金属塑性加工技术
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。
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。
金属成型工艺的类别
金属成型工艺的类别
1. 塑性成型工艺，塑性成型工艺是指通过对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，从而获得所需形状的工艺过程。
常见的塑性成
型工艺包括锻造、压铸、拉伸、挤压等。
2. 切削成型工艺，切削成型工艺是指通过切削金属材料的方法，将其加工成所需形状的工艺过程。
常见的切削成型工艺包括车削、
铣削、钻削、镗削等。
3. 焊接工艺，焊接工艺是指通过加热或施加压力，使金属材料
相互结合的工艺过程。
常见的焊接工艺包括电弧焊、气体保护焊、
激光焊等。
4. 粉末冶金工艺，粉末冶金工艺是指利用金属粉末或金属粉末
与非金属粉末混合后，通过压制和烧结等工艺形成零件的工艺过程。
5. 热处理工艺，热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等方式，改变金属材料的组织结构和性能的工艺过程。
常见的热处理工艺包
括退火、正火、淬火、回火等。
以上是金属成型工艺的主要类别，不同的工艺类别在实际应用中往往会结合使用，以满足不同金属制品的加工需求。
希望以上回答能够全面地解答你的问题。
金属塑型加工名词解释
名词解释1.金属塑性加工：金属在外力的作用下，产生塑性变形而获得所需形状，尺寸，组织和性能的制品的一种基本金属加工技术2.点的应力状态：指通过变形体内某点的所有截面上应力的有无，大小及方向等情况3.点的应变状态：过某一点任意方向上的正应变和切应变有无的情况4.全量应变：单元体在某一变形过程终了时的变形大小，其度量基准是变形前的原始尺寸5.增量应变：指变形过程中某一极短阶段的无限小应变，其度量基准是变形过程中某一瞬间的尺寸6.屈服准则：又称塑性条件或屈服条件，它是描述不同应力状态下变形体某点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须满足的力学条件7.π平面：与主应力轴成等倾角且平均应力为零的平面，平均应力为零8.变形力学图：一点的主应力与主应变图结合，反应该点主应力，主应变有无，及方向9.简单加载：只有加载而无卸载，应力与应变主轴重合，应力分量间按一定比例加载10.增量理论：对于一般复杂加载，不能离开加载路径建立应力与全量塑性应变之间的关系，而只能根据具体加载路径，建立加载过程的应力与塑性应变增量之间的关系，也称流动理论。
11.最小阻力定律：在变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路12.外端：临界变形区而未变形的金属，能阻碍变形区金属流动，进而产生或加剧附加应力和应变。
即轧制过程中某一时可不直接承受轧辊作用而处于塑性变形区以外的部分13.塑性（状态）图：表示金属塑性指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形14.本构关系方程（应力-应变关系方程）：答案1：塑性变形时，应力与应变之间的关系答案2：本构方程，反映物质宏观性质的数学模型，共9个方程，需确定的未知数共15个：u i，σij=σji，εij=εji；还需要根据材料的物理性质来建立应力与应变的关系：σij=σji=f ij（εkl）15.轧机的刚度系数：在一定条件下，使辊缝增加1mm所需的力，是轧机抵抗弹性变形的能力16.轧制的弹塑性曲线：轧件的塑性曲线与轧机的弹性曲线的总称。
“金属塑性加工技术”复习思考题-2013
《金属塑性加工技术》复习思考题—20131、名词解释：（1）连续挤压：（P8）连续挤压是通过有效利用坯料与旋转挤压轮之间的强摩擦所产生足够的挤压力和温度，将杆料、颗粒料或熔融金属以真正连续大剪切变形方式直接一次挤压成制品的塑性加工方法。
（2）集束拉拔：P15；将二根以上断面为圆形或异型的柸料同时通过圆的或异型孔的模子进行拉拔，以获得特殊形状的异型材的加工方法。
（3）闭式模锻：P220；在成形过程中模膛是封闭的，分模面间隙是常数。
（4）液态模锻：P17；利用液态金属直接进行模锻的方法。
（5）脱皮挤压：P112；挤压时使用较挤压筒直径小约1-4mm的挤压垫，挤压切入锭坯挤出洁净的内部金属，将带杂质的皮壳留在挤压筒内的挤压方式。
（6）挤压缩尾：P111；挤压时出现在制品尾部的一种特有的漏斗型缺陷。
它产生于挤压过程的后期，是由于中心流动快，体积供应不足，边部金属向中部转移形成的。
分中心缩尾，环形缩尾和皮下缩尾三种。
（7）精密模锻：P17；模锻件尺寸与成品零件的尺寸很接近，因而可实现少切削或无切削加工的压力加工方法。
（8）拉深系数：P242；拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比。
（9）挤压效应：P120；指某些铝合金挤压制品与其他加工制品经相同的热处理后，前者的强度比后者的强度高，而塑性比后者低。
（10）轧制变形区：P31；轧制时金属在轧辊间产生塑性变形的区域称为轧制变形区。
（11）轧制接触角：P31；轧件与轧辊的接触弧所对应的的圆心角α，称为接触角。
（12）前滑：P44；轧件的出口速度大于该处轧辊圆周速度的现象称为前滑。
（13）后滑：P46；轧件的入口速度小于入口断面上轧辊的水平速度的现象。
（14）最小可轧厚度：P50；在一定的轧制条件下，无论怎样调整辊缝或反复轧制多少道次，轧件不能再轧薄了的极限厚度。
（15）轧制压力：P51；轧件给轧辊的合力的垂直分量。
（16）轧制负荷图：P75；一个轧制周期内，主电机轴上的力矩随时间而变化的负荷图。
金属塑性加工方法——拉伸(一)
金属塑性加工方法——拉伸(一)拉伸是一种常用的金属塑性加工方法，它通过施加外力使金属材料产生塑性变形，从而改变其形状和尺寸。
拉伸的基本原理拉伸的基本原理是利用拉伸力的作用，使金属材料发生单轴应力状态下的塑性变形。
在拉伸过程中，金属材料受到拉伸力的作用，原先的尺寸会发生变化，同时形成一个狭长的截面。
拉伸的工艺过程拉伸的工艺过程包括以下几个步骤：1.选择合适的金属材料：不同的金属材料适用于不同的拉伸工艺，选择合适的金属材料对拉伸的成功与否至关重要。
2.设计模具和夹具：根据所需形状和尺寸设计模具和夹具，用于将金属材料固定并施加拉伸力。
3.加热金属材料：有些金属材料需要在拉伸前进行加热处理，以提高其塑性，使其更容易发生塑性变形。
4.___伸力：将金属材料放置在模具中，并___伸力，使其发生塑性变形。
5.控制拉伸过程：在拉伸过程中，需要控制拉伸速度、拉伸力大小等因素，以确保金属材料的塑性变形符合要求。
6.冷却和固化：在拉伸完成后，需要对金属材料进行冷却和固化处理，以使其保持所需的形状和尺寸。
拉伸的应用领域拉伸广泛应用于制造业中，包括以下几个领域：1.金属成型：拉伸可用于制作各种金属制品，如金属片、管材、线材等。
2.零件制造：拉伸可用于制造各种金属零件，如汽车零部件、家电零件等。
3.金属加工：拉伸也可以与其他金属加工方法结合使用，如冲压、焊接等。
总结拉伸是一种常用的金属塑性加工方法，通过施加拉伸力使金属材料发生塑性变形。
它在制造业中有着广泛的应用，可以制作各种金属制品和零件。
正确的设计和控制拉伸工艺过程对于达到理想的拉伸效果至关重要。
金属塑性加工方法——旋压(一)
金属塑性加工方法——旋压(一)
金属塑性加工是一种通过施加力和应变来改变金属形状和结构
的方法。
旋压是金属塑性加工的一种常见方法，它使用旋压机将金
属材料塑性变形成所需的形状。
旋压原理
旋压的原理是通过旋转金属材料来施加力和应变。
旋压机由一
个圆筒形的工件和一个将工件固定在轴上并施加旋转力的夹具组成。
在旋转的同时，夹具还会向工件施加一定的径向力。
这样，金属材
料就会在旋转和径向力的作用下发生塑性变形。
旋压过程
旋压过程可以分为以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适合旋压的金属材料，并根据所需形状和尺
寸切割成合适的工件。
2. 夹具调整：将工件固定在旋压机的夹具上，并根据需要调整夹具的径向力。
3. 旋压加工：启动旋压机，使工件开始旋转。
同时，夹具会施加一定的径向力，使金属材料开始塑性变形。
4. 修整和检验：完成旋压加工后，对成品进行修整和检验，确保其达到质量要求。
旋压应用
旋压方法适用于许多金属材料，如铝、铜、不锈钢等。
它常用于制造圆形或柱状的工件，如轴承套、奖杯底座等。
旋压有许多优点，包括：
- 简单而高效的加工过程。
- 较低的材料浪费。
- 产生的工件表面质量高。
结论
旋压是一种常见的金属塑性加工方法，适用于制造圆形或柱状的工件。
它通过旋转金属材料和施加径向力来改变其形状和结构。
旋压具有简单高效、材料浪费少和工件表面质量高的优点。
在实际应用中，我们可以根据需要选择合适的金属材料和夹具参数来进行旋压加工。
材料成型工艺学 金属塑性加工
二、模锻件的结构工艺性
1. 模锻件上必须具有一个合理的分模面 2. 零件上只有与其它机件配合的表面才需进行机械加工,
其它表面均应设计为非加工表面 (模锻斜度、圆角) 3. 模锻件外形应力求简单、平直和对称。避免截面间差别
过大, 薄壁、高筋、高台等结构 (充满模膛、减少工序) 4. 尽量避免深孔和多孔设计 5. 采用锻- 焊组合结构
自由锻设备：锻锤 — 中、小型锻件 液压机 — 大型锻件
在重型机械中,自由锻是生产大型和特大型锻件的 惟一成形方法。
1.自由锻工序 自由锻工序：基本工序 辅助工序 精整工序
(1) 基本工序 使金属坯料实现主要的变形要求, 达
到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工序。 有：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、
扭转、错移、切割 (2) 辅助工序
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
§3 金属的可锻性
金属的可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形 而不开裂的能力。
金属的可锻性好，表明该金属适合于采用压力加工 成形； 可锻性差，表明该金属不宜于选用压力加工方法 成形。
衡量指标：金属的塑性（ψ、δ ）； 变形抗力（σb、HB）。
塑性越好，变形抗力越小，则金属的可锻性好。
金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。
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。
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。
材料工程基础-第五章 金属的塑性加工
已知铅的熔点为327℃，钨的熔点为3380℃。问：铅在 20℃、钨在1000℃时变形各属哪种变形？为什么？
T 钨再＝ 0.4 T熔 ＝ 0.4（3380+273） ＝1461 K ＝ 1188℃>1000℃
T 钨回 ＝（0.25～0.3）T熔 ＝ （913～1096）K ＝（640～823） ℃ < 1000℃
• 轧制的目的？ 成形 改质、提高性能
• 轧制得到广泛应用，大部分金属以轧态使用。 钢材 90% 铝及合金 35~45% 铜及合金 60~70%
以简单理想轧制过程为例，阐述轧制过程 的基本概念。
简单理想轧制过程：两轧辊均被驱动，直径 相等，转速相同，轧件的机械性质及运动 均匀，无外加推力或拉力作用，靠轧辊力 实现轧制的过程。
大，使金属力学性能下降。
3、冷变形、热变形和温变 形
（1） 冷变形及其影响
金属在再结晶温度以下的变形称为冷变形，具
有加工硬化组织。
冷变形特点：冷变形可以使工件获得较高的精
度和表面质量。冷变形也是强化金属的一种重要手
段。但变形抗力大。
（2） 热变形及其影响
变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加工硬化被随 即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组 织，而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形。
2. 多晶体的塑性变形
多晶体塑性变形的实质：
晶粒内部发生滑移；同时晶粒之间发生滑移和转动。
晶内变形 滑移 滑动
晶间变形 转动
二、塑性变形后金属的组织和性能
1、加工硬化
金属在室温下进行塑性变形时，随着变形程度的增加， 强度和硬度不断提高，塑性和冲击韧性不断降低，这种现象 称为加工硬化。 加工硬化的金属内部组织变化特点。 （1）各晶粒沿变形最大的方向伸长， （2）位错密度增加，晶格严重扭曲，产生内应力； （3）滑移面和晶粒间产生碎晶。
金属塑性加工方法——滚压(一)
金属塑性加工方法——滚压(一)简介滚压是一种常用的金属塑性加工方法，通过在金属工件上施加压力，将其通过滚动运动的方式使其形状发生变化。
本文将介绍滚压的基本原理、工艺流程和应用领域。
滚压原理滚压是一种通过挤压金属工件来改变其形状的加工方法。
它利用滚轮施加在金属工件上的压力，将其挤压成所需的形状。
滚压通常使用辊和工件之间的滚动运动来实现，这样可以减少工件与滚轮之间的摩擦，并且更容易控制加工过程中的变形。
滚压可以适用于各种金属材料，包括钢铁、铝合金等，广泛应用于制造业中。
滚压工艺流程滚压的工艺流程通常包括以下几个步骤：1. 准备工作：选择适当的滚轮、加工设备和工件材料，并确保它们的表面光洁度和几何尺寸的精度。
2. 装夹工件：将工件固定在滚压机床上，确保工件与滚轮之间的接触面积足够，并调整滚轮的位置和角度。
3. 加工过程：通过滚压机床施加压力，使滚轮与工件产生相对滚动运动，逐渐将工件挤压成所需形状。
4. 检测和调整：在加工过程中，及时检测工件的形状和尺寸，根据需要进行调整和修正。
5. 完成加工：当工件达到要求的形状和尺寸后，完成滚压加工，并进行后续的处理，如退火等。
滚压的应用领域滚压作为一种重要的金属塑性加工方法，在各个制造领域都得到了广泛应用。
以下是一些常见的滚压应用领域：1. 轧钢厂：在钢铁工业中，滚压被用于生产各种形状和尺寸的钢材，如槽钢、工字钢等。
2. 汽车制造：滚压被广泛应用于汽车制造过程中，用于生产车身零部件、发动机零件等。
3. 金属管道加工：滚压在金属管道加工中是一种常用的方法，用于改变管道的形状和尺寸。
4. 航空航天工业：滚压在航空航天工业中的应用也很广泛，用于制造飞机零部件、零件等。
结论滚压是一种常用且重要的金属塑性加工方法，通过施加压力和滚动运动，可以有效地改变金属工件的形状。
滚压的工艺流程相对简单，广泛应用于各个制造领域。
在实际应用中，需要根据具体需求选择适当的滚压设备和工艺参数，保证加工效果和产品质量。
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。
金属材料的塑性加工与成形方法
金属材料的塑性加工与成形方法金属材料的塑性加工是指通过外力作用，改变金属材料的形状和尺寸，从而获得所需的零件和产品。
在工业生产中，金属材料的塑性加工具有重要的地位和作用。
本文将针对金属材料的塑性加工与成形方法展开讨论。
一、金属材料的塑性加工方法1. 锻造锻造是将金属材料加热到一定温度，然后施加压力使其在模具中产生塑性变形的加工方法。
锻造可以分为自由锻造和模锻造两种，可用于加工各种金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造等行业。
2. 拉伸拉伸是利用拉伸力使金属材料产生塑性变形，并最终延伸其长度的一种加工方法。
拉伸适用于薄板、线材等材料的加工，常用于金属制品的生产中。
3. 压缩压缩是将金属材料置于模具中，通过施加压力使其在垂直方向上发生塑性变形的一种加工方法。
压缩可用于加工各种形状的金属材料，特别适用于生产大型零件和产品。
4. 轧制轧制是将金属材料置于辊子之间进行连续压制，使其发生塑性变形的加工方法。
轧制广泛应用于金属片材、线材等薄型材料的加工，可实现尺寸精度高、表面光洁度好的要求。
5. 剪切剪切是将金属材料置于剪切机中，通过施加剪切力使其在剪切刃上发生塑性变形而分离的一种加工方法。
剪切广泛应用于金属板材、线材等材料的加工，可实现快速高效的生产。
二、金属材料的成形方法1. 冷冲压冷冲压是利用冲压设备将金属板材置于模具中，通过施加压力使其在常温下进行塑性变形和分离的成形方法。
冷冲压广泛应用于制造汽车零部件、家电产品等。
2. 热冲压热冲压是通过将金属材料加热到一定温度后进行塑性变形和分离的成形方法。
热冲压一般适用于高硬度、高强度的金属材料的加工，可获得较高精度和表面质量。
3. 旋压旋压是将金属材料置于旋压机床上，通过旋转和压制力使其在模具中进行塑性变形的成形方法。
旋压适用于加工圆柱形、锥形等形状的零件和产品。
4. 拉伸成形拉伸成形是将金属材料置于模具中，通过拉伸力使其在径向和轴向上同时发生塑性变形的成形方法。
金属的塑性加工教学PPT
在无模具或少模具情况下，对坯料施加外力，使其产生塑性变形，获得所需形状和性能的锻件。
自由锻
在模具腔内对坯料施加压力，使其产生塑性变形，获得所需形状和性能的锻件。
模锻
通过旋转轧辊对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，获得所需形状和性能的轧制产品。
轧制
通过挤压模具对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，获得所需形状和性能的挤压产品。
高强度材料
精密成形技术如激光成形和等离子喷涂等，在金属塑性加工中得到广泛应用，提高了加工精度和表面质量。
精密成形技术
数值模拟技术用于预测金属塑性加工过程中的变形行为、流动规律和工艺参数优化，有助于提高产品质量和降低成本。
数值模拟与优化
新材料与新技术的发展
随着智能化和自动化技术的不断发展，金属塑性加工将更加高效、精确和可控，实现自动化生产线和智能制造。
采取措施确保金属各部位受热均匀，以减小变形不均匀和开裂的风险。
加热均匀性
加热与温度控制
塑性变形过程
模具设计
根据产品形状和尺寸要求设计合理的模具结构。
变形方式选择
根据金属特性和产品需求选择合适的塑性变形方式，如轧制、锻造、挤压等。
变形程度控制
在保证产品质量的前提下，合理控制变形程度，以提高生产效率和降低能耗。
总结词
拉拔技术主要用于生产各种细线、丝材等制品，如钢丝、铁丝等。在拉拔过程中，金属坯料通过模具孔逐渐被拉长和变细，同时发生塑性变形。
详细描述
根据拉拔时金属坯料温度的不同，拉拔可分为热拉拔和冷拉拔两种。
总结词
热拉拔是将金属坯料加热至高温后进行拉拔，具有加工效率高、材料利用率高等优点，但产品精度相对较低。冷拉拔则是在常温下进行拉拔，产品精度高、表面质量好，但加工难度较大。
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。
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(1) 液态金属的凝固；
(2) 金属塑性加工；
(3) 粉末冶金加工；
(4) 无机非金属材料加工；
(5) 复合材料和高分子材料加工；
(6) 材料连接加工；
(7) 材料切割加工。
目前，金属材料在日常生活和高科技中占有 相当大的比例，其加工技术是其它加工的基础， 因此，本门课程主要讲述金属塑性加工技术。
4.材料的可加工性：
二、金属塑性加工
1.定义：利用金属材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
和力学性能及物理化学性能的材料、毛坯或
零件的加工方法。 2.适用范围：钢、有色金属及其合金。 3. 类别：冷加工、热加工、温加工、半固态加工等； 4.主要生产方式（基本）：
(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。
d↘，晶界面积↘，表面能↘，能量降低的自发过程。
③ 正常长大与异常长大： 正常长大：再结晶后的晶粒细而均匀，长大时均匀； 异常长大：再结晶后的晶粒大小不均匀，大晶粒吞
并小晶粒，形成异常粗大的晶粒。 (二次再结晶)
四、金属塑性加工技术的发展
金属塑性加工(材料加工工程)是材料科学与 工程的二级学科，它的范围包括了所有的金属材 料成形技术。
（3）粉末冶金锻造 是粉末冶金与锻造工艺的结合。可显 著提高粉末冶金件的机械性能，同时又 保证粉末冶金的优点。是制取高强高韧 粉末冶金件提供一种新的加工方法。 （4）液态模锻 将一定量的液态金属直接注入金属模 膛，随后在压力的作用下，是处于熔融 或半熔融状态的金属液发生流动并凝固 成形，同时伴有少量塑性变形，从而获 得毛坯或零件的加工方法。 其它：高能率成形、充液拉深等。
随着科学技术整体的飞速进步，金属塑性加工技术也取 得了迅速发展。人们充分认识到随着科学技术整体的飞 速进步，金属塑性加工技术也取得了迅速发展。人们充 分认识到最终决定材料及产品结构和控制性能的关键是 合成与加工。因此，材料科学与材料工程学紧密结合成 为开发新材料和提高传统材料性能的必然途径。有色金 属材料加工技术向高精度、高性能、低消耗、低成本、 优化生产过程和自动化方向发展。最终决定材料及产品 结构和控制性能的关键是合成与加工。因此，材料科学 与材料工程学紧密结合成为开发新材料和提高传统材料 性能的必然途径。有色金属材料加工技术向高精度、高 性能、低消耗、低成本、优化生产过程和自动化方向发 展。 目前金属塑性加工技术现状与总的发展趋势是主要体现 在以下一些方面。
(3) 对理化性能的影响： a. 电阻率↗； b. 电阻温度系数↘； c. 导磁率↘； d. 导热率↘； e. 腐蚀↗。 4. 变形金属在加热时组织与性能的变化： (1) 回复、再结晶和晶粒长大： a. 回复：把经过冷变形的金属加热时，在显 微组织发生变化前所发生的一些亚 结构的改变过程称为回复。 特点：①显微组织没有明显变化； ②力学性能变化不大； ③残余应力显著降低； ④理化性能基本恢复到变形前情况。
③ 再结晶后晶粒度的影响因素：
ⅰ 预先变形程度：
临界变形度：金属获得粗大
的再结晶晶粒
的冷变形量。2~10%
引起粗晶的原因：变形量较小粗大，沿一定方向长大。
ⅱ 加热温度与保温时间：T↗，t↗，晶粒↗。
再结晶全图：加热温度、冷变形程度、晶粒大小关系的图。
b. 技术的集合化。
轧制工程愈来愈连续化、自动化，并且成为一个大而复杂的 系统。连续式冷轧机不仅实现了无头轧制，而且将前后酸洗、退 火、精整等工序全部连接起来，连铸使过程更加宠大，为使这种 复杂生产系统正常运行，维持高的作业水平，设计能力水平，必 须用系统的观点来处理工艺过程。
3、当前有色金属塑性加工技术发展趋势
纵轧、横轧、斜轧；平辊、型辊。
产品：板带箔，如：电冰箱外壳、洗衣机外壳
管棒型线。
其它：连续轧制、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。 正挤、反挤 产品：管棒型线，如：铝合金门窗 其它：连续挤压。
(3) 拉拔：使用拉力，将金属坯料拉过拉拔模
三、金属塑性变形理论
1. 金属塑性变形的基本理论： 单晶体塑性变形：滑移和孪生， 多晶体塑性变形： (1) 晶粒内的滑移、孪生和转移 (2) 晶粒间的滑动、转动及转移 2. 塑性变形对金属组织的影响：
(1) 显微组织的变化：形成“纤维组织”；
(2) 亚结构的细化：位错缠结、晶粒破碎；
(3) 织构现象的产生： 织构：在塑性变形过程中，晶粒转动，当变形 量达到一定程度(70~90%以上)时，会使 绝大部分晶粒的某一位向与外力方向趋 于一致。 a. 缺陷：制耳； b. 优点：使硅钢片的特定晶界、晶向平行于磁 力线方向，提高导磁率，减小磁滞耗 损。
① 变形金属的再结晶： 位错密度↘，强度、硬度↘， 塑性、韧性↗，内应力消除。 ② 再结晶温度： 开始产生再结晶现象的最低温度； 工业条件下定义： 经大变形量(~70%以上)的金属，在一小时的 保温时间内全部完成再结晶所需的最低温度。 影响因素：ⅰ 预先变形程度 ⅱ 加热速度与保温时间 ⅲ 原始晶粒度 ⅳ 金属纯度及成分
3. 塑性变形对金属性能的影响： (1) 对力学性能的影响：强度、硬度↗， 塑性、韧性↘ (2) 残余应力： a. 材料经塑性变形后残存在内部的应力。 b. 是一种弹性应力，在金属中处于自相平 衡的状态； 可分为三种： a. 宏观残余应力(第一类内应力) b. 微观残余应力(第二类内应力) c. 晶格畸变应力(第三类内应力)
1、生产方法、工艺技术向着节能降耗、 综合连续、优化精简、高速高效的方向 发展。如实行冶炼、铸造与加工的综合 一体化，采用连铸连轧，连续铸轧、连 续铸挤，半固态加工等新工艺技术；尽 量生产最终和接近最终形状产品；利用 余热变形、热变形与温变形配合，冷加 工与热加工变形量之间的优化匹配，变 形与热处理的配合，省略或减少加热与 中间退火次数等。
5.特种塑性成形 （1） 超塑性成形 金属或合金在特定条件下，即低的形变速率 （10-2/10-4/s)、一定的变形温度T≥0.5Tm和 均匀的细晶粒度（0.2~0.5um），其延伸率超 过100%以上的特性。如:铝合金、钛合金及高 温合金。 （2）旋压成形 利用旋压机使坯料和模具以一定的速度共 同旋转，并在滚轮的作用下使坯料在与滚轮 接触的部位上产生局部变形，获得空心回转 体的加工方法。
(2) 塑性加工发展的思路
就轧钢而言，从临介——紧凑的思维出发，当铸造 技术达到一定的临介值后，初轧己被取消，热连轧也
行将被取代，面临这种局面，塑性加工工作者如何思
考塑性加工的发展与创新呢? 受现代科技革命的影响，塑性加工技术表现出以下 显著特征：塑性加工技术的发展表现在技术的工程科 学化、技术的集合化及智能化。
“三度”：加工温度、加工速度、变形程度。
c. 晶粒长大：再结晶后，形成等轴晶，若 T↗，或t↗，则d↗。 ① 是一个自发过程： ② 实质：晶界迁移。
一个晶界的边界向另一晶粒迁移，把另一晶粒中的晶格位向 逐步地改变成为与这个晶粒相同的晶格位向，于是另一晶粒便逐 步地被这一晶粒“吞并”，合并成为一个大晶粒。
a.技术的工程科学化。 b. 技术的集合化。
a. 技术的工程科学化。
塑性加工技术从原来的技术向工程科学进步，以轧制理论为例， 战前主要靠经验，一般把轧制看成是一种技艺，战后第一个10年 是钢铁工业迅速发展时期，轧机的设计者迫切需要有关知识，众 多的轧制力，宽展公式问世，第二个10年是第三代轧机的准备期， 一方面提高轧制精度，另一方面研究和描述轧制的动态方程，使 理论与技术取得重大进展，1965年由计算机控制的带材轧机的建 成就是其标志，自适应控制技术的成功应用对稳定自动控制的轧 制操作起重要作用。
应用：低温去应力退火(深冲黄铜弹壳， 会自动变形，甚至开裂，需经 2600℃左右的去应力退火)。 b. 再结晶：变形金属加热到较高温度时，由 于原子扩散能力增加，在晶格畸 变严重处形成一些位向与变形晶 粒不同，内部缺陷减少的等轴小 晶粒，这些小晶粒不断向外扩展 长大，直至金属中的变形金属全 部被等轴晶取代，即冷变形组织 完全消失，这一过程为再结晶。
的模孔而变形的加工方法。
产品：管棒型线，如：灯丝、冷凝管
其它：连续拉拔、多模拉拔
(4) 锻造： A.自由锻：金属在上下抵铁间受到冲击力或压 力而变形的加工。 B. 模 锻：金属在具有一定形状的锻模膛内受 冲击力或压力而变形的加工。 产品：各种锻件，如：机器的立柱、弯曲连杆
(5) 冲压：金属坯料在冲模记之间受压产生分 离或变形的加工方法。 产品：各种冲压件，如：易拉罐、弹壳 4. 特点： (1) 质量比铸件好； a.热变形，细化晶粒；b.消除铸造缺陷。 (2) 少切削，节省金属； （3）产量大、生产率高。 (4) 难以形成复杂件。
材料对各种加工工艺手段所表现出来的特性， 包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性 能和切削加工性能等。 5.材料加工的基本原则：
材料加工必须统筹考虑材料构件的使用性能、
工艺性能、环保性能及经济性，经过对比分析、
系统考虑后，找出解决实际工程要求的方法和途
径。
可塑性加工性
使金属很容易塑性成形的材料性质，常与成 形性能互换，包括变形阻尼（强度及流动应 力）和破裂前的可能变形程度（延性）。 其中着重强调的是破裂前材料的变形极限 （板料）。 更一般的意义： 塑性加工性是在特定金属成形工艺中材料 在不出现不希望有的状况条件下所能达到的 最大变形程度。
⑤
金属塑性加工技术
李慧中
第一篇 绪论及金属材料加工方法
一、材料加工的内涵
1.材料合成：是指通过一定的途径，从气态、液 态或固态的各种不同原材料中得到 化学上不同于原材料的新材料。 2.材料加工：是指通过一定的工艺手段使新材料 在物理上处于和原材料不同的状态 (化学上完全相同)。