有色金属塑性加工共113页文档
金属塑性加工技术5-有色金属板带材生产-精品文档
金属塑性加工原理与技术
2.2.2 变形区的主要参数 一、接触角：轧件与轧辊接触部分对应的轧辊圆心角
α=√(Δh/R)
二、变形区长度：几何变形区在水平方向的投影
l=√(R*Δh)
三、变形区的形状系数：（不计宽展）
二者分别反映了对轧制过程纵向和横向的影响。
l Rh 2 Rh H h h H h 2
假设： 轧辊与轧件的正压力N沿接触 弧均匀分布， 则： 合压力对应的圆心角为α/2， 根据： ∑Fx≥0 有：α/2≤β
(能咬入，就能顺利地实现稳定轧制)
金属塑性加工原理与技术
2.3.4 改善咬入的措施
1.减小α 2.增大β 1) 将轧辊磨粗 2) 低速咬入 3) 咬入时减少润滑剂，洗辊 4) 适当的温度
2.1.1 简单轧制过程的物理模型
金属塑性加工原理与技术
简单轧制过程应具备的条件
(1) 两个轧辊均为主传动、辊径相同、转速相同、 轧辊为刚性； (2) 轧件只受到轧辊的作用力； (3) 轧件的性能均匀； (4) 轧件变形与金属质点的流动速度沿断面高度与宽度是均匀的
金属塑性加工原理与技术
2.1.2 变形参数
金属塑性加工原理与技术
2.3.2 咬入条件
(1) 摩擦系数与摩擦角 (2) 咬入角
金属塑性加工原理与技术
(3) 咬入的物理模型
轧件与轧辊相互作用、轧件处于临界状态，目标是使轧件的 a=0 变为 a>0 当速度达到某一值后，a=0，可以表述为： ∑Fx≥0 α≤β
金属塑性加工原理与技术
2.3.3 建立轧制的条件
(1) 基本参数
a) 绝对压下量(压下量) ： H-h b) 相对压下量(加工率、压下率) ε= (△h/H)×100% c) 延伸系数 λ=FH/Fh=Lh/LH=H/h d) 宽展(绝对宽展) △B= Bh-BH
金属塑性加工
第三篇金属塑性加工
1、金属塑性加工包括：锻
造、冲压、挤压、轧制、
拉拔。
2、塑性变形：当外力增大
到使金属的内应力超过
该金属的屈服点后，而
产生一部分永久变形，
称为塑性变形。
3、金属塑性变形的实质是
滑移
4、金属在常温下经过塑性
变形，内部组织发生变
化：（1）晶粒沿最大变
形的方向伸长2）晶格
与晶粒均发生扭曲，产
生内应力3)晶粒间产生
碎晶
5、金属本质受1）化学成
分影响2）金属组织影
响
6、压应力的数目越多，则
金属的塑性越好，拉应
力数目越多，则金属的
塑性越差。
7、自由锻工序分为基本工
序、辅助工序和精整工
序三大类
8、基本工序包括：镦粗、
拔长、冲孔、扭转、错
移、切割
9、锻件图是根据零件图绘
制的，还考虑途块加工
余量和锻造公差，分模
面、模段斜率，横锻圆
角半径，连皮厚度。
10、冲压产生的基本
工序有分离工序和变形
工序两大类
11、冲横的工作中心
必然有磨损，落料尺寸
回随凹模刃口的磨损而
增大。
而冲孔件尺寸则
随凹模刃口的磨损而增大，而冲孔件尺寸则随凸模的磨损而减小。
为了保证冲裁件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命，落料时，凹模刃口尺寸应靠近落料公差范围内的最小尺寸，冲孔时选取凸模刃口的尺寸靠近孔德公差范围内的最大尺寸。
金属塑性加工技术5-有色金属板带材生产
连铸连轧工艺流程
熔炼、连铸、轧制、冷却、卷 取等环节组成，具有高效、节 能、环保等优点。
连铸连轧设备
包括熔炼炉、结晶器、轧机、 冷却装置、卷取机等，设备精 度和稳定性对产品质量影响较
大。
熔融纺丝法
熔融纺丝原理
将高分子聚合物加热至熔融状态，通 过喷丝孔挤出形成纤维，并在冷却过 程中固化。
有色金属纤维制备
将有色金属粉末与高分子聚合物混合， 经过熔融纺丝制备出有色金属纤维。
熔融纺丝设备
包括熔融装置、喷丝头、冷却装置、 卷取装置等，设备参数对纤维的直径 和形态有重要影响。
熔融纺丝法应用
主要用于制备连续的有色金属纤维， 在复合材料、增强材料等领域有广泛 应用。
其他生产技术
粉末冶金法
通过粉末制备和压制烧结等工艺制备有 色金属板带材，具有材料利用率高、产
表面处理
根据需要，对板带材进行热处理，以调整 其内部组织结构，提高其力学性能和耐腐 蚀性能。
对板带材进行表面处理，如涂装、电镀等 ，以提高其装饰性和功能性。
市场现状与发展趋势
市场现状
随着经济的发展和科技的进步，有色金属板带材市场需求不断增长，尤其在新能 源汽车、5G通信等领域，对高性能有色金属板带材的需求更为迫切。
在熔融纺丝过程中，金属材料的熔 融状态需要保持稳定，否则会导致
纺丝过程中断或产品质量下降。
B
C
D
解决方案
优化纺丝喷嘴设计，提高喷嘴的均匀性和 稳定性，同时控制纺丝速度和温度，以保 证金属丝的均匀性。
纺丝均匀性问题
在熔融纺丝过程中，金属丝的均匀性是关 键，不均匀的丝可能导致产品质量下降。
材料成型工艺学3第三篇 金属塑性加工
金属的力学性能的变化：
变形程度增大时, 金属的强度及硬度升高, 而塑 性和韧性下降。
原因：由于滑移面上的碎晶块和附近晶格的强烈 扭曲, 增大了滑移阻力, 使继续滑移难于进行所致。
几个现象：
▲ 加工硬化
（冷变形强化）： 随变形程度增大, 强度和硬度上升而塑性下降的现象。
▲回复：使原子得以回复正常排列, 消除了晶格扭曲, 致使
纤维组织的稳定性很高, 不能用热处理方法加以消 除。只有经过锻压使金属变形, 才能改变其方向和形状。
为了获得具有最好力 学性能的零件, 在设计和 制造零件时, 都应使零件 在工作中产生的最大正应 力方向与纤维方向重合, 最大切应力方向与纤维方 向垂直。并使纤维分布与 零件的轮廓相符合, 尽量 使纤维组织不被切断。
弹复：
金属塑性变形基本规律：
体积不变定律： 金属塑变后的体积与变形前的体积相等。
最小阻力定律： 塑性变形时金属各质点首先向阻力最小的方向移动。
变法 形线 功方 小向
§2 塑性变形对金属的组织和性能的影响
金属在常温下经过塑性变形后， 内部组织变化:
① 晶粒沿最大变形的方向伸长； ② 晶格与晶粒均发生扭曲；产生内应力； ③ 晶粒间产生碎晶。
变形速度↑↑→ 热效应现象↑→ 塑性 ↑ 、变形抗力↓ → 可锻性↑
3. 应力状态的影响
实践证明：
● 三个方向的应力中, 压应力的数目越多, 则金属的塑性 越好
● 拉应力的数目越多, 则金属的塑性越差 ● 同号应力状态下引起的变形抗力大于异号应力状态下的
变形抗力
第二章 锻 造
锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中 变形, 从而获得所需形状和尺寸的锻件, 这类 工艺方法称为锻造。
有色金属塑性加工成型方法概述
有色金属塑性加工成型方法概述有色金属塑性加工成型是指通过各种加工方式对有色金属进行变形和成型的过程。
常见的有色金属包括铜、铝、镁、钛等。
有色金属塑性加工成型方法主要包括铸造、锻造、轧制、挤压、拉伸和旋压等。
下面将对这些方法进行详细介绍。
首先是铸造。
铸造是将熔融状态的有色金属倒入铸型中，然后冷却凝固成型的过程。
铸造的优点是能够制造形状复杂的零件，并且可以得到大型和小型零件。
铸造方法包括重力铸造、压力铸造和离心铸造等。
其次是锻造。
锻造是通过施加压力使有色金属在高温下变形成型的方法。
锻造的优点是能够增加材料的密实性、改善机械性能和表面质量。
锻造方法包括自由锻造、模锻和冷锻等。
再次是轧制。
轧制是通过将有色金属放入排列有一定形状的轧辊间，使其产生塑性变形并得到所需截面形状和尺寸的方法。
轧制的优点是能够大规模生产均匀的板材、带材和管材等。
轧制方法包括热轧、冷轧和挤轧等。
然后是挤压。
挤压是通过把固态材料压入由模具定义的空腔中，然后经过强制挤压形成所需工件形状的方法。
挤压的优点是能够生产大尺寸、高强度和高精度的零件。
挤压方法包括直接挤压、间接挤压和特殊挤压等。
接下来是拉伸。
拉伸是将有色金属材料放入张力下，使其在拉伸力的作用下产生塑性变形并得到所需形状的方法。
拉伸的优点是能够制造高强度和高塑性的零件。
拉伸方法包括拉拔、挤拔和卷拔等。
最后是旋压。
旋压是通过将有色金属材料放置在旋转模具中，并在模具旋转时施加轴向力，使材料发生塑性变形并得到所需的形状的方法。
旋压的优点是能够制造形状复杂、表面光滑和尺寸精度高的零件。
旋压方法包括手动旋压和自动旋压等。
总结起来，有色金属塑性加工成型方法包括铸造、锻造、轧制、挤压、拉伸和旋压等。
每种方法都有其独特的特点和应用领域，可以满足不同需求的加工要求。
在实际生产中，根据零件的具体要求和性能要求选择适合的加工方法可以提高生产效率和产品质量。
有色金属塑性加工课件汇总全套ppt完整版课件最全教学教程整套课件全书电子教案
通常是软基体上均匀分布一定数量和大小的硬质点， 或者硬基体上分布一定数量和大小的软质点。
轴 润滑油空间
硬基体
轴瓦 软质点
轴承合金
轴承合金的分类及牌号
➢常用的轴承合金按其化学成分可以分为锡基、铅
基、铝基、铜基和铁基等数种，前两种锡基、铅 基称为巴氏合金。
铜及其合金
工业纯铜的牌号与性能
➢纯铜：T1、T2、T3、T4； ➢无氧铜：TU1、TU2； ➢脱氧铜：TUP、TUMn； ➢纯铜主要用作导体和配制合金以及制造抗磁性干
扰的仪器、仪表零件，如罗盘、航空仪表等零件。
轴承合金
轴承合金的性能要求
➢ 在工作温度下有足够的抗压强度和疲劳强度，以承受轴所
施加载荷。
铝及其合金
工业纯铝 ：
纯铝的性质：密度为2.72g／cm3，熔点660℃。为面心立 方晶格，无同素异构转变，具有极好的塑性 。
纯铝的牌号（用国际四位字符体系 ）： 1）1A99（原LG5）、1A97（原LG4）、1A93（原
LG3）、1A90（原LG2）、1A85（原LG1）； 2）1070A（代L1）、1060（代L2）、1050A（代L4）、
2）塑性成形主要是利用金属在塑性状态下的 体积转移，而不是靠部分的切除体积，因而材料 的利用率高，流线分布合理，提高了制品的强度。
材料塑性成形及其特点
塑性成形的特点 3）可以达到较高的精度。 4）具有较高的生产率。 5）塑性成形能耗高，并且不适宜加工形状
特别复杂的制品及脆性材料。
材料塑性成形的基本问题
二是成型（molding），指工件、产品经过 加工，成为所需要的形状，一般为液态或半液态 的金属或非金属原料在模型或模具中成形。
金属的塑性加工标准文档ppt
一、单晶体的塑性变形
单晶体的塑性变形的基本方式有两种： 滑移和孪生。
滑移 晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿 一定的晶面(滑移面)上的一定方向(滑移方向)相对于 另一部分发生滑动。
滑移特点：
（1）滑移只能在切应力作用下才会发生，不同金属产生滑移的最 小切应力(称滑移临界切应力)大小不同。钨、钼、铁的滑移临 界切应力比铜、铝的要大蚀性降低。 二、多晶体的塑性变形
（2）金属的熔点 －－ 熔点越高, 最低再结晶温度也就越高。
（4）产生残余内应力 由于金属在发生塑性变形时，金属内部变形不均匀，位错
、空位等晶体缺陷增多，金属内部会产生残余内应力。
2.3.2 塑性变形后的金属在加热时组织和性能 的变化
变形金属进行再结晶后，金属的强度和硬度明显降 低，而塑性和韧性大大提高，加工硬化现象被消除 ，此时内应力全部消失，物理、化学性能基本上恢 复到变形以前的水平。
再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变 形后的晶格类型均一样。
2. 再结晶温度
最低再结晶温度与该金属的熔点有如下关系：
度、塑性、韧性等机械性能都显著降低。
应力集中，推迟裂纹形成和发展，金属 在断裂前可发生较大的塑性变形，金属 塑性提高。
细晶强化是金属的一种很重要的强韧化手段。
三、塑性变形对金属组织和性能的影响
1. 塑性变形对金属组织结构的影响 （1）纤维组织形成、晶粒发生变形
（2）亚结构形成
（3）形变织构产生 ：丝结构、 板结构
（5）滑移时晶体发生转动。
2 孪生 在切应力作用下晶体的一部分相对于另一
部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)发生切 变的变形过程
发生切变、位向改变的这一部分晶体称为孪晶。
有色金属塑性加工
2）预应力结构及强度校核
b
q2
r
q1 a
★圆挤压筒受力情况
★强度校核 层数由内衬套最大单位压力确定 每层用强度理论校核 2 2 b a 1 1 2 2 r q r r2 q1 2 b a2 1 1 2 2 a b b2 a2 1 1 2 2 r q r 2 q1 2 2 b a 1 1 2 2 a b
3）挤压筒预热设计 热锭法 专用加热炉 电阻元件筒外加热 预设筒内加热孔电阻或电感加 热
4）挤压筒与模子的支承配合 双锥面配合 单锥面配合 锥面配合 对中性好，承载力低 锥模配合 平面配合：铝棒型材挤压，抗压，密封 和对中性较差
5）尺寸确定 （1）内孔尺寸 已系列化，查表， 受材料强度、挤压比 、垫片强度、挤压轴 刚度、设备吨位等限 制（孔过大、过小 有何弊端？）
dd
卧式挤压：D D0 D 0.5 ~ 1.5mm (脱皮挤压 2.0 ~ 3.0mm ) D1 d d d z 0.3 ~ 1.2mm
（过大过小如何？）
立式挤压：D 0.2 ~ 1.0mm D1 0.15 ~ 0.5mm
厚度H 0.2 ~ 0.7 D
★模角 铝合金、纯铜 、黄铜：90° 镁合金：25° 锌合金：30° 钛合金：60° ★定径带长度h 作用：平衡金属流动，保证模具寿命，确定制品形状尺寸及 精度。太小出现模子磨损、压伤制品、出现压痕、椭圆、 制品超差、扭曲等缺陷；过大易粘附金属、制品表面出现 划痕、毛刺、麻面等，增加挤压力 尺寸：轻金属2-8，铜8-12，详见手册
变形区内应力（附加应力） 1n心部 （中间比边部流动快）， 1n边部 （理由同上） — 0 0 挤出区内应力（附加应力, 残余应力） r 0(径向弹性回复受约束） —
金属塑性加工
变形程度计算
变形程度越大，纤维组织越明显。 压力加工中常用锻造比y来表示变形程度。 拔长时锻造比y拔=A0/A 镦粗时锻造比y镦=H0/H 纤维组织很稳定，不能（难以）用热处理方法来消除。只有经
变形后的组织形态
1、将铸锭加热进行压力加工后，由于金属经过塑性变形及 再结晶，从而改变了粗大的铸造组织，获得细化的 再 结 晶 组 织 。
2、同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等结合在一起，使金属 更加致密，其机械性能会有很大提高。
3、此外，铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶 粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们将沿着变 形方向被拉长，呈纤维形状。这种结构叫纤维组织。
万平方米，共
金属的塑性变形
知识点:
金属的塑性变形
金属塑性变形的实质
塑性变形与组织、性能
金属的可锻性
组织和性能
组
性
织
能
（
加
工
硬
化
）
加工时的塑性变形
回
再冷
热
复
结变
变
（
晶形
形
温
度
）
可 锻 性 的 概 念
锻 造 比
可影 锻响 性可 的锻 衡性 量的
因 素
金属塑性变形 变形基本知识
1 最小阻力定律 如果金属颗粒在几个方向上都可
狮 身 人 面 像 等，下 面，小 编将就 着这则 新闻为 大家做 个详细 的解答 ，一起 来看看 吧 。 据 新 闻 报 道，为 配合宁 夏中南 部城乡 饮水安 全连通 工程原 州区南 郊水厂 及 总 管 工 程 ，经国 家文物 局批复 备案， 宁夏考 古人员 对前期 勘探的 29座古 墓葬进 行 了 抢 救 性 发掘。 经考古 验证有 汉代墓 葬6座、 北朝—隋 唐墓 7座、 明清墓 16座，
有色金属塑性加工PPT文档共113页
有色金属塑性加工
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富பைடு நூலகம்❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
教学大纲有色金属塑性加方法
有色金属塑性加工方法Non-ferrous metal plastic processing methods 课程编号：07371260学分： 2学时： 24 （其中：讲课学时：24 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：金属学及热处理、材料成型原理、材料成型工艺、材料测试方法、材料科学与方法，铸铁材料及制备、有色金属材料及制备、先进连接方法、模具设计与制造适用专业：材料成型及控制工程、冶金工程教材：《有色金属材料加工》，刘楚明，中南大学出版社，2010年2月第1版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务《有色金属塑性加工》是相关专业教学计划中的专业技术课，它建立在金属学及热处理、材料成型原理、材料成型工艺、材料测试方法、材料科学与方法，铸铁材料及制备、有色金属材料及制备、先进连接方法、模具设计与制造基础上，作为材料成型及控制工程、冶金工程专业课程的专业加工技术的选修课。
有色金属塑性加工方法的基本任务是：1.掌握有色金属塑性加工的基本原理，典型生产设备的构造、及使用性能；2.掌握有色金属塑性加工工艺过程和典型生产工艺制定的基本方法；3.了解有色金属塑性加工工艺过程中工模具的构造、使用材料及产品常见质量缺陷分析有色金属塑性加工方法的主要研究内容是以有色金属（主要包括铝、铜、镁等）塑性加工过程为背景，按其塑性加工方法分为五个章节。
有色金属塑性加工方法属工科应用技术科学，主要是解决工程实际应用的问题，研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实践应用研究。
本课程强调理论与实际的结合，提高分析问题、解决问题的能力。
二、课程的基本内容及要求第一章绪论1、教学内容（1）本课程的性质、研究对象与方法、目的、任务；（2）有色金属塑性加工方法的分类A、轧制轧制的定义、特点及分类；B、挤压挤压的定义、特点及分类；C、拉拔拉拔的定义、特点及分类；D、锻造、冲压及特种塑性成型（3）有色金属塑性成型技术的特点及发展趋势2、学习绪论的基本要求（1）了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；（2）掌握学习本课程的几个基础概念；（3）了解有色金属塑性加工方法的意义及其在有色金属生产过程中的作用与分类；（4）了解有色金属塑性成型技术的特点及发展趋势第二章有色金属熔炼与铸锭1、教学内容（1）主要有色金属及合金铝及铝合金特点分类及用途、铜及铜合金特点分类及用途、镁及镁合金特点分类及用途等（2）有色金属熔炼与铸锭有色金属熔炼与铸锭的方法、工艺过程及常用熔炼铸造设备等（3）各种金属及合金熔炼技术特点铝及铝合金熔铸技术特点、铜及铜合金熔炼技术特点2、基本要求了解常用的有色金属及合金的特点、类及用途；掌握各种有色金属及合金熔炼、铸锭工艺，了解常用的熔炼、铸锭设备；了解常用有色金属及合金的熔炼和铸锭的技术特点第三章有色金属轧制1、教学内容（1）轧制的理论基础轧制的定义、轧制过程受力分析和轧件咬入条件分析、轧制时金属的变形、轧制方法（2）有色金属板带材的生产产品技术条件、有色金属板带箔材的生产方法、板带材生产流程、热轧有色金属板带材、冷轧板带材生产（3）有色金属型线材轧制生产有色金属型线材轧制的特点、轧辊孔型设计、型线材轧制工艺2、基本要求理解简单的轧制理论知识，掌握有色金属板带箔材的生产工艺制定方法和步骤，了解板带箔材热轧及冷轧工艺以外的其它工艺制度及常用设备；能制定常用有色金属及合金的轧制工艺；了解有色金属管棒型材的轧制工艺及技术。