第三篇 塑性成形
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塑性成形和其他工艺相比,具有以下特点:优点: 1.改善金属组织,提高金属的力学性能 2.节约金属材料和切削加工工时,提高金属材料的利用率和经济效益 3.具有较高的劳动生产率 4.适应性广缺点: 1.锻件的结构工艺性能要求高 2.对形状特别复杂特别是内腔复杂的零件和毛坯难以甚至不能锻压成形 3.锻压件的尺寸精度不高 4.需要重型的机器设备和较复杂的模具,模具设计制造周期长,初期投资费用高应用范围:凡承受重载荷、对强度和韧性要求高的机器零件,如机器的主轴、曲轴、连杆、重要齿轮等通常均采用锻件做毛坯。
据统计,在飞机上锻件重量占总重量的85%,汽车上占80%,机车上占60%。
理论基础塑性成形是指固态金属在外力作用下产生塑性变形,获得所需形状、尺寸及力学性能的毛坯或零件的加工方法。
具有一定塑性的金属材料在外力作用下,当坯料内的应力达到一定条件,变发生塑性变形,这是能够制造塑性成形件的根据。
所有金属都是晶体结构,金属材料产生塑性成形要从其晶体结构进行研究,就要研究单晶体和多晶体的塑性变形,在此不做过多说明。
金属的锻造性能是衡量材料经受塑性成形加工时难易程度。
金属锻造性能的好坏,常用塑性和变形抗力两个指标来衡量。
塑性越高,变形抗力越低,则认为金属的锻造性能好。
金属的锻造性能取决于金属的本质和变形条件。
各类钢和有色金属大都具有一定的塑性,均可在冷态或热态下进行塑性成形加工。
纯金属的锻造性能比合金的锻造性能好,碳钢随含碳量增加,锻造性能变差。
总体来说,纯金属和固溶体具有良好的锻造性能,金属化合物使锻造性能变坏;铸态柱状组织和粗晶结构不如细小而又均匀的晶粒结构的锻造性能好;适当提高变形温度对改善金属的锻造性能有利,但温度过高,会使金属产生氧化、脱碳、过热等缺陷,甚至使锻件产生过烧而报废,所以应严格控制锻造温度范围。
锻造温度范围是指始锻温度与终锻温度间的温度范围。
终锻温度过底,金属的冷变形强化严重,变形抗力急剧增加,使加工难于进行,强行锻造,将导致锻件破裂报废,而始锻温度过高,会造成过热、过烧等缺陷;变形速度对金属锻造性能的影响比较复杂,变形速度在不同范围内对锻造性能可能有相反的影响。