武漢理工大學(xué)的課件 金屬工藝學(xué)

3.5

金屬的塑性成型新工藝

3.5.1零件的擠壓3.5.2零件的軋制3.5.3液態(tài)模鍛3.5.4液態(tài)模鍛3.5.5粉末鍛造3.5.6超塑性成型3.5.7高能高速成型3.5.1

零件的擠壓擠壓是施加強(qiáng)大壓力作用于模具，迫使放在模具內(nèi)的金屬坯料產(chǎn)生定向塑性變形并從?？字袛D出，從而獲得所需零件或半成品的加工方法。零件擠壓的類型：1、正擠壓金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同2、反擠壓金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反3、復(fù)合擠壓擠壓過程中，坯料上一部分金屬的流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，而另一部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反4、徑向擠壓

金屬運(yùn)動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向成90°擠壓過程動(dòng)畫仿真正擠壓反擠壓擠壓過程動(dòng)畫仿真復(fù)合擠壓徑向擠壓3.5.2零件的軋制設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噸位小。

勞動(dòng)條件好，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率高。

軋制時(shí)模具可用價(jià)廉的球墨鑄鐵或冷硬鑄鐵來制造，節(jié)約貴重的模具鋼材，加工也較容易。

鍛件質(zhì)量好。

材料利用率高，可達(dá)到90％以上，即達(dá)到少切屑，甚至無切屑。零件軋制的特點(diǎn)：板材軋制原理動(dòng)畫模擬精密模鍛是在模鍛設(shè)備上鍛造出形狀復(fù)雜、鍛件精度高的模鍛工藝。如精密模鍛傘齒輪，其齒形部分可直接鍛出而不必再經(jīng)切削加工。模鍛件尺寸精度可達(dá)IT12～I(xiàn)T15，表面粗糙度為Ra3.2～1.6。精密模鍛工藝過程：先將原始坯料普通模鍛成中間坯料→再對(duì)中間坯料進(jìn)行嚴(yán)格的清理，除去氧化皮或缺陷→最后采用無氧化或少氧化加熱后精鍛(如圖)。3.5.3精密模鍛需要精確計(jì)算原始坯料的尺寸，嚴(yán)格按坯料質(zhì)量下料。需要精細(xì)清理坯料表面，除凈坯料表面的氧化皮、脫碳層及其它缺陷等。應(yīng)采用無氧化或少氧化加熱法，盡量減少坯料表面形成的氧化皮。精密模鍛的鍛件精度很大程度上取決于鍛模的加工精度。為排除模膛中的氣體，減小金屬流動(dòng)阻力，使金屬更好地充滿模膛，在凹模上應(yīng)開有排氣小孔。模鍛時(shí)要很好地進(jìn)行潤滑和冷卻鍛模。精密模鍛一般都在剛度大、精度高的模鍛設(shè)備上進(jìn)行。如曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)或高速錘等。精密模鍛工藝特點(diǎn)：原材料配配制→熔煉→澆注→加壓成型型→脫?！鋮s→熱處理→檢驗(yàn)→入庫。液態(tài)模鍛鍛原理仿仿真3.5.4液態(tài)模鍛鍛液態(tài)模鍛鍛的工藝藝流程：：直接式液液態(tài)模鍛鍛：壓頭（成成型凸模模）直接接作用在在液態(tài)金金屬上，，在壓力力下充型型、凝固固、并伴伴有微量量的塑性性變性組組織。適適合于生生產(chǎn)形狀狀簡(jiǎn)單、、性能要要求較高高的零件件。間接式液液態(tài)模鍛鍛：同全立式式壓鑄相相似。直接式液液態(tài)模鍛鍛間接式液液態(tài)模鍛鍛液態(tài)模鍛鍛工藝的的主要特特點(diǎn)：在成型過過程中，，液態(tài)金金屬在壓壓力下完完成結(jié)晶晶凝固。。已凝固的的金屬在在壓力作作用下，，產(chǎn)生塑塑性變形形，使制制件外側(cè)側(cè)壁緊貼貼模壁，，液態(tài)金金屬自始始至終獲獲得等靜靜壓。液態(tài)模鍛鍛對(duì)材料料的選擇擇范圍很很寬，不不僅適用用于鑄造造合金，，而且還還適用于于變形合合金。粉末鍛造造的原理理：粉末鍛造造是粉末末冶金成成型方法法和鍛造造相結(jié)合合的一種種金屬加加工方法法。它是是將粉末末預(yù)壓成成型后，，在充滿滿保護(hù)氣氣體的爐爐子中燒燒結(jié)制坯坯，將坯坯料加熱熱至鍛造造溫度后后模鍛而而成。粉末鍛造造的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)（與模鍛鍛相比））材料利用用率高，，可達(dá)90%以上。而而模鍛的的材料利利用率只只有50%左右。機(jī)械性能能高。材材質(zhì)均勻勻無各向向異性，，強(qiáng)度、、塑性和和沖擊韌韌性都較較高。3.5.5粉末鍛造造鍛件精度度高，表表面光潔潔，可實(shí)實(shí)現(xiàn)少、、無切削削加工。。生產(chǎn)率高高。每小小時(shí)產(chǎn)量量可達(dá)500～1000件。鍛造壓力力小。如如130汽車差速速器行星星齒輪，，鋼坯鍛鍛造需用用2500～3000kN壓力機(jī)，，粉末鍛鍛造只需需800kN壓力機(jī)。?？梢约庸す崴苄孕圆畹牟牟牧?。如如難于變變形的高高溫鑄造造合金可可用粉末末鍛造方方法鍛出出形狀復(fù)復(fù)雜的零零件。采采用粉末末鍛造出出的零件件有差速速器齒輪輪、柴油油機(jī)連桿桿、鏈輪輪、襯套套等。3.5.6超塑性成成型超塑性是指金屬屬或合金金在特定定條件下下，即低低的變形形速率(e=10－2～10－4/s)、一定的的變形溫溫度(約為熔點(diǎn)點(diǎn)一半)和均勻的的細(xì)晶粒粒度(晶粒平均均直徑為為0.2～5m)，其相對(duì)對(duì)延伸率率δ超過100%以上的特特性。如如鋼超過過500%、純鈦超超過300%、鋅鋁合合金超過過1000%。1．板料沖沖壓零件直徑徑較小，，但很高高。選用用超塑性性材料可可以一次次拉深成成型，質(zhì)質(zhì)量很好好，零件件性能無無方向性性。2．板料氣氣壓成型型超塑性金金屬板料料放于模模具中，，把板料料與模具具一起加加熱到規(guī)規(guī)定溫度度，向模模具內(nèi)吹吹入壓縮縮空氣或或抽出模模具內(nèi)的的空氣形形成負(fù)壓壓，板料料將貼緊緊在凹模模或凸模模上，獲獲得所需需形狀的的工件。。該法可可加工的的板料厚厚度為0.4～4mm。超塑性成成型工藝藝的應(yīng)用用擴(kuò)大了可可鍛金屬屬材料的的種類。。如過去去只能采采用鑄造造金屬填充充模膛的的性能好好，可鍛鍛出尺寸寸精度高高、機(jī)械械加工余余量很小小、甚至至不用加加工的零零件。能獲得均均勻細(xì)小小的晶粒粒組織，，零件機(jī)機(jī)械性能能均勻一一致。金屬的變變形抗力力小，可可充分發(fā)發(fā)揮中、、小設(shè)備備的作用用。超塑性模模鍛工藝藝特點(diǎn)高能高速速成型是是一種在在極短時(shí)時(shí)間內(nèi)釋釋放高能能量而使使金屬變變形的成成型方法法。高能高速速成型的的特點(diǎn):模具簡(jiǎn)單單零件精度度高，表表面質(zhì)量量好可提高材材料的塑塑性變形形能力利于采用用復(fù)合工工藝3.5.7高能高速速成型1．爆炸成成型爆炸成型型是利用用爆炸物物質(zhì)在爆爆炸瞬間間釋放出出巨大的的化學(xué)能能對(duì)金屬屬毛坯進(jìn)進(jìn)行加工工的高能能高速成成型方法法。除高高能高速速成型共共有的特特點(diǎn)外，，爆炸成成型還具具有以下下特點(diǎn)：：(1)簡(jiǎn)化設(shè)備備(2)適于大型型零件成成型2．電液成成型電液成型型是利用用液體中中強(qiáng)電