金属塑性成形PPT课件

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3.2塑性成
3 金属塑性
形机理
塑性变形：
成形
在外力作用下，金属材料产生的不可逆永久变 形。
弹性变形：
外力卸除后，自动消失的可逆变形。
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3.2塑性成
3 金属塑性
形机理
成形
1.塑性：
在外力作用下，金属材料产生不可逆永久变形而 不发生破坏的能力。
衡量金属变形难易程度的指标。 塑性越好，变形抗力越小，成形越容易。
前者在成形过程中，变形区的形状随变形的进行 而发生改变，属于非稳定塑性变形；
后者在变形的大部分阶段变形区的形状不随变形 的进行而改变，属于稳定塑性变形。
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
汽车曲轴锻造（体积成形）
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
阶梯轴类零件的楔横轧
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用伸长率δ、断面收缩率ψ表示：
δ= （L1-L0）/ L0 ×100% ψ=（ S0-S1）/S0×100%
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3.2塑性成
3 金属塑性
形机理
成形
2.金属塑性变形的实质
金 体—属——原—子显微组织——晶 典型晶格结构:
体心立方（Body-Centered Cube bc 面心立方（Face-Centered Cube fc 晶晶金界内属变密变变形排形形六：：方滑（晶移C粒（l内ossl部ei-p变Ppai形cnkga）+ge和H孪ex晶ag(otn
3 金属塑性 成形
汽车覆盖件成形（板料成形）
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3.1塑性成
3 金属塑性
形概述
成形
汽车前翼子板成形（板料成形）
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
圆筒的拉深成形（板料成形）
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3.1塑性成 形概述
汽车中的冲压件（钣金)
3 金属塑性 成形
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
1概念
金属在外力作用下塑性变形，获得具有一定 形状、尺寸、精度和力学性能的毛坯、零件 或原材料的加工方法——压力加工。
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3.1塑性成 形概述
机械2塑性成形应用
航空 航天 船舶 军工 仪器仪表 电器 日用五金
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3 金属塑性 成形
——
冲 压 成 形 产 品 示 例
化学成分的影响 组织状态的影响 变形温度的影响 变形速度的影响 应力状态的影响
3 金属塑性成形
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3.2塑性成 形机理
3 金属塑性 成形
(1)化学成分的影响
钢的碳含量↑，塑性成形性↓
钢的合金元素含量↑，塑性成形性↓
碳 磷 硫 氮 氢 氧
少量有利 过量有害（Fe3C） 有害， “冷脆” 有害， “热脆” 有害，“时效脆性” “氢脆” “白点” 与其它杂质结合 有害
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3.2塑性成 形机理 构金属结
3 金属塑性 成形
• 原子结构
• 晶体结构
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显微结构
3.2塑性成
形机理 结典构型金属晶体
3 金属塑性 成形
• 体心立方
（Body Centered Cube） (α- Fe、Cr、W、V、Mo)
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面心立方 （Face Centered Cube） (Al、Cu、γ-Fe、Ni)
4.塑性成形优点
组织细化致密、力学性能提高。 体积不变的材料转移成形，材料利用率高。 生产率高，易机械化、自动化。 制品精度较高。
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
塑性成形缺点
不能加工脆性材料。 难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、体
积特别大的制品。
设备、模具投资费用高。
1.2 挤压(Extrusion)
1.3 拉拔(Drawing)
轧制（Rolling）
板材轧制 型材轧制 管材轧制
横轧 纵轧
2. 板料成形 (Sheet Metal Forming)
2.1 冲裁(blanking) 2.2 弯曲(Bending) 2.3 拉深(Deep drawing) 2.4 翻边(flanging) 2.5 胀形(Bulging)
辊锻，楔横轧， 辗环，辊弯
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3.1塑性成 形概述
塑性成形类型
3 金属塑性 成形
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
体积成形
体积成形主要是指那些利用锻压设备和工、模具 ，对金属坯料（块料）进行体积重新分配的塑性 变形，得到所需形状、尺寸及性能的制件。
主要包括锻造（Forging）和挤压（Extrusion ）两大类。
分离工序主要是利用冲模在压力机外力的作用下， 使板料分离出一定的形状和尺寸工件的冲压工序。 它包括落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序。
成形工序是利用冲模在压力机外力的作用下，使板 料产生塑性变形而得到相应工件的冲压工序。主要 包括弯曲、拉深、翻边、胀形、扩口、缩口、旋压 等。
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3.1塑性成 形概述
3.1塑性成
3 金属塑性
形概述
成形
高温合金涡轮盘锤锻（体积成形）
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3.1塑性成 形概述
汽车中的锻件
3 金属塑性 成形
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3.1塑性成 形概述
板料成形
3 金属塑性 成形
板料成形又称为冲压，这种成形方法通常都是在常 温下进行，所以也称为冷冲压。按照金属的变形性 质又可以分为分离工序和成形工序。
密排六方 （Close-package Hexagonal）
(Mg、Zn、Cd、α-Ti)
3.2塑性成 形机理
滑移
3 金属塑性 成形
滑移带 500倍
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3.2塑性成 形机理 滑移
3 金属塑性 成形
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3.2塑性成 形机理 滑
移
3 金属塑性 成形
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3.2塑性成 形机理 滑移
3 金属塑性 成形
日 常 用 品
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汽 车 覆 盖 件
飞
冲压成形产品示例—— 高科技产品
机 蒙 皮
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3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
锻压3塑（性Met成al 形for分gin类g and stamping）
1.体积成形 (Bulk Metal Forming):
1.1 锻造 (Forging)
1.1.1自由锻造 1.1.2模锻
示意图
晶体外表面的滑移痕迹 12×
滑移带（铜） 500×
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3.2塑性成 形机理
孪晶
孪晶前
3 金属塑性 成形
• 孪晶面 孪晶后
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• 工业纯铁 孪晶 100倍
3.2塑性成 形机理 晶内变
形
3 金属塑性 成形
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3.2塑性成 形晶机界理变形
3 金属塑性 成形
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3.2塑性成 形机理
3.金属塑性变形的影响因素