金属加工工艺等多个领域。
本文将针对锻压行业的知识点进行总结,希望能够帮助读者深入了解这一行业。
一、锻造基础知识1.锻造工艺锻造是一种利用冷热变形原理对金属材料进行加工的工艺。
锻造工艺通常包括了预热、锻造、冷却等环节。
预热可以使金属材料变得更加柔韧,易于形变,而锻造过程是将金属材料在一定的温度和压力下进行塑性变形,从而满足工件的形状和大小要求。
2.锻造设备在现代工业中,常见的锻造设备包括了锤式锻造机、压力机、液压机、摩擦力锻造机等。
这些设备在形状、压力和速度上有所区别,根据工件的要求和金属材料的特性,选择适合的锻造设备对于提高锻造效率和质量至关重要。
3.锻造原理锻造是通过应用压力和温度以及改变金属材料的形状和尺寸,使其达到期望的形状和性能。
锻造的原理包括了冶金和材料科学的知识,涉及到金属在高温下的塑性变形和晶粒结构的改变等内容。
4.锻造工艺参数在进行锻造过程中,需要控制的参数包括了温度、压力、速度、形状以及金属材料的性能等。
合理的控制这些参数可以保证工件的质量和稳定性。
二、锻造设备1.锻造机械锻造机械通常包括了锻造锤、锻造压力机、摩擦力锻造机等。
这些机械在形状和原理上有所不同,可以满足不同工件形状和尺寸的要求。
2.锻造辅助设备在进行锻造过程中,需要辅助设备来完成一些特殊的加工工艺,包括了预热炉、冷却装置、模具等。
这些设备通常可以提高锻造效率和质量。
3.数控锻造设备随着科技的发展,数控设备已经逐渐应用到了锻造行业中。
数控设备可以更精准地控制锻造过程中的各种参数,提高锻造的效率和质量。
三、锻造材料1.金属材料金属材料是锻造的主要加工对象,通常包括了钢、铁、铝、铜等多种金属材料。
不同的金属材料具有不同的物理性质和工艺特性,需要在锻造过程中进行适当的处理。