贵金属材料的塑性加工工艺及性能
材料加工的工艺和性能分析
材料加工的工艺和性能分析材料加工是指将原材料或半成品经过一系列工艺操作，加工成具有一定形状和性能的工件或零部件的过程。
在现代工业生产中，材料加工是非常重要的环节，它直接影响到产品的质量和性能。
本文将对常见的材料加工工艺和其对应的性能进行分析。
一、铸造工艺铸造是将熔融状态的金属或合金倒入铸型中，经凝固和冷却而形成所需形状的工艺。
铸造工艺主要有砂型铸造、金属型铸造、压铸等。
该工艺具有以下特点：1. 成本低廉：铸造工艺适用于大批量生产，成本相对较低；2. 产品形状复杂：通过铸造，可以制造出各种形状复杂、内部结构复杂的零部件；3. 结构致密度低：铸造的工件内部可能存在气孔、夹杂物等缺陷，对于一些要求结构致密度高的零件不太适用。
二、锻造工艺锻造是通过加热金属至一定温度后，施加外力使金属发生塑性变形并得到所需形状的工艺。
锻造工艺包括冷锻、热锻、自由锻等。
它的特点如下：1. 精度较高：锻造可以获得尺寸精度较高、表面质量较好的工件；2. 机械性能优良：经过锻造的工件具有良好的力学性能，尤其是耐热、耐磨性能；3. 高能耗：由于锻造过程需要加热金属至高温，需要消耗较多能量。
三、机械加工工艺机械加工是通过机床对金属材料进行切削、磨削、钻孔等工艺操作以得到所需形状和尺寸的工件。
常见的机械加工工艺包括车削、铣削、钻削、磨削等。
该工艺的特点如下：1. 精度高：机械加工可以获得高精度、高表面质量的工件；2. 加工适应性强：机械加工适用于各种材料、形状的加工，加工工件范围广；3. 耗时较长：相对于其他加工工艺而言，机械加工需要较长的加工周期。
四、焊接工艺焊接是通过加热或施加压力使材料相互黏结的工艺，常用于连接金属材料。
焊接工艺包括电弧焊、激光焊、气焊等。
焊接的特点如下：1. 连接牢固：焊接可以实现材料的牢固连接，焊缝强度高；2. 热影响区大：焊接会产生较大的热输入，导致焊接接头周围材料发生组织变化，热影响区较大；3. 操作复杂：焊接操作技术要求较高，需要熟练的技术人员进行操作。
金属塑性加工
单日志页面显示设置网易首页网易博客金属塑性加工默认分类 2008-07-07 18:27 阅读620 评论0字号：大中小绪论一、金属塑性加工及其分类金属塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和组织、性能的制品的一种基本的金属加工技术，以往常称压力加工。
金属塑性加工的种类很多，根据加工时工件的受力和变形方式，基本的塑性加工方法有锻造、轧制、挤压、拉拔、拉深、弯曲、剪切等几类（见表0-1）。
其中锻造、轧制和挤压是依靠压力作用使金属发生塑性变形；拉拔和拉深是依靠拉力作用发生塑性变形；弯曲是依靠弯矩作用使金属发生弯曲变形；剪切是依靠剪切力作用产生剪切变形或剪断。
锻造、挤压和一部分轧制多半在热态下进行加工；拉拔、拉深和一部分轧制，以及弯曲和剪切是在室温下进行的。
1．锻造靠锻压机的锻锤锤击工件产生压缩变形的一种加工方法，有自由锻和模锻两种方式。
自由锻不需专用模具，靠平锤和平砧间工件的压缩变形，使工件镦粗或拔长，其加工精度低，生产率也不高，主要用于轴类、曲柄和连杆等单件的小批生产。
模锻通过上、下锻模模腔拉制工作的变形，可加工形状复杂和尺寸精度较高的零件，适于大批量的生产，生产率也较高，是机械零件制造上实现少切削或无切削加工的重要途径。
2．轧制使通过两个或两个以上旋转轧辊间的轧件产生压缩变形，使其横断面面积减小与形状改变，而纵向长度增加的一种加工方法。
根据轧辊与轧件的运动关系，轧制有纵轧、横轧和斜轧三种方式。
（1）纵孔两轧辊旋转方向相反，轧件的纵轴线与轧辊轴线垂直，金属不论在热态或冷态都可以进行纵轧，是生产矩形断面的板、带、箔材，以及断面复杂的型材常用的金属材料加工方法，具有很高的生产率，能加工长度很大和质量较高的产品，是钢铁和有色金属板、带、箔材以及型钢的主要加工方法。
（2）横轧两轧辊旋转方向相同，轧件的纵轴线与轧辊轴线平衡，轧件获得绕纵轴的旋转运动。
可加工加转体工件，如变断面轴、丝杆、周期断面型材以及钢球等。
精密塑性加工技术的分类原理和特点
精密塑性加工技术精密塑性加工技术的分类、原理和特点学院：材料科学与工程学院专业：材料加工工程姓名：张春丽学号：20134321162013 年7月5日一精密塑性加工概述1.1 精密塑性加工技术的概念精密塑性加工是金属材料通过精密塑性加工的方法获得精化毛坯或最终产品零件的加工工艺，过去称为少/无切削工艺，近年来称为近/净加工，习惯上统称为精密塑性加工。
精密塑性加工技术是新材料技术、现代模具技术、计算机技术和精密测量技术与传统的锻造、冲压、挤压等工艺方法相结合的产物。
它使加工的制品达到或接近最终零件产品的形状和尺寸，实现质量与性能的优化，缩短制造周期和降低成本。
1.2 精密塑性加工的特点（1）材料利用率高采用精密塑性加工工艺生产的制件表面仅留少量的机械切屑加工余量或不留余量。
（2）零件产品性能好采用精密塑性加工工艺生产的零件，其金属纤维沿零件轮廓形状分布，且连续致密。
（3）零件产品尺寸规格的一致性好精密塑性加工一般都通过精锻模、挤压模、精冲模和其他精密模具来实现相应精密零件或制品的生产。
同一副模具生产成千上万件、数十万件乃至上百万件的零件产品，仍使产品形状和尺寸精度保持一致。
（4）可实现零件产品质量的有效控制采用数值模拟仿真如体积金属塑性加工的有限元模拟和板料金属塑性加工的有限元技术，选择合适的模拟软件并建立起合理的有限元模型。
通过模拟可以获得变形金属在模具型腔中的流动方向和流动速度场、应力场、应变场、温度场和内部损伤等详细信息和加工规律；预测缺陷部位及原因；优化工艺参数，获得所需要的组织结构，实现零件产品的有效控制，提高产品的安全性、可靠性与使用寿命。
（5）生产效率高采用精密塑性加工工艺生产，一是多数精密塑性加工的工序比传统塑性加工工序少；二是多采用数控技术和数控设备来实现生产工艺流程，与传统相比，生产效率可提高数十倍甚至上百倍。
（6）存在的主要问题一是一部分精密塑性加工工具，如精模锻、挤压模的使用寿命有待提高；二是高精度高效专用设备和机械手与机器人的研制与应用。
塑性成形的特点与基本生产方式
一.板料冲压的基本工序
分离工序：落料、冲孔、切断、切口 变形工序：弯曲、拉深、翻边、成形
1、分离工序
将冲压件与板料按要求的轮廓线分离的工序，如剪 切、落料、冲孔。落料和冲孔总称为冲裁。
（2）冲裁件断裂面
① 蹋角带 ② 光亮带：表面光滑,断
面质量最好。 ③ 剪裂带：表面粗糙,略
带斜度。 ④ 毛刺：微裂纹出现时产
July 2021
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
难易程度。
衡量指标：
塑性 变形抗力
目 标：
塑性好 变形抗力小
影响锻造性能的因素：(1)金属本质 (2)变形条件
1. 金属本质的影响
纯金属锻造性能好
化学成分
合金差 碳钢，含碳量越少，锻造性能越好
硫、磷含量越少，可锻性越好
内部组织
纯金属、固溶体可锻性好 金属碳化物差 细晶粒好，粗晶粒差
2. 变形条件的影响
（1）变形温度
适当高温利于锻造
过热
温度过高产生
过烧 氧化
脱碳
在始锻与终锻温度之间
温 度 /C °
1538A 固相线液相线 L
1250 始锻温度L+A
碳 钢
的
E
A
锻
造
G 912
温
800
A+Fe3CⅡ
度
A+F
K
第三篇(塑性加工)
纤维组织的稳定性很高，不能用热处理或其它方法加以消 除，只有经过锻压使金属变形，才能改变其方向和形状。 合理利用纤维组织
应使零件在工作中所受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，尽量不被切断。
§1-3
金属的可锻性
金属材料通过塑性加工获得优质零件的难易程度。 （经塑性加工而不断裂） 塑性
三拐曲轴的锻造过程
§2-1 锻造方法
自由锻特点
●
坯料表面变形自由；
● 设备及工具简单，锻件重量不受限制； ● ● ●
锻件的精度低； 生产率低，适用于单件小批生产； 是大型锻件的唯一锻造方法。
§2-1 锻造方法
模锻
使加热后的金属在模膛内
受压变形以获得所需锻件 的方法。 应用： 大批量生产中小锻件。 ＜150Kg，如曲轴、连 杆、齿轮。
在冷加工时,形变强化使金属塑性降低,进
一步加工困难,应安排中间退火工艺。 实质：塑性变形时位错运动受阻，使交叉滑移中位错运动范围缩小，因 此，金属性能随之改变。
一、金属材料产生加工硬化
金属材料 强度和硬 度提高， 塑性和韧 性下降。
有利：加工硬化可提高产品性能! 不利：进一步的塑性变形带来困难! 加热可消除硬化现象!
压力使金属成型为各种型材和锻件等。
a）自由锻 b）模锻 c）胎模锻 胎模锻：自由锻设备上，采用不与上、下砧相连接的活动模具 成形锻件的方法。是介于自由锻和模锻之间的锻造工艺方法。 2）冲压 利用冲模将金 属板料切离或变形 为各种冲压件。
3）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的 加工方法。 用于生产各种型材、管材、板材等。
模锻
模锻是利用锻模使坯 料变形而获得锻件的 锻造方法。
第一节贵金属加工工艺介绍
首饰铸造的过程 图形说明
作业
• • • • • 1.什么是锻造工艺? 2.锻造的过程 3.什么是铸造工艺？ 4.铸造工艺的特点 5.首饰铸造的过程？
今晚下课交
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首饰蜡雕
贵金属加工工艺
1
锻造工艺
铸造工艺
什么是锻造工艺
锻造是指利用金属的塑性变形能 力,在一定温度(退火)下,将变的稍 稍柔软的金属,通过机械加工方式, 使用锻造设备与工(模具)具,或通 过传统人工加工的方式,进行捶打 挤压 变形 拉丝 焊接等操作,得到
锻造工艺
设计造型的一种工艺方法.
锻造为暗红 色时,在 放入火中 上进行捶 打锻造 (通过反 复捶打,令 其延展变 形)
1
金属材料 融化
3
将金属块
2
铸为铁块
烤红,随
后继续捶 锻.
在火中加 热(变桃 红色)
什么是铸造
是指金属融化后烧铸 到各种模型的空腔里， 金属液沾满了空腔空 间冷却后形成的工艺 方法。
铸造工艺的特点
• 制作过程中金属材料损耗低，能够制作造 型复杂的铸件，且制作准确，适宜批量化 复杂生产，是现代社会工业的重要制造方 法。
首饰铸造的过程
4 3
脱蜡得 到石膏 模 将金属 材料融 化后， 通过倒 吸压 甩等方 式将金 属液注 入到模 型空腔 当中
金属材料的塑性指标
金属材料的塑性指标
金属材料的塑性指标是指金属在受力作用下发生塑性变形的能力。
塑性指标是
评价金属材料加工性能的重要指标之一，对于金属材料的选择和加工具有重要的指导作用。
常见的金属材料的塑性指标包括屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等。
首先，屈服强度是金属材料在拉伸试验中开始发生塑性变形时的应力值。
屈服
强度越大，表示金属材料的抗拉性能越好，具有更高的塑性。
屈服强度是评价金属材料抗拉性能的重要参数，对于金属材料在工程结构中的应用具有重要的指导意义。
其次，延伸率是金属材料在拉伸试验中断裂前的变形量与原始标距的比值。
延
伸率越大，表示金属材料的塑性越好，具有更好的加工性能。
延伸率是评价金属材料加工性能的重要指标之一，对于金属材料的选择和加工具有重要的指导作用。
另外，冷加工硬化指数是金属材料在冷加工过程中硬化速率的指标。
冷加工硬
化指数越小，表示金属材料的塑性越好，具有更好的冷加工性能。
冷加工硬化指数是评价金属材料冷加工性能的重要参数，对于金属材料的冷加工工艺设计具有重要的指导意义。
总之，金属材料的塑性指标是评价金属材料加工性能的重要指标，对于金属材
料的选择和加工具有重要的指导作用。
通过对金属材料的屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等塑性指标的评价，可以有效地指导金属材料的应用和加工工艺的设计，提高金属材料的加工质量和效率，促进金属材料在工程结构中的应用。
因此，加强对金属材料塑性指标的研究和应用具有重要的意义，有助于推动金属材料领域的发展和进步。
《塑性加工工艺》课件
强度
强度是材料在塑性加工过程中抵抗形变的能力，可以通 过抗拉强度等参数来评估。
塑性加工的变形和回弹
1
变形
材料在塑性加工过程中会发生持久性的形变，改变其初始形状。
2
回弹
塑性材料在受力解除后，可能会出现一定程度的恢复原状的现象。
3
影响因素
变形和回弹程度受材料的硬度、强度和加工工艺等因素的影响。
塑性加工的参数和工艺控制
材料要求 高塑性 易加工 良好的延展性 耐热
物理性质 弹性模量低 低熔点 变形温度、形变速率等参数，以及材料的力学性 质对加工过程的影响。
塑性加工中的应变和强度概念
应变
应变是材料在塑性加工过程中发生形变的程度，可以通 过应变曲线来描述。
高塑性
塑性材料具有良好的可塑性和可延展性，适用于各 种加工工艺。
耐腐蚀
塑性材料通常具有良好的耐腐蚀性能，适用于化工 等领域。
轻质
塑性材料相比于金属材料更轻，因此适用于需要轻 质结构的应用领域。
应用领域
塑性材料广泛应用于汽车制造、电子产品、包装材 料等领域。
塑性加工的分类及其工艺流程
1
热塑性加工
材料通过加热软化后，经过挤压、吹塑等工
1 温度
控制加热温度可以影响材料的流动性和成型效果。
2 压力
合理的施加压力可以保证塑性材料充分填充模具，并使产品形状更加精确。
3 速度
控制运动速度可以影响产品的表面质量和成型效率。
塑性加工中的模具设计和加工 工艺
模具设计和加工工艺决定了产品的精度和质量，包括模具材料的选择、结构 设计等方面。
热固性加工
2
艺进行加工。
材料通过加热固化后，经过模压、压缩成型
金属塑性加工工艺
金属塑性加工工艺20103606 材料加工1班魏绪1.材料加工：金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定几何形状，尺寸和精度，以及服役性能的材料、毛坯或零件的加工方法。
2.适用范围：钢、铝、铜、钛等及其合金。
3.主要加工方法：(1) 轧制：金属通过旋转的轧辊受到压缩，横断面积减小，长度增加的过程。
(可实现连续轧制)纵轧、横轧、斜轧。
举例：汽车车身板、烟箔等；其它：多辊轧制(24辊)、孔型轧制等。
(2) 挤压：金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流出而制取各种断面金属材料的加工方法。
定义：金属材料在挤压模内受压被挤出模孔而变形的加工方法。
挤压法非常适合于生产品种、规格、批数繁多的有色金属管、棒、型材及线坯。
正挤压—— 坯料流动方向与凸模运动方向一致。
反挤压—— 坯料流动方向与凸模运动方向相反。
举例：管、棒、型；其它：异型截面。
特点： ① 具有比轧制更为强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性，获得大变形量。
可加工用轧制或锻造加工有困难甚至无法加工的金属材料。
② 可生产断面极其复杂的，变断面的管材和型材。
卧式挤压机 正挤反挤③灵活性很大，只需更换模具，即可生产出很多产品。
④产品尺寸精确，表面质量好。
(3) 锻造：锻锤锤击工件产生压缩变形•定义：借助锻锤、压力机等设备对坯料施加压力，使其产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和一定组织性能的锻件。
垂直方向（Z向）受力，水平方向（X、Y向）自由变形。
A.自由锻：金属在上下铁锤及铁砧间受到冲击力或压力而产生塑性变形的加工我国自行研制的万吨级水压机B.模锻：金属在具有一定形状的锻模膛内受冲击力或压力而产生塑性变形的加工。
举例：飞机大梁，火箭捆挷环等。
万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环特点：在塑性变形中，能使坯料的粗晶粒破碎、疏松、孔隙被压实、焊合，锻件的内部组织和性能得到较大改善。
应用：锻造应用十分的广泛，可以生产几克重到200t以上各种形状的锻件，如各种轴类、曲柄和连杆。
金属材料的性能和加工工艺
金属材料的性能和加工工艺金属材料是广泛应用于制造行业的一类材料，其性能和加工工艺的研究和掌握对于制造业的发展至关重要。
本文将从金属材料的性能和加工工艺两个方面入手，探讨其相关问题。
一、金属材料的性能金属材料的性能包括热力学性能、物理性能和化学性能等方面。
其中，热力学性能指的是金属材料在热力学条件下的性质，如热膨胀系数、熔点、凝固温度等；物理性能则指的是金属材料在物理条件下的性质，如弹性模量、导电性、磁性等；化学性能则指的是金属材料在化学条件下的性质，如耐腐蚀性、氧化性等。
这些性能决定了金属材料的使用范围和作用效果。
以铝材料为例，其热力学性能表现为优良的导热性和热膨胀性，因此广泛应用于建筑和汽车制造行业；其物理性能表现为轻质、坚固、易加工，因此也被广泛应用于航空航天和电子行业；其化学性能表现为耐腐蚀性强，可以在海水和酸雾等腐蚀环境中长期使用。
二、金属材料的加工工艺金属材料的加工工艺包括铸造、锻造、轧制、拉拔、冲压、深孔加工等多种方式。
每一种加工工艺都有其特定的应用范围和加工效果。
铸造是一种常见的金属成型工艺，适用于生产各种大型、复杂形状的铸件，如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
锻造则是利用材料的塑性变形来制造各种金属件，其优点在于可以提高材料的强度和耐用性。
轧制和拉拔是常用的金属板材和线材成型工艺，可以生产各种规格的金属板、管、线和条等产品。
冲压则是应用于生产大批量的金属件的一种高效率工艺，如汽车身板、家具金属部件等。
对于不同的金属材料和加工对象，选择合适的加工工艺可以最大限度地保持材料性能和提高产品质量。
三、金属材料的加工应用金属材料的加工应用广泛，包括建筑、制造业、医疗、电子、航空航天等多个领域。
其中，建筑和制造业是金属材料的主要应用领域，例如在建筑中，常用的铝型材、不锈钢材料、钢材等可以用于窗户、门、墙板、屋顶、栏杆等部件制造中，这些部件具有耐风、耐水、耐火和耐腐蚀等特性。
在制造业中，金属材料被用于生产汽车、机械、船舶、航空器、卫星等多种产品，其中不锈钢、铝合金、钢等材料都有其主要应用场景。
工程材料—金属的塑性加工
1. 回复
回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺 陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空 位与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇 合并而使缺陷数量减少等。
由于位错运动使其由冷 塑性变形时的无序状态 变为垂直分布，形成亚 晶界，这一过程称多边 形化。
1. 回复
在回复阶段，金属组织变化 不明显，其强度、硬度略有 下降，塑性略有提高，但内 应力、电阻率等显著下降。 工业上，常利用回复现象将 冷变形金属低温加热，既稳 定组织又保留加工硬化，这 种热处理方法称去应力退火。
2.3.1 金属的塑性变形
1.单晶体金属的塑性变形 2.多晶体金属的塑性变形 3.塑性变形对金属组织与性能的影响
2.多晶体金属的塑性变形
（1）不均匀的塑性变形过程 单个晶粒变形与单晶体相似,多晶体变形比单晶体复杂。
2.多晶体金属的塑性变形
（2）晶粒位向的影响
由于各相邻晶粒的位向不同，晶粒间的这种相互 约束，使得多晶体金属的塑性变形抗力提高。
铜拉伸试样表面滑移带
1.单晶体金属的塑性变形 （2） 孪生
孪生是指晶体的一部分沿 一定晶面和晶向相对于另
一部分所发生的切变。
• 发生切变的部分称孪生带或孪晶，沿其发生孪生的 晶面称孪生面。 • 孪生的结果使孪生面两侧的晶体呈镜面对称。
1.单晶体金属的塑性变形
与滑移相比：
孪生使晶格位向发生改变； 所需切应力比滑移大得多, 变形速度极快, 接近声速; 孪生时相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距 .
2.3.1 金属塑性变形
2.3.2 金属的回复和再结晶
2.3.3 塑性变形和再结晶在工程应用
2.3.2 金属回复和再结晶
金属材料加工工艺
08
(2)轧制
金属塑性加工工艺之一。如图6—8所示，利用两个旋转轧辊印压力
使金属坯料通过一个特定空间产生塑性变形，以获得所要求的截面形
2
状并同时改变其组织性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状的
3
原材料，如圆钢、方钢、角钢、下字钢、工字钢、槽钢、z字钢、钢轨
等。按轧制方式分为横轧、纵轧和斜轧；按轧制温度分为热轧和冷轧。
热处理
01
04
02
03
通过加热和冷却的方法，改变金属内部或表面的绢织结构， 以获得预期性能的工艺方法。根据热处理时加热冷却规范的基本特点及其对组织性能的影响，金属热处理可分为普通热处理、表面热处理和特殊热处理。1. 普通热处理
普通热处理包括退火、正火、淬火和回火处理
退火是将金属加热到临界温度(Ac3：或Ac1，)以上，保温一段时间后度冷却，使其组织结构接近均衡状态，从而消除或减少内应力，均化组织和成分，有利于加工作业。
04
3．切削加工
又称为冷加工。利用切削刀具在切削机床上(或用手工)将金属工件的多余加工量切去，以达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺过程。
按加工方式分为车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削及钳工等，是最常见的金属加工方法。
4．焊接加工
焊接加工是充分利用金属材料在高温作用下易熔化的特性，使金属与金属发生相互连接的一种工艺，是金属加工的一种辅助手段。
第六章 金属材料及加工工艺
正火是将金属加热保温后，在室温下空气中进行冷却，是一种特殊的退火处理。
淬火是将金属加热至临界温度以上，保温后快速冷却至室温，以达到强化金属组织，提高金属的强度、硬度等机械性能。
回火是将淬火后的金属重新加热，再进行保温冷却。其目的是为了消除淬火应力，以达到所要求的组织和性能。
大学金属工艺的金属塑性加工的相关问题的讲解
金属纤维组织
图3－6铸锭热变形前后的组织
纤维组织的特点
变形程度越大，纤维组织越明显。 常用锻造比γ表示变形程度。坯料拔长时的锻造比为： γ=F0/F 式中F0为坯料拔长前的横截面积；F为坯料拔长后的横截面积。 纤维组织使金属在性能上具有方向性。 纵向（平行于纤维方向）上的塑性、韧性提高， 横向（垂直于纤维方向）上的塑性、韧性则降低。 纤维组织的稳定性很高，不能用热处理或其它方法加以消除 不能用热处理或其它方法加以消除， 不能用热处理或其它方法加以消除 只有经过锻压使金属变形，才能改变其方向和形状。
知识点：
第二章
锻造
1、自由锻和模锻。 2、胎模锻。 3、余块、机械加工余量。 4、模锻－－焊接成形。
锻造：在加压设备及工（模）具作用下，铸锭产生局部或全部的塑
性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
第一节 锻造方法
一、自由锻
(1)、 (1)、自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下砧之间产生塑性变
位错移动：高位能的位错处原子， 位错移动 在比理论值小的切应力下滑移。从 一个位置滑移到另一个位置。
未变形
弹性变形
弹塑性变形
塑性变形
图3－2
位错运动引起塑性变形示意图
位 错 移 动 的 结 果： 塑 性 变 形。
晶内变形：金属由大量微小晶粒组成的 晶内变形 多晶体，由组成多晶体的许多单个晶粒 产生变形。其综合效果是塑性变形。 其综合效果是塑性变形。 其综合效果是塑性变形
A 锻造比： 锻造比：Y镦= A0 ＞1
拔长、镦粗、冲孔、弯曲、扭转、错移、 拔长、镦粗、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割
使坯料高度减小，截面积增大的工序。 使坯料高度减小，截面积增大的工序。
金属塑性加工工艺
金属塑性加工工艺金属塑性加工工艺是一种将金属材料通过塑性变形而制成的工艺。
塑性加工是工程领域中较为常见的一种加工方式，可以生产出各种不同形状和尺寸的金属制品，比如机床、船舶、汽车、飞机、电子、家具等等。
本文将从几个方面介绍金属塑性加工工艺的一些基本知识。
1. 塑性加工的分类塑性加工可以大致分为两类：热加工和冷加工。
热加工又分为锻造和轧制两种，冷加工又分为拉伸、压缩、弯曲、挤压等几种。
不同的加工方式适用于不同的金属材料和加工要求，其中最常用的是轧制和拉伸。
2. 加工流程每一种塑性加工方式都有其独特的加工流程，但是每一种流程都包含了几个基本步骤，如下：1) 选材：选择适合加工的材料。
2) 制备：对材料进行清理、切割和热处理（如有必要）。
3) 加工：进行塑性加工，通常包括粗加工和精加工两个阶段。
4) 检测：对加工后的制品进行外观检测、尺寸检查、化学成分检测等。
5) 打磨：对制品进行表面加工，包括研磨、抛光等。
6) 包装：对制品进行包装，以防止损坏。
与锻造等传统加工方式相比，塑性加工有以下优点：1) 可以在较低的温度下进行加工，不会破坏材料的金属结构。
2) 通过加工可以获得更精确、更复杂的形状，可实现高度自动化生产。
3) 相比于锻造等加工方式，塑性加工可以轻松进行大批量生产，并且成本更低。
4. 材料的选择在进行塑性加工之前，需要选择适合加工的材料。
不同金属材料的物理和化学性质都有所区别，对于不同加工工艺的要求也不同。
使用不同材料的加工流程也不同。
如下是常用的几种材料：1) 铝：适合进行拉伸、挤压等冷加工流程。
总之，对于不同的加工工艺都需要选择不同的材料，以便在加工过程中获得最佳效果。
5. 结论。
第3章 金属材料的塑性成形——压力加工
其优劣主要取决于金属本身和变形时的外部条件。
影响可锻性的因素
(1) 金属的成分：纯金属好于合金，fcc好于bcc好 于hcp，低碳钢优于高碳钢，低碳低合金钢优于 高碳高合金钢；有害杂质元素一般使可锻性变坏
(2) 金属的组织：单相组织好于多相组织；铸态下 的柱状组织、粗晶粒组织、晶界上存在偏析或有 共晶莱氏体组织使可锻性变差
2、研究与开发塑性加工过程的计算机模拟技术与模具 CAD/CAE/CAM技术等。
3、研究与开发柔性成形技术、增量成形技术、净成形技 术、近净成形技术、复合成形技术等。
4、研究与开发使环境净化的加工技术，如低噪音、小/ 无震动、节省能源、资源或再利用的加工技术。
§3.2 金属的塑性加工成形性
金属的塑性加工成形性/可锻性(Forgeability) ： 用来衡量金属在外力作用下发生塑性变形而不易 产生裂纹的能力，是金属重要的工艺性能之一；
(3) 加工条件 1) 变形温度：一般变形温度的升高，可提高金 属的可锻性；但注意过热、过烧问题
不同合金系8种典型金属的可锻性
Ⅰ—纯金属及单相合金(铅合金、 钼合金、镁合金)；Ⅱ—纯金属及 单相合金(晶粒长大敏感者)(铍、镁 合金、钨合含、钛合金)；Ⅲ—具 有不溶解组分的合金(高硫钢，含 硒不锈钢)；Ⅳ—具有可溶组分的 合金(含氧化物的钼合金，含可溶 性碳化物和氮化物的不锈钢)； Ⅴ—加热时形成有塑性第2相的合 金(高铬不锈钢)；Ⅵ—加热时形成 低熔点第2相的合金(含硫的铁、含 锌的镁合金)；Ⅶ—冷却时形成有 塑性第2相的合金(碳钢和低合金钢 、-钛合金和钛合金)；Ⅷ—冷 却时形成脆性第2相的合金(高温合
可显著减小总变形力，用小设备加工大零件。
(首饰贵金属材料及工艺学)第五章首饰贵金属材料的加工工艺
化时吸附的气体。如果铸型的排气能力差，如离心浇铸工艺，浇铸速度快，
腔内气体压力可迅速提高阻碍液态金属的充型，使铸件产生大量的气泡、缩
松和缩孔。
（2）浇注条件：包括浇注温度、充型压力等。
浇注温度：浇铸温度越高，合金的粘度降低，
在铸型中保持液态的时间长，故充型能力强，反
之，充型能力差。
但浇铸温度过高，贵金属材料往往在高温下
方式有喷枪熔解、金属釜熔解和高频熔解。铂用喷枪和高 频式，需测温时用高频熔解。金、银在需测温时用釜和高 频方式。 高频加热方式：可在真空中和气体中熔解，可测温，且铂 的熔解很容易，故是最佳的方式，不过造价较高。 釜式：该方式通过加热器的发热来熔解，对金银的熔解 效果较好，但不适于铂的熔解。 喷枪式：对所有贵金属都有效，但气氛熔解困难，也不 能测温，故特别需要经验。操作者个性差异较大，金属的 损耗也较其他方式大。
真空离心铸造是结合了正压铸造和负压铸造的优点的一种 铸造方法，就其本质而言，真空离心铸造是属于负压铸造。 虽然这里的“真空”不只是指铸模内部，熔融金属及其容 器——坩埚也是处于真空状态，但按照我们上面对“负压 铸造”的定义，在铸造过程中，铸模内部的压力小于大气 压，因此将“真空离心铸造”归于“负压铸造”一类是合 理的。
铸造量
一次能熔的金属量，根据铸造的产量确定铸型的大小，产 量大时使用大的铸型，一次可产出大量的铸件。产量小时 用小的铸型。
据铸造金属量划分的铸造机的大致分类
铂合金 大型250g以上， 中型80～150g， 小型50g以下 金合金 大型250g以上， 中型80～200g， 小型80g以下 由于铂金会在加热停止后7秒钟内凝固，因此铸造量太多，
具有强力吸收气体的特性，铸件容易产生缩孔、
粗晶等缺陷，在保证充型能力足够的前提下，烧
金属材料及加工工艺
金属材料及加工工艺引言金属材料是现代工业中最常使用的材料之一。
金属材料的特点包括良好的导电性、导热性、机械性能和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于各个领域，如建筑、汽车制造、航空航天等。
为了满足不同工程需求，金属材料的加工工艺也在不断发展和改进。
本文将对金属材料的特性进行简要介绍，并介绍常见的金属加工工艺。
金属材料的分类金属材料主要分为两大类：1）有色金属和2）黑色金属。
有色金属有色金属是指颜色较浅的金属材料，包括铜、铝、铅、锌、镍等。
这些金属具有良好的导电性和导热性，因此常用于电气、电子、建筑等领域。
有色金属通常比黑色金属更昂贵。
黑色金属黑色金属是指颜色较深的金属材料，主要由铁和碳组成。
黑色金属具有较高的强度和耐磨性，因此广泛应用于结构工程、汽车制造、机械制造等领域。
与有色金属相比，黑色金属价格相对较低。
金属加工工艺金属加工工艺是将金属材料进行形状改变和加工的过程。
金属加工工艺可以分为以下几种类型：切削加工切削加工是最常用的金属加工方法之一。
它通过在金属材料上施加切削力，将材料切削成所需形状。
常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻削等。
塑性加工塑性加工是通过施加压力将金属材料塑性变形成所需形状的一种加工方法。
常见的塑性加工方法包括锻造、压铸、冲压等。
塑性加工可以在不破坏金属晶体结构的情况下改变材料形状。
焊接焊接是将两个或多个金属材料通过加热或施加压力的方式连接起来的一种加工方法。
常见的焊接方法包括电弧焊、气体焊、激光焊等。
焊接可以将不同类型的金属材料连接起来，实现更复杂的结构。
表面处理表面处理是为了改善金属材料的表面性能而进行的一种加工方法。
常见的表面处理方法包括电镀、热处理、喷涂等。
通过表面处理，可以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性等性能。
其他加工方法除了以上几种常见的金属加工方法，还有一些特殊的加工方法，如电火花加工、激光切割等。
这些加工方法在特定的应用领域具有独特的优势。
结论金属材料及其加工工艺在现代工业中起着重要的作用。
金属材料的加工工艺
金属材料的加工工艺金属材料的加工工艺是指通过一系列的制造过程，将金属原料加工成所需要的最终产品的技术和方法。
金属材料是工业生产中最常用的材料之一，广泛应用于机械制造、建筑、汽车、电子等领域。
下面将介绍几种常见的金属材料加工工艺。
1. 锻造工艺：锻造是将金属材料置于模具中，通过力的作用使其产生塑性变形，得到所需形状的一种加工方法。
锻造可以分为自由锻造、模锻和挤压锻造等几种方式，适用于加工各种金属制品。
锻造工艺可提高材料的力学性能，改善金属的内部组织结构，提高产品的强度和硬度。
2. 铸造工艺：铸造是利用熔化的金属材料，借助模具的形状和负压力将金属液注入模具中，通过冷却和凝固得到所需形状和尺寸的工艺。
铸造是最早的金属加工方式之一，具有制造成本低、适应性广和生产效率高的特点。
3. 切削工艺：切削工艺是将金属材料放置在车床、铣床、钻床等机械设备上，通过旋转或振动的刀具来削除金属材料的一种加工方法。
切削工艺适用于制造各种形状的金属产品，并可以提高产品的精度和表面质量。
4. 焊接工艺：焊接是将金属材料通过高温或化学反应等方法进行连接的加工方式。
焊接工艺可以将金属材料连接成复杂的结构，常用于制造机械设备、船舶、桥梁等工程项目。
以上是几种常见的金属材料加工工艺，每种工艺都有自身的特点和适用范围。
随着科技的不断进步，金属材料加工工艺也在不断创新和完善，以满足不同领域对于金属制品的需求。
继续写相关内容，1500字5. 轧制工艺：轧制是将金属坯料经过一系列辊道的压制和塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸的加工方法。
轧制工艺常用于生产金属板材、棒材、型材等产品。
通过轧制，可以改变金属的厚度、宽度以及截面形状，同时还能提高金属的硬度和强度。
6. 冷冲压工艺：冷冲压是将金属板材放置于冲床上，通过冲击力和冲压模具对金属板材进行塑性变形的一种加工方法。
冷冲压工艺常用于生产金属件、金属组件和金属外壳等产品。
冷冲压具有成本低、生产效率高、批量生产等优点，并可实现复杂形状和精度要求较高的产品制造。
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首饰的模具冲压
首饰的体积较小，形状复杂，使用模冲的方法加 工，可节约大量时间，提高产出率，降低单件模 具的综合成本。不仅如此，贵金属材料良好的延 展性使得模冲在首饰制造中的应用面日渐增加。
由于变形应力的作用，模冲还使本来偏软的贵金 属材料变得坚硬，强度、亮度和耐磨性大大提高， 首饰的使用寿命明显延长。
b）相2、实际塑性变形：
a）各个晶粒内部滑移和孪生的总和， 构成整体塑性变形。
b）各个晶粒间的变形，是产生内应力 和开裂的原因。
三、塑性变形后金属的组织和性能
1、加工硬化
金属经过塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下 降的现象
a）晶格扭曲
b）晶粒破碎
b）模锻
c）胎模锻
（4）冲压 利用冲模将金属板料切离或变形为各种冲压件 锻造及冲压示意图
（5）拉拔 将金属坯料从拉模的模孔中拉出而成型为各种线材、
薄壁管材、特殊截面型材等
二、金属压力加工的特点及应用
1、特点
与铸造相比
（1）优点
a）力学性能高
内部缺陷被压合
晶粒显著细化
ｂ)生产率高
（2）坯料原始组织特征：晶粒粗大、组织不均匀、有气孔、缩松、 微裂纹、非金属夹杂物等缺陷
（3）热变形后的组织特征：
a）加工硬化和再结晶同时发生
b）冶金缺陷得到改善或消除
c）最终得到细小的等轴晶
d）组织致密，力学性能显著提高
金属的可锻性
可锻性是金属经受塑性成型的难易程度， 塑性好、变形抗力小，金属的可锻性就好
第2节 贵金属材料的塑性加工工艺及性能
一、金属塑性成形的实质及方式 1、概念 在外力作用下使金属产生塑性变形，从而获得具
有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加 工方法。 大多数有色金属及其合金都具有一定塑性，可以 在热态或冷态下进行塑性成形。
2、主要方式
轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压 （1）轧制 使金属坯料通过两个旋转轧辊之间的间隙而产
1、单晶体的塑性变形
（1）单晶体滑移
晶体的一部分相对另一部分沿一定晶面（滑移面）和这个晶面上的一 定晶向（滑移方向）产生相对移动的现象。
a）坯料在拉伸时受力分析：
正应力——晶粒弹性伸长——拉断
切应力——晶粒扭曲——滑移
b）一般规律：
滑移面：原子排列最紧密的面
滑移方向：原子排列最紧密的方向
理论上，整体刚性滑移——滑移困难
始锻温度：锻造温度的上限
终锻温度：锻造温度的下限
（2）变形速度
金属材料在单位时间内的变形程度
a）变形速度不大时，回复和再结晶来不及消除加工硬 化，可锻性下降
b）变形速度大于一定值后，由于塑性变形的热效应使 材料温度升高，回复和再结晶充分，可锻性提高
贵金属的锤锻工艺及性能
金属的锤锻加工性能与合金的化学成分及 组织存在密切关系， 主要取决于晶体结构、 合金化程度、合金相组成物的性能、形态、 大小及分布，杂质元素的种类和含量，以 及晶粒大小等因素。
2、回复
随着温度的上升，原子热运动加剧，晶格扭曲被消除，内 应力明显下降的现象。
a）晶格扭曲消除
b）内应力明显下降
回复只能部分消除加工硬化
3、再结晶
温度上升到金属熔化温度的0.4-0.5倍时，开始以某些碎晶 或杂质为核心生长成新的晶粒，加工硬化完全消除。
（1）再结晶过程
a）原子热振动加剧
1、金属的本质
（ 1）化学成分
a）纯金属比合金的可锻性好
b）含合金元素少的合金比多的好
（2）组织
a）单相组织（纯金属或固溶体）比
多相好
b）晶粒细化组织比粗大好
2、变形条件
（ 1）加热温度
a）滑移力减小
b）再结晶过程加速
c）多相状态向单相转变
因此，加热温度高，可锻性好
但是，温度过高，会引起过烧或过热。过烧会破坏晶粒间 的连接，过热会使晶粒过分长大
生塑性变形，生产各种型材、管材、板材等 （2）挤压 使金属坯料从挤压模孔挤出而成型位各种型材、
管材、 零件等 挤压的方法有： a）正挤压 b）反挤压 c）复合挤压 d）径向挤压
（3）锻造
将金属坯料置于上下砧或锻模内，用冲击力或压力 使金属成型为各种型材和锻件等
锻造的种类有：
a）自由锻
实际上，位错移动——滑移容易
（2）孪生
晶体在外体作用下，一部分沿着一定晶面（孪生面）产生一定角 度的切变。
当滑移困难时(位错塞积），出现孪生变形
塑性变形过程：滑移 ——孪生——滑移——孪生…….
二、多晶体的塑性变形
工业中实际使用的金属大多是多晶体。
1、多晶体的特征：
a）晶体形状和大小不等
（2）缺点
a)形状不能太复杂
b)坯料塑性要好
金属的塑性变形
一、金属塑性成型的实质
塑性：金属在外力作用下，产生永久变形而不 破坏的能力。
金属变形过程：
形
a）金属材料在外力作用下发生弹性变
b）当外力超过一定值后产生塑性变形
c）外力继续加大，发生断裂
金属塑性变形的实质：
a）晶粒内部滑移和孪生
b）晶间滑移和晶粒转动
首饰的冲压适应于某些结构复杂但外型比较对称 或没有曲面相交盲区的款式。
b）以某些质点为核心重结晶
c）加工硬化全部消除
（2）再结晶温度，是金属经大量塑性变形后开始再结晶的最低温度。
T再=（0.4-0.5）T熔
（3）影响再结晶后晶粒大小的因素：
a）变形程度
很小时不发生再结晶
2-8%晶粒特别粗大——临界变形程度
大于临界变形程度，随变形程度增加，晶粒显著细化
b）再结晶后状态
两相合金比单相固溶体合金的塑性变形能 力差，
模锻
模锻是利用模具使毛坯变形而获得锻件的 锻造方法。按所用设备不同可分为锤上模 锻、压力机上模锻、平锻机上模锻和旋转 压力机上模锻等。
1、模锻的特点
（1）优点 a）锻件形状复杂，尺寸精确，表面光洁； b）加工余量小，节约材料和工时； c）锻造流线分布符合外形结构，力学性能高； d）生产效率高。 （2）缺点 a）模具费用高，生产周期长； b）锻件重量小，
金属在高温下停留，晶粒长大，力学性能变差
四、冷变形和热变形
1、冷变形
变形温度低于再结晶温度
（1）生产方法：冷冲压、冷挤压、冷轧、冷拔等
（2）特点：
a）位错密度上升——显著加工硬化
强度、硬度上升
韧、塑性下降
b）尺寸精度高、表面质量好
2、热变形
变形温度高于再结晶温度
（1）生产方式：热锻、热轧、热挤压