材料成型工艺(塑性成型)演示-1

二、下料方法
1、剪切法 、 ⑴ 剪切过程受力分析
⑵ 剪切过程
⑶ 实际剪床的剪切装置
⑷ 剪切断面质量的影响因素分析
刃口锐利程度 断口平整；圆钝— 断口不平整。 锐利 — 断口平整；圆钝 断口不平整。 刃口间隙 坯料易弯曲、断面与轴线不垂直； 间隙大 — 坯料易弯曲、断面与轴线不垂直； 间隙小 — 易碰损刀刃。 易碰损刀刃。 坯料支承情况 不合适，则断口偏斜。 不合适，则断口偏斜。 剪切速度 断口平整。 快 — 断口平整。 断口不平整。 慢 — 断口不平整。
其它剪切装置（ ） ⑸ 其它剪切装置（1）
其它剪切装置（ ） ⑹ 其它剪切装置（2）
2、其他剪切法 、 锯切法
砂轮片切割法
折断法
气割法
电火花、 电火花、激光切割等
几种下料方法的特点比较
生产率 剪切法 高 材料损耗 无 下料质量 差 投资 多 用途 普遍采用（ 普遍采用（高C、 、 合金钢应热切） 合金钢应热切） 普遍采用（ 普遍采用（常温 下采用） 下采用） 小截面棒料 适用于硬度较高 的高C、 的高 、合金钢
3、塑性成型及其特点 、 利用金属的塑性 ， 外力作用下成型为所需 利用金属的 塑性， 在 外力作用下 成型为所需 塑性 毛坯或零件的一种成型方法。 毛坯或零件的一种成型方法。 冲压成型和锻造成型 主要包括板料的冲压成型和锻造成型。 主要包括板料的冲压成型和锻造成型。 特点： 特点： 粗大的枝晶组织被破坏，疏松和孔隙被压实、 ⑴ 粗大的枝晶组织被破坏，疏松和孔隙被压实、 焊合，内部组织和毒性能得到极大改善； 焊合，内部组织和毒性能得到极大改善； 制件的材料利用率高， 流线分布合理， ⑵ 制件的材料利用率高 ， 流线分布合理 ， 强 度提高； 度提高； 制件精度较高，可达到近终形成型； ⑶ 制件精度较高，可达到近终形成型； 较高的生产率。 ⑷ 较高的生产率。
三、本部分学习的任务
阐明塑性成型技术的工艺方法， 阐明塑性成型技术的工艺方法，介绍它们的技 术要点和相关工艺装备。 术要点和相关工艺装备。 通过学习，深入理解塑性成型方法的实质，具 通过学习，深入理解塑性成型方法的实质， 备根据毛坯或零件的特征制订材料塑性成型工 备根据毛坯或零件的特征制订材料塑性成型工 的能力，初步具备设计相应工艺装备的能力， 艺的能力，初步具备设计相应工艺装备的能力 ， 为研究新的塑性成型工艺奠定坚实基础。 为研究新的塑性成型工艺奠定坚实基础。
二、塑性成型的基本问题
材料的塑性（成型的必要条件） 材料的塑性（成型的必要条件） 能量输入（成型的充分条件） 能量输入（成型的充分条件） 塑性流动时，材料内部的位移场、 塑性流动时，材料内部的位移场、应变场等物理量 影响成型的因素） （影响成型的因素） 塑性成型技术的发展： 塑性成型技术的发展： 板料成型。 大批量生产向高速化、 ⑴ 板料成型 。 大批量生产向高速化 、 自动化发 小批量向简易化、通用化和万能化发展； 展；小批量向简易化、通用化和万能化发展；成型件 向精密化发展。 向精密化发展。 体积成型方面。压力机逐渐取代锤； ⑵体积成型方面。压力机逐渐取代锤；精密成型 普及； 生产自动化水平不断提高； 普及 ； 生产自动化水平不断提高 ； 特种成型技术和 模具新技术涌现。 模具新技术涌现。
2、钢锭的结构 、
3、钢锭的内部缺陷 、
• 偏析 — 指钢锭各处成分与杂质分布不均的现象。分为枝晶 指钢锭各处成分与杂质分布不均的现象。 偏析（微观）和区域偏析（宏观）两类。 偏析（微观）和区域偏析（宏观）两类。 • 夹杂 — 冶炼时产生的氧化物、硫化物、硅酸盐等非金属异 冶炼时产生的氧化物、硫化物、硅酸盐等非金属异 相质点。 相质点。 • 气体 — 钢锭中的有害气体如H2、O2等。 钢锭中的有害气体 有害气体如 • 气泡 — 在钢锭冒口、底部和中心部位产生的气孔。 在钢锭冒口、底部和中心部位产生的气孔。 • 缩孔 — 在钢锭冒口处形成的孔洞性缺陷且含有大量杂质的 在钢锭冒口处形成的孔洞性缺陷且含有大量杂质 孔洞性缺陷且含有大量杂质的 组织。 组织。 • 疏松 — 在钢锭中心部位产生的类似缩孔组织。 在钢锭中心部位产生的类似缩孔组织。 中心部位产生的类似缩孔组织 • 溅疤 — 上注法浇注时钢液冲击模底面飞溅到模壁上而形成 上注法浇注时钢液冲击模底面飞溅到模壁上而形成 夹层。 的夹层。
材料成型技术
金属的塑性成型工艺
山东大学材料科学与工程学院 塑性成形与模具研究所
绪
一、成形与成型
1.成形 成形(forming) 成形
论
后而具有的某种形状， 自然生长或加工后而具有的某种形状 自然生长或加工 后而具有的某种形状 ， 一般为 固态金属或非金属材料在外力的作用下成形。 固态金属或非金属材料在外力的作用下成形。 2. 成型 成型(molding) 工件、产品经过加工成为所需要的形状， 加工成为所需要的形状 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。 具中成形。 本课程不加区别，统称成型。 本课程不加区别，统称成型。
锯切法 砂轮片 切割法 折断法
低
较大
好
多
低 高
较大 小
好 差
较多 少
气割法
Байду номын сангаас
较低
大
差
便于野外作业 较少 （高C、合金钢、 、合金钢、 有色金属不适用） 有色金属不适用）
思考题
1、试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。 、试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。 2、 钢锭常见缺陷有哪些 ？ 它们产生的原因和危害性是什 、 钢锭常见缺陷有哪些？ 么？ 3、常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什 、常见的型材缺陷有哪些？ 么？ 4、锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？ 、锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？ 5、铸锭作为锻造坯料时如何下料？ 、铸锭作为锻造坯料时如何下料？ 要求重点掌握的知识点 1、钢锭结构及其常见内部缺陷。 、钢锭结构及其常见内部缺陷。 2、型材及其常见缺陷。 、型材及其常见缺陷。 3、常用下料方法及其选择原则。 、常用下料方法及其选择原则。
4、型材及其常见缺陷 、
表面缺陷： 表面缺陷： • 划痕 — 意外原因导致的表面损伤。 意外原因导致的表面损伤。 • 折迭 — 氧化皮压入金属内部所致夹层组织。 氧化皮压入金属内部所致夹层组织。 • 发裂 — 钢锭皮下气泡被轧扁、拉长、破裂所形成的发状 钢锭皮下气泡被轧扁、拉长、 裂纹。 裂纹。 • 结疤 — 溅疤被轧制成附于轧件表面的薄膜。 溅疤被轧制成附于轧件表面的薄膜。 • 粗晶环 — 挤压的有色合金棒材截面上的粗晶外层区域。 挤压的有色合金棒材截面上的粗晶外层区域。 内部缺陷： 内部缺陷： • 碳化物偏析 — 含碳量较高的型材中碳化物分布不均的现 。（共晶 化物和二次网状C化物所致 共晶C化物和二次网状 化物所致） 象。（共晶 化物和二次网状 化物所致） • 非金属夹杂 — 轧制后的带状夹杂物组织。 轧制后的带状夹杂物组织。 • 白点 — 由钢中氢气和内应力共同作用所引起的型材纵 向断口上圆形或椭圆形的白色斑点。 向断口上圆形或椭圆形的白色斑点。 • 氧化膜 — 铝锭内氧化膜经轧制或锻造后形成的条状或片 状组织。 状组织。
第五章
金属的锻造成型
§5-1 锻造用原材料及其下料方法
一、锻造用钢锭及型材 1、钢锭及其冶炼 硅铁、 锰铁和铝充分脱氧 充分脱氧， 镇静钢 - 硅铁 、 锰铁和铝 充分脱氧 ， 浇注液 面平静。组织细密、偏析少、性能均匀， 面平静。组织细密、偏析少、性能均匀，但成材 率较低、成本偏高。 率较低、成本偏高。 锰铁轻微脱氧 轻微脱氧、 沸腾钢 - 锰铁 轻微脱氧 、 浇注液面产生大量 一氧化碳气体而引起沸腾。组织细密度差、 一氧化碳气体而引起沸腾。组织细密度差、偏析 性能不均匀、冲击韧性较低，但塑性好、 大、性能不均匀、冲击韧性较低，但塑性好、成 材率高、成本低、表面质量好。 材率高、成本低、表面质量好。