新型成型工艺.pptx

第十章第十章 金属塑性成形新技术金属塑性成形新技术一、零件的挤压一、零件的挤压 施加强大压力作用于模具，迫使模具内的金属坯施加强大压力作用于模具，迫使模具内的金属坯施加强大压力作用于模具，迫使模具内的金属坯施加强大压力作用于模具，迫使模具内的金属坯料产生定向塑性变形并挤出模孔或缝隙，直至获料产生定向塑性变形并挤出模孔或缝隙，直至获料产生定向塑性变形并挤出模孔或缝隙，直至获料产生定向塑性变形并挤出模孔或缝隙，直至获得所需零件或半成品。得所需零件或半成品。得所需零件或半成品。得所需零件或半成品。n n挤压工艺的特点挤压工艺的特点三向受压下变形，提高塑性，可加大变形量；三向受压下变形，提高塑性，可加大变形量；三向受压下变形，提高塑性，可加大变形量；三向受压下变形，提高塑性，可加大变形量；提高零件力学性能；提高零件力学性能；提高零件力学性能；提高零件力学性能；节省材料；节省材料；节省材料；节省材料；生产率高；生产率高；生产率高；生产率高；模具材料强度、刚度和耐磨性要求高；模具材料强度、刚度和耐磨性要求高；模具材料强度、刚度和耐磨性要求高；模具材料强度、刚度和耐磨性要求高；润滑要求高。润滑要求高。润滑要求高。润滑要求高。n n挤压方式挤压方式正挤压（正挤压（a）、反挤压（、反挤压（b）、径向挤压）、径向挤压（c）、玻璃润滑挤压（）、玻璃润滑挤压（d）、静液挤压（）、静液挤压（e）、）、连续挤压（连续挤压（f）。）。可热挤、温挤、冷挤。可热挤、温挤、冷挤。汽车转向系类冷挤压样件汽车转向系类冷挤压样件 花键冷挤压机花键冷挤压机-径向挤压成型工件径向挤压成型工件 肯尼福径向挤压成型技术肯尼福径向挤压成型技术 u 挤压工艺的应用挤压工艺的应用二、拉拔成形二、拉拔成形 金属在外加拉力作用下于模孔内塑性成形。金属在外加拉力作用下于模孔内塑性成形。应力状态：应力状态：一向拉伸，两向压缩。一向拉伸，两向压缩。产品分类：产品分类：实心实心拉拔、空拉拔、空心心拉拔拉拔。uu以线材拉拔拉拔和和管材拉拔管材拉拔应用最广。应用最广。uu管材拉拔分为管材拉拔分为空拉（空拉（a a）、长芯杆拉拔（）、长芯杆拉拔（b b）、）、固定芯头拉拔（固定芯头拉拔（c c）、游动芯头拉拔（）、游动芯头拉拔（d d）、顶）、顶管（管（e e）、扩径拉拔（）、扩径拉拔（f f）等，如图所示。）等，如图所示。拉拔工艺要点：拉拔工艺要点：uu拉拔配模拉拔配模 润滑区润滑区润滑区润滑区 压缩区压缩区压缩区压缩区 定径区定径区定径区定径区 出口区出口区出口区出口区锥形模锥形模弧线模弧线模u拉拔拉拔润滑（皮膜处理或使用润滑剂）皮膜处理的目的在于增加润滑剂对金属的吸附功皮膜处理的目的在于增加润滑剂对金属的吸附功皮膜处理的目的在于增加润滑剂对金属的吸附功皮膜处理的目的在于增加润滑剂对金属的吸附功能，提高润滑效果。如形成肥皂膜、树脂膜等。能，提高润滑效果。如形成肥皂膜、树脂膜等。能，提高润滑效果。如形成肥皂膜、树脂膜等。能，提高润滑效果。如形成肥皂膜、树脂膜等。拉拔芯头或芯杆的作用是增加金属变形区拉拔芯头或芯杆的作用是增加金属变形区静水压力和摩擦力，有利于减径、减薄。静水压力和摩擦力，有利于减径、减薄。常用芯头有常用芯头有固定短芯头和游动芯头两种。固定短芯头和游动芯头两种。u 拉拔芯头拉拔芯头圆柱形圆柱形固定短芯头固定短芯头锥形锥形固定芯头固定芯头游动芯头游动芯头三、轧制成形三、轧制成形轧制方式轧制方式纵轧（辊锻）：纵轧（辊锻）：纵轧（辊锻）：纵轧（辊锻）：轧辊轴线与坯料轴线相互垂直。轧辊轴线与坯料轴线相互垂直。轧辊轴线与坯料轴线相互垂直。轧辊轴线与坯料轴线相互垂直。横轧：横轧：横轧：横轧：轧辊轴线与坯料轴线相互平行。轧辊轴线与坯料轴线相互平行。轧辊轴线与坯料轴线相互平行。轧辊轴线与坯料轴线相互平行。斜轧（螺旋斜轧）：斜轧（螺旋斜轧）：斜轧（螺旋斜轧）：斜轧（螺旋斜轧）：轧辊轴线与坯料轴线相交轧辊轴线与坯料轴线相交轧辊轴线与坯料轴线相交轧辊轴线与坯料轴线相交成一定角度。成一定角度。成一定角度。成一定角度。n n 轧制产品轧制产品热轧板热轧板热轧板热轧板（纵纵纵纵）斜轧管斜轧管斜轧管斜轧管横轧件横轧件横轧件横轧件uu轧制成形特点轧制成形特点：生产效率高；生产效率高；生产效率高；生产效率高；产品质量高，纤维组织连续，力学性能好产品质量高，纤维组织连续，力学性能好产品质量高，纤维组织连续，力学性能好产品质量高，纤维组织连续，力学性能好 ；模具用球墨铸铁或冷硬铸铁制造，加工较容易模具用球墨铸铁或冷硬铸铁制造，加工较容易模具用球墨铸铁或冷硬铸铁制造，加工较容易模具用球墨铸铁或冷硬铸铁制造，加工较容易 ，成本相对低廉；，成本相对低廉；，成本相对低廉；，成本相对低廉；材料利用率可达到材料利用率可达到材料利用率可达到材料利用率可达到90%90%以上，可达到少切屑甚以上，可达到少切屑甚以上，可达到少切屑甚以上，可达到少切屑甚至无切屑加工的目的。至无切屑加工的目的。至无切屑加工的目的。至无切屑加工的目的。u 轧制成形零件集锦轧制成形零件集锦汽车传动系花键冷轧样件汽车传动系花键冷轧样件 轧轧 制制 型型 材材 类类 别别n n 板带材轧制板带材轧制 板带材分为中厚板（板带材分为中厚板（板带材分为中厚板（板带材分为中厚板（4mm4mm以上）、薄板和带以上）、薄板和带以上）、薄板和带以上）、薄板和带材（材（材（材（0.20.24mm4mm）、极薄带材和箔材三大类。除中）、极薄带材和箔材三大类。除中）、极薄带材和箔材三大类。除中）、极薄带材和箔材三大类。除中厚板外，一般均以卷料供货。厚板外，一般均以卷料供货。厚板外，一般均以卷料供货。厚板外，一般均以卷料供货。n n 管材轧制管材轧制 管材分为无缝管和焊接管。按断面形状可分为圆管材分为无缝管和焊接管。按断面形状可分为圆管材分为无缝管和焊接管。按断面形状可分为圆管材分为无缝管和焊接管。按断面形状可分为圆管和异形管。无缝管轧制方法如图。管和异形管。无缝管轧制方法如图。管和异形管。无缝管轧制方法如图。管和异形管。无缝管轧制方法如图。制坯制坯加热加热切管切管减轻张力减轻张力校直校直探伤探伤水压试验水压试验成品包装成品包装穿孔穿孔轧制轧制轧制轧制加热加热四、四、精密模锻精密模锻 通过模锻制取形状复杂、精度高的锻件通过模锻制取形状复杂、精度高的锻件而可以不必再经切削加工的锻造工艺。精而可以不必再经切削加工的锻造工艺。精密模锻伞齿轮，齿形尺寸精度可达密模锻伞齿轮齿形尺寸精度可达IT12-IT12-IT15IT15，表面粗糙度，表面粗糙度Ra=3.2-1.6mRa=3.2-1.6m。n n精密模锻工艺精密模锻工艺 要点要点精确下料，坯料表面质量高；精确下料，坯料表面质量高；无氧化或少氧化气氛中加热；无氧化或少氧化气氛中加热；高精度模具；高精度模具；通常增加精压工序。通常增加精压工序。五五.液态模锻液态模锻 把金属液直接浇入金属模腔内，然后施压于液态把金属液直接浇入金属模腔内，然后施压于液态把金属液直接浇入金属模腔内，然后施压于液态把金属液直接浇入金属模腔内，然后施压于液态或半固态金属并予保压，直至凝固。或半固态金属并予保压，直至凝固。或半固态金属并予保压，直至凝固。或半固态金属并予保压，直至凝固。技术特点：技术特点：金属将在压力下结晶、补缩和产生局部塑金属将在压力下结晶、补缩和产生局部塑性变形。它是铸造和模锻组合而成的一种先进成形工性变形。它是铸造和模锻组合而成的一种先进成形工艺，其工艺简单，成本低廉，产品质量好，但模具、艺，其工艺简单，成本低廉，产品质量好，但模具、设备要求较高。设备要求较高。六、超塑性成形六、超塑性成形 n n超塑性：超塑性：超塑性：超塑性：指金属或合金在极低的变形速率指金属或合金在极低的变形速率指金属或合金在极低的变形速率指金属或合金在极低的变形速率（=10-2-10-4 mm/s=10-2-10-4 mm/s），一定的变形温度（约），一定的变形温度（约），一定的变形温度（约），一定的变形温度（约为熔点的为熔点的为熔点的为熔点的 1/21/2）和均匀的结晶粒度（晶粒平均）和均匀的结晶粒度（晶粒平均）和均匀的结晶粒度（晶粒平均）和均匀的结晶粒度（晶粒平均直径为直径为直径为直径为0.55m0.55m）下，其相对伸长率）下，其相对伸长率）下，其相对伸长率）下，其相对伸长率 可超过可超过可超过可超过100%100%以上的特性，如钢以上的特性，如钢以上的特性，如钢以上的特性，如钢500%500%，纯铁，纯铁，纯铁，纯铁300%300%，锌铝，锌铝，锌铝，锌铝1000%1000%。n n超塑性成形工艺超塑性成形工艺超塑性成形工艺超塑性成形工艺:气胀成形和体积成形气胀成形和体积成形气胀成形和体积成形气胀成形和体积成形气胀成形是用气体的压力使板坯料（也有管气胀成形是用气体的压力使板坯料（也有管气胀成形是用气体的压力使板坯料（也有管气胀成形是用气体的压力使板坯料（也有管坯料或其他形状坯料）成形为壳型件坯料或其他形状坯料）成形为壳型件坯料或其他形状坯料）成形为壳型件坯料或其他形状坯料）成形为壳型件.超塑性体积成形包括不同的方式（例如模锻、挤压超塑性体积成形包括不同的方式（例如模锻、挤压超塑性体积成形包括不同的方式（例如模锻、挤压超塑性体积成形包括不同的方式（例如模锻、挤压等），主要是利用了材料在超塑性条件下流变抗力等），主要是利用了材料在超塑性条件下流变抗力等），主要是利用了材料在超塑性条件下流变抗力等），主要是利用了材料在超塑性条件下流变抗力低，流动性好等特点低，流动性好等特点低，流动性好等特点低，流动性好等特点.超塑性成形的应用超塑性成形的应用高温合金高温合金INCONEL718的超塑性成形航天器件的超塑性成形航天器件双相不锈钢超塑性成形的航天器件双相不锈钢超塑性成形的航天器件 复习题复习题复习题：复习题：教材教材 P 共共计题。计题。