自由锻+模锻
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
——在零件图的基础上考虑加工余量、锻造公差、工
艺余块（敷料）等之后绘制的图，它是组织生产过程
、制定操作规范、控制和检验产品品质的依据。
考虑因素： 敷料 加工余量
锻件公差
37
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .1 绘制锻件图
敷料
为了简化锻件形状便于锻造而增添的金属部分
38
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .1 绘制锻件图
6.1.1 单晶体（存在缺陷）的塑性变形
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.1.2 多晶体（实际金属）的塑性变形
晶内：滑移
•宏观塑性变形
晶间：滑动、转动
(a) 未变形
(b) 位错移动
(c) 位错移动
(d) 塑性变形
位错运动引起塑性变形
13
多晶体塑性变形
多晶体塑性变形的主要方式是滑移变形。
14
第6章 金属塑性成形技术理论基础
15
第6章 金属塑性成形技术理论基础 回复：加热到回复温度(= (0.2 ~ 0.3)T熔点 (K) )时，使 金属内部原子回复到平衡状态，加工硬化部分消除； 再结晶：加热到再结晶温度时，金属原子开始以碎晶 或杂质为核心生长成新的晶粒，完全消除加工硬化。
纯金属的再结晶温度：T再 = 0.4T熔点 (K)
经验类比法；
镦粗: G =（0.002~ 0.003）· K · A [ Kg ]
式中, K — 与材料强度极限有关的因数， 查表确定；
A — 镦粗后的横截面积，cm3。 拔长: G = 2.5 · A 0
A0— 拔长前的横截面积，cm3。
查表法
45
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .5 坯料加热
确定锻造温度范围的原则： 锻造温度范围应尽可能宽，以便有充足的锻造时
7.1.2 自由锻 工艺设计
自由锻造成形过程
零件图
绘制 锻造图
计算坯料质量和尺寸、下料 确定工序、加热温度和设备等
加热坯料 锻打
检验
锻件
——根据零件图绘制锻件图、计算坯料的质量与尺
寸、确定锻造工序、选择锻造设备和确定坯料加热 、冷却及热处理规范等。
36
6
2017/4/27
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .1 绘制锻件图
锻造余量
第7章 锻造成形技术
典型锻件图
39
40
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .2 计算坯料的质量及尺寸
自由锻所用坯料的质量为锻件的质量与锻造时各种 金属消耗的质量之和，可由下式计算：
•G坯料= G锻件+G烧损+G料头
G烧损—— 首次加热取(2~3%) G锻件, 以后每次加 热，取(1.5 ~ 2.0%) G锻件 G料头—— (2 ~ 4%)G锻件 （锻钢件）
7
2017/4/27
第7章 锻造成形技术
7.1.2.3 基本工序的选用 •盘类件:镦粗（局部镦粗）、冲孔 •轴类件:拔长（镦粗、拔长）、压肩、锻台阶 •筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长 •环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔 •弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲 •曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、扭转
锻造比（Y锻）： 拔长： Y拔 =S0 / S S0和S分别为变形前后的坯料的截面积。 镦粗： Y镦 =H0 / H H0和H分别为变形前后的坯料的高度。
21
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.5 影响塑性变形的因素
金属的可锻性
是金属材料在压力加工时成形的难易程度。
可锻性的衡量指标
1）塑性：
材料的塑性越好，其可锻性越好。
— 工艺灵活，通用性强； — 精度低，加工余量大； — 是大型和特大型锻件的唯一成形方法。
•上砧铁
坯料 •下砧铁
29
第7章 锻造成形技术
根据变形性质和程度不同，自由锻工序可分为 ：基本工序、辅助工序和精整工序。
工序
基本工序 辅助工序 精整工序
镦粗、拔长 冲孔、弯曲 扭转、错移
压钳口 压棱边
压肩
整形
30
塑性变形前的组织 塑性变形后的组织 金属回复后的组织 再结晶组织 16
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2 . 热变形及其影响
1） 不产生加工硬化 2）使组织得到改善，提高了力学性能
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.3 纤维组织的利用原则
（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高 （2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高
第6章 金属塑性成形技术理论基础
4. 自由锻造：是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变 形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种 加工方法，简称自由锻。
上砥铁
坯料 下砥铁
7
8
第6章 金属塑性成形技术理论基础
5. 模型锻造：是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的 锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复 杂生产率高。
缺点：不能加工脆性材料（如铸铁）和形状特别复杂（特
别是内腔形状复杂）或体积特别大的零件或毛坯。
4
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.0 金属塑性成形的基本工艺和特点
轧制 挤压 拉拔 自由锻造 模型锻造 板料冲压
1. 轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊 的压缩成型轧制使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。
对加工材料施加外力和做功（外因） 。
3
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2、金属塑性成形技术的特点
优点：
1．力学性能高
1） 组织致密； 2）晶粒细化； 3）压合铸造缺陷； 4）使纤维组织合理分布。
2．节约材料 3．生产率高
1）力学性能高，承载能力提高； 2）减少金属消耗（与切削加工相比）。
4．精度较高
11
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.1 金属塑性变形的本质
6.1.1 单晶体（晶内）的塑性变形
(a) 未变形
(b) 弹性变形 (c) 弹塑性变形 (d) 弹性恢复后的塑性变形
单晶体滑移变形
晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。
12
2
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2017/4/27
第二篇 金属的塑性成形工艺
第6章 金属塑性成形技术理论基础
1、金属塑性成形的定义
金属坯料 产生 塑性变形 达到
改变形状 改变尺寸 改善性能
外力
得到
毛坯 零件
压力很大，功率巨大，又称为压力加工。
2
第6章 金属塑性成形技术理论基础
两个基本成形条件： 材料的塑性是塑性成形的前提条件（内因）；
降低变形抗力，达到塑性加工的目的。 应使能耗低、耗材少、生产率高、品质好。
第7章 锻造成形技术
7.1 自由锻（热变形） 7.2 模锻
锤上模锻、压力机上模锻 7.3 胎模锻
27
28
第7章 锻造成形技术
7.1 自由锻（热变形）
——利用冲击力或静压力使金属在上下两个砧铁之间产生 塑性变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。
23
第6章 金属塑性成形技术理论基础
II. 金属组织
1. 单相组织比多相组织塑性好，变形抗力低； 2. 晶粒细化有利于提高金属的塑性，同时提高变 形抗力； 3. 铸态组织具有粗大晶粒和夹杂、气泡、缩孔和 缩松等缺陷时，会降低金属的塑性。
24
4
第6章 金属塑性成形技术理论基础
二、加工条件
I. 变形温度 II. 变形速度
坯料直径/孔径>2.5
<25mm的孔不锻出
第7章 锻造成形技术
7.1.1.2 自由锻辅助工序 ——压肩，压钳口，压棱边等，是在基本工序之
前的预变形工序。
压肩
第7章 锻造成形技术
7.1.1.3 自由锻精整工序
——清除锻件表面凸凹不平，整形等以提高锻件的
尺寸及位置精度等的工序，在基本工序之后进行。
第7章 锻造成形技术
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2. 挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动， 从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的一种压力加工方法。
轧制示意图
产品截面图
5
6
1
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
3. 拉拔：是用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面 的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸的制品的一种塑性加工方法。 由于拉拔多在冷态下进行，因此也叫冷拔或冷拉。
5
2017/4/27
第7章 锻造成形技术
7.1.1 自由锻工序 7.1.1.1 基本工序
镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移
•镦粗：是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。 适于饼块、盘套类锻件的生产。
全镦粗
高度和直径比 圆形截面：2.5~3 方形截面：3.5~4
局部镦粗
全镦粗
局部镦粗
镦粗部分高度和直径比 2.5~3
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
三、应力状态
25
26
第6章 金属塑性成形技术理论基础
第7章 锻造成形技术
金属塑性变形时，三个方向中压应力的数目越多， 则金属表现出的塑性越好；拉应力的数目多，则 金属的塑性就差。
三向压应力 — 塑性最好 三向拉应力 — 塑性最差
金属的可锻性取决于金属的性质和变形条件。 力求创造最有利的变形加工条件，提高塑性，
6.2 金属塑性变形的组织和性能
1.冷变形及其影响
1）组织变化的特征：
①晶粒沿变形最大方向伸长；
②晶格与晶粒均发生畸变；
③晶粒间产生碎晶。 2）性能变化的特征：
（a）原始组织 （b）变形后的组织 图 铸锭变形前后的组织
加工硬化：常温下经塑性变形后，金属的强度、硬度升高，塑
性、韧性下降的现象。
有利：强化金属材料 不利：进一步的塑性变形带来困难
2）变形抗力： 材料的变形抗力越小，其可锻性越好。
一、材料性质 化学成分 金属组织
二、加工条件 变形温度 变形速度
三、应力状态 22
第6章 金属塑性成形技术理论基础
一、材料性质
I. 化学成分
碳 钢： Fe和C 合金钢： Fe、C和其他合金元素 杂 质： S、P、N、H、O
碳：随着碳含量的增加，渗碳体的量增加，从而使的塑性 降低，抗力提高。 磷：有害杂质。冷脆性 硫：有害杂质。热脆性（FeS） 氮：Fe4N使钢的强度、硬度提高，塑性和韧性大为降低。 氢：氢脆现象 氧：Fe3O4、FeO、MnO和 SiO2等杂质形式存在。
① 细化晶粒； ② 压合了铸造缺陷； ③ 组织致密。
纤维组织的分布比较
17
18
3
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.4 塑性变形理论及假设
6.4.1 最小阻力定律（ Least Resistance ）
• 在变形过程中，如果金属质点有可能向各个不同方向移动，则 每一质点将沿着阻力最小方向移动 。 –质点流动阻力最小方向是通过该质点指向金属变形部分周边 的法线方向。
下模
坯料 上模
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6. 板料冲压：是利用冲模，使板料产生分离或变形的加工方法。因多数 情况下板料无须加热，故称冷冲压，又简称冷冲或冲压。
压板 凸模
坯料 凹模
9
10
第6章 金属塑性成形技术理论基础
轧制、挤压、拉拔：主要是用来生产各类型材、板材、 管材、线材等工业上作为二次加工的原（材）料，也可 用来直接生产毛坯或零件，如热轧钻头、齿轮、齿圈， 冷轧丝杆，挤压叶片等； 锻造（自由锻和模锻）：生产高强度、高韧度的机械零 件毛坯，如重要的轴类，齿轮、连杆类，枪炮管等； 板料冲压：汽车制造、船舶、电器、仪表、标准件、日 用品等工业中。
第7章 锻造成形技术
7.1.1.1 基本工序
•拔长：是使坯料横截面积减小、长度增大的工序。 适于轴类、杆类锻件的生产。
第7章 锻造成形技术
7.1.1.1 基本工序
•冲孔：是使坯料具有通孔或盲孔的工序。
• 薄坯料（H/D<0.125），一次冲出； • 坯料较厚，一边冲孔深到2/3时，翻转工件，从反面冲透。
43
第7章 锻造成形技术
锻件类别
图例
盘类零件
轴类零件
桶类零件
环类零件
弯曲类零件
锻造工序
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔 等
拔长（或镦粗－拔长），切肩， 锻台阶等
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上拔长等
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上扩孔等
拔长，弯曲等
44
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .4 选择锻造设备（确定吨位数G）
41
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .2 计算坯料的质量及尺寸
• 根据坯料重量和比重确定体积； • 坯料的横截面尺寸的确定与第一基本工序有关； • 还必须考虑锻造比。
锻件质量是根据名义尺寸计算的：
•G锻件 = r× V锻件
• 式中： G锻件 ——锻件的质量
r ——金属的密度 V锻件 ——锻件的体积
42
圆形
正方形
矩形
坯料镦粗时不同截面上质点的流动方向
来自百度文库
19
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.4.2 体积不变条件
由于塑性变形时金属密度变化很小，所以 可以认为变形前后的体积相等。实际上在变形 中有微小变化。气孔、缩松被压合、氧化及耗 损等。
20
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.4.3 金属塑性变形程度的计算
艺余块（敷料）等之后绘制的图，它是组织生产过程
、制定操作规范、控制和检验产品品质的依据。
考虑因素： 敷料 加工余量
锻件公差
37
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .1 绘制锻件图
敷料
为了简化锻件形状便于锻造而增添的金属部分
38
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .1 绘制锻件图
6.1.1 单晶体（存在缺陷）的塑性变形
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.1.2 多晶体（实际金属）的塑性变形
晶内：滑移
•宏观塑性变形
晶间：滑动、转动
(a) 未变形
(b) 位错移动
(c) 位错移动
(d) 塑性变形
位错运动引起塑性变形
13
多晶体塑性变形
多晶体塑性变形的主要方式是滑移变形。
14
第6章 金属塑性成形技术理论基础
15
第6章 金属塑性成形技术理论基础 回复：加热到回复温度(= (0.2 ~ 0.3)T熔点 (K) )时，使 金属内部原子回复到平衡状态，加工硬化部分消除； 再结晶：加热到再结晶温度时，金属原子开始以碎晶 或杂质为核心生长成新的晶粒，完全消除加工硬化。
纯金属的再结晶温度：T再 = 0.4T熔点 (K)
经验类比法；
镦粗: G =（0.002~ 0.003）· K · A [ Kg ]
式中, K — 与材料强度极限有关的因数， 查表确定；
A — 镦粗后的横截面积，cm3。 拔长: G = 2.5 · A 0
A0— 拔长前的横截面积，cm3。
查表法
45
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .5 坯料加热
确定锻造温度范围的原则： 锻造温度范围应尽可能宽，以便有充足的锻造时
7.1.2 自由锻 工艺设计
自由锻造成形过程
零件图
绘制 锻造图
计算坯料质量和尺寸、下料 确定工序、加热温度和设备等
加热坯料 锻打
检验
锻件
——根据零件图绘制锻件图、计算坯料的质量与尺
寸、确定锻造工序、选择锻造设备和确定坯料加热 、冷却及热处理规范等。
36
6
2017/4/27
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .1 绘制锻件图
锻造余量
第7章 锻造成形技术
典型锻件图
39
40
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .2 计算坯料的质量及尺寸
自由锻所用坯料的质量为锻件的质量与锻造时各种 金属消耗的质量之和，可由下式计算：
•G坯料= G锻件+G烧损+G料头
G烧损—— 首次加热取(2~3%) G锻件, 以后每次加 热，取(1.5 ~ 2.0%) G锻件 G料头—— (2 ~ 4%)G锻件 （锻钢件）
7
2017/4/27
第7章 锻造成形技术
7.1.2.3 基本工序的选用 •盘类件:镦粗（局部镦粗）、冲孔 •轴类件:拔长（镦粗、拔长）、压肩、锻台阶 •筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长 •环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔 •弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲 •曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、扭转
锻造比（Y锻）： 拔长： Y拔 =S0 / S S0和S分别为变形前后的坯料的截面积。 镦粗： Y镦 =H0 / H H0和H分别为变形前后的坯料的高度。
21
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.5 影响塑性变形的因素
金属的可锻性
是金属材料在压力加工时成形的难易程度。
可锻性的衡量指标
1）塑性：
材料的塑性越好，其可锻性越好。
— 工艺灵活，通用性强； — 精度低，加工余量大； — 是大型和特大型锻件的唯一成形方法。
•上砧铁
坯料 •下砧铁
29
第7章 锻造成形技术
根据变形性质和程度不同，自由锻工序可分为 ：基本工序、辅助工序和精整工序。
工序
基本工序 辅助工序 精整工序
镦粗、拔长 冲孔、弯曲 扭转、错移
压钳口 压棱边
压肩
整形
30
塑性变形前的组织 塑性变形后的组织 金属回复后的组织 再结晶组织 16
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2 . 热变形及其影响
1） 不产生加工硬化 2）使组织得到改善，提高了力学性能
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.3 纤维组织的利用原则
（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高 （2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高
第6章 金属塑性成形技术理论基础
4. 自由锻造：是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变 形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种 加工方法，简称自由锻。
上砥铁
坯料 下砥铁
7
8
第6章 金属塑性成形技术理论基础
5. 模型锻造：是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的 锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复 杂生产率高。
缺点：不能加工脆性材料（如铸铁）和形状特别复杂（特
别是内腔形状复杂）或体积特别大的零件或毛坯。
4
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.0 金属塑性成形的基本工艺和特点
轧制 挤压 拉拔 自由锻造 模型锻造 板料冲压
1. 轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊 的压缩成型轧制使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。
对加工材料施加外力和做功（外因） 。
3
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2、金属塑性成形技术的特点
优点：
1．力学性能高
1） 组织致密； 2）晶粒细化； 3）压合铸造缺陷； 4）使纤维组织合理分布。
2．节约材料 3．生产率高
1）力学性能高，承载能力提高； 2）减少金属消耗（与切削加工相比）。
4．精度较高
11
第6章 金属塑性成形技术理论基础 6.1 金属塑性变形的本质
6.1.1 单晶体（晶内）的塑性变形
(a) 未变形
(b) 弹性变形 (c) 弹塑性变形 (d) 弹性恢复后的塑性变形
单晶体滑移变形
晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。
12
2
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2017/4/27
第二篇 金属的塑性成形工艺
第6章 金属塑性成形技术理论基础
1、金属塑性成形的定义
金属坯料 产生 塑性变形 达到
改变形状 改变尺寸 改善性能
外力
得到
毛坯 零件
压力很大，功率巨大，又称为压力加工。
2
第6章 金属塑性成形技术理论基础
两个基本成形条件： 材料的塑性是塑性成形的前提条件（内因）；
降低变形抗力，达到塑性加工的目的。 应使能耗低、耗材少、生产率高、品质好。
第7章 锻造成形技术
7.1 自由锻（热变形） 7.2 模锻
锤上模锻、压力机上模锻 7.3 胎模锻
27
28
第7章 锻造成形技术
7.1 自由锻（热变形）
——利用冲击力或静压力使金属在上下两个砧铁之间产生 塑性变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。
23
第6章 金属塑性成形技术理论基础
II. 金属组织
1. 单相组织比多相组织塑性好，变形抗力低； 2. 晶粒细化有利于提高金属的塑性，同时提高变 形抗力； 3. 铸态组织具有粗大晶粒和夹杂、气泡、缩孔和 缩松等缺陷时，会降低金属的塑性。
24
4
第6章 金属塑性成形技术理论基础
二、加工条件
I. 变形温度 II. 变形速度
坯料直径/孔径>2.5
<25mm的孔不锻出
第7章 锻造成形技术
7.1.1.2 自由锻辅助工序 ——压肩，压钳口，压棱边等，是在基本工序之
前的预变形工序。
压肩
第7章 锻造成形技术
7.1.1.3 自由锻精整工序
——清除锻件表面凸凹不平，整形等以提高锻件的
尺寸及位置精度等的工序，在基本工序之后进行。
第7章 锻造成形技术
第6章 金属塑性成形技术理论基础
2. 挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动， 从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的一种压力加工方法。
轧制示意图
产品截面图
5
6
1
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
3. 拉拔：是用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面 的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸的制品的一种塑性加工方法。 由于拉拔多在冷态下进行，因此也叫冷拔或冷拉。
5
2017/4/27
第7章 锻造成形技术
7.1.1 自由锻工序 7.1.1.1 基本工序
镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移
•镦粗：是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。 适于饼块、盘套类锻件的生产。
全镦粗
高度和直径比 圆形截面：2.5~3 方形截面：3.5~4
局部镦粗
全镦粗
局部镦粗
镦粗部分高度和直径比 2.5~3
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
三、应力状态
25
26
第6章 金属塑性成形技术理论基础
第7章 锻造成形技术
金属塑性变形时，三个方向中压应力的数目越多， 则金属表现出的塑性越好；拉应力的数目多，则 金属的塑性就差。
三向压应力 — 塑性最好 三向拉应力 — 塑性最差
金属的可锻性取决于金属的性质和变形条件。 力求创造最有利的变形加工条件，提高塑性，
6.2 金属塑性变形的组织和性能
1.冷变形及其影响
1）组织变化的特征：
①晶粒沿变形最大方向伸长；
②晶格与晶粒均发生畸变；
③晶粒间产生碎晶。 2）性能变化的特征：
（a）原始组织 （b）变形后的组织 图 铸锭变形前后的组织
加工硬化：常温下经塑性变形后，金属的强度、硬度升高，塑
性、韧性下降的现象。
有利：强化金属材料 不利：进一步的塑性变形带来困难
2）变形抗力： 材料的变形抗力越小，其可锻性越好。
一、材料性质 化学成分 金属组织
二、加工条件 变形温度 变形速度
三、应力状态 22
第6章 金属塑性成形技术理论基础
一、材料性质
I. 化学成分
碳 钢： Fe和C 合金钢： Fe、C和其他合金元素 杂 质： S、P、N、H、O
碳：随着碳含量的增加，渗碳体的量增加，从而使的塑性 降低，抗力提高。 磷：有害杂质。冷脆性 硫：有害杂质。热脆性（FeS） 氮：Fe4N使钢的强度、硬度提高，塑性和韧性大为降低。 氢：氢脆现象 氧：Fe3O4、FeO、MnO和 SiO2等杂质形式存在。
① 细化晶粒； ② 压合了铸造缺陷； ③ 组织致密。
纤维组织的分布比较
17
18
3
2017/4/27
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.4 塑性变形理论及假设
6.4.1 最小阻力定律（ Least Resistance ）
• 在变形过程中，如果金属质点有可能向各个不同方向移动，则 每一质点将沿着阻力最小方向移动 。 –质点流动阻力最小方向是通过该质点指向金属变形部分周边 的法线方向。
下模
坯料 上模
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6. 板料冲压：是利用冲模，使板料产生分离或变形的加工方法。因多数 情况下板料无须加热，故称冷冲压，又简称冷冲或冲压。
压板 凸模
坯料 凹模
9
10
第6章 金属塑性成形技术理论基础
轧制、挤压、拉拔：主要是用来生产各类型材、板材、 管材、线材等工业上作为二次加工的原（材）料，也可 用来直接生产毛坯或零件，如热轧钻头、齿轮、齿圈， 冷轧丝杆，挤压叶片等； 锻造（自由锻和模锻）：生产高强度、高韧度的机械零 件毛坯，如重要的轴类，齿轮、连杆类，枪炮管等； 板料冲压：汽车制造、船舶、电器、仪表、标准件、日 用品等工业中。
第7章 锻造成形技术
7.1.1.1 基本工序
•拔长：是使坯料横截面积减小、长度增大的工序。 适于轴类、杆类锻件的生产。
第7章 锻造成形技术
7.1.1.1 基本工序
•冲孔：是使坯料具有通孔或盲孔的工序。
• 薄坯料（H/D<0.125），一次冲出； • 坯料较厚，一边冲孔深到2/3时，翻转工件，从反面冲透。
43
第7章 锻造成形技术
锻件类别
图例
盘类零件
轴类零件
桶类零件
环类零件
弯曲类零件
锻造工序
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔 等
拔长（或镦粗－拔长），切肩， 锻台阶等
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上拔长等
镦粗（或拔长－镦粗），冲孔， 在芯轴上扩孔等
拔长，弯曲等
44
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .4 选择锻造设备（确定吨位数G）
41
第7章 锻造成形技术
7.1.2 .2 计算坯料的质量及尺寸
• 根据坯料重量和比重确定体积； • 坯料的横截面尺寸的确定与第一基本工序有关； • 还必须考虑锻造比。
锻件质量是根据名义尺寸计算的：
•G锻件 = r× V锻件
• 式中： G锻件 ——锻件的质量
r ——金属的密度 V锻件 ——锻件的体积
42
圆形
正方形
矩形
坯料镦粗时不同截面上质点的流动方向
来自百度文库
19
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.4.2 体积不变条件
由于塑性变形时金属密度变化很小，所以 可以认为变形前后的体积相等。实际上在变形 中有微小变化。气孔、缩松被压合、氧化及耗 损等。
20
第6章 金属塑性成形技术理论基础
6.4.3 金属塑性变形程度的计算