金屬壓力加工金屬壓力加工鑄造件展示鑄造件展示在可以鑄造的前提下，為什么要壓力加工？?jī)?yōu)點(diǎn)：組織細(xì)化致密、力學(xué)性能提高；體積不變的材料轉(zhuǎn)移成形，材料利用率高;生產(chǎn)率高，易機(jī)械化、自動(dòng)化等可獲得精度較高的零件或毛坯，可實(shí)現(xiàn)少無(wú)切削加工在可以鑄造的前提下，為什么要壓力加工？缺點(diǎn)：不能加工脆性材料；難以加工形狀特別復(fù)雜（特別是內(nèi)腔）、體積特別大的制品；設(shè)備、模具投資費(fèi)用大3.0 塑性變形基礎(chǔ)3.1 鍛造3.2 沖壓3.3 軋制和擠壓目 錄一、彈性變形3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形3.0 塑性變形基礎(chǔ)滑移的機(jī)理：把滑移設(shè)想為剛性整體滑動(dòng)所需的理論臨界切應(yīng)力值比實(shí)際測(cè)量臨界切應(yīng)力值大3-4個(gè)數(shù)量級(jí)滑移是通過(guò)滑移面上位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的多 腳 蟲 的 爬 行二、塑性變形變形過(guò)程復(fù)雜晶粒位相的影響晶界的影響多晶體滑移的不均勻性晶粒大小的影響多晶體的塑性變形3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 加工硬化3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 加工硬化3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 加工硬化3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 回復(fù)、再結(jié)晶軟化溫度升高能量？如何降低能量？3.0 塑性變形基礎(chǔ)回復(fù)、再結(jié)晶軟化 回復(fù) 再結(jié)晶 晶粒長(zhǎng)大能量？如何降低能量？3.0 塑性變形基礎(chǔ)回復(fù)、再結(jié)晶軟化動(dòng)態(tài)再結(jié)晶3.0 塑性變形基礎(chǔ)回復(fù)、再結(jié)晶軟化正常長(zhǎng)大異常長(zhǎng)大3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 變形溫度、速度變形溫度溫度越低，金屬塑性越差，變形抗力越大，鍛造性能越差，易開(kāi)裂。

常加熱至奧氏體單相區(qū)進(jìn)行鍛造溫度過(guò)高，引起表面氧化、脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒等缺陷同時(shí)，應(yīng)避免在部分金屬的脆化溫度區(qū)間鍛造3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 變形溫度、速度應(yīng)變速率低應(yīng)變速率范圍，變形時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，散失的變形熱多，形變熱效應(yīng)越小，鍛件溫度下降，金屬塑性降低高應(yīng)變速率范圍，變形時(shí)間短，散失熱量少，熱效應(yīng)大，金屬塑性增加，變形抗力減小但當(dāng)速率過(guò)快時(shí)，來(lái)不及發(fā)生再結(jié)晶，加工硬化會(huì)導(dǎo)致零件開(kāi)裂3.0 塑性變形基礎(chǔ)二、塑性變形 冷變形VS熱變形？冷、熱以再結(jié)晶溫度為分界3.0 塑性變形基礎(chǔ)鍛造生產(chǎn)的重要性(一)國(guó)防工業(yè)：飛機(jī)上的鍛壓件重量占85；坦克上的鍛壓件重量占 70 ；大炮、槍支上的大部分零件都是鍛制而成的二)機(jī)床制造工業(yè)：主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和切削刀具等都由鍛件制成的三)電力工業(yè)：水輪機(jī)主軸、透平葉輪、輪子、護(hù)環(huán)等均由鍛件制成四)交通運(yùn)輸工業(yè)：機(jī)床上的鍛壓件重量占60；汽車上的鍛壓件重量 占80；輪船上的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和推力軸由鍛制而成五)農(nóng)業(yè)：拖拉機(jī)、收割機(jī)的主要零件也都是鍛制成的，如拖拉機(jī)上就 有560多種鍛件六)日常生活用品：錘子、斧頭、小刀、鋼絲鉗等亦均是鍛制而成3.1 鍛造3.1 鍛造3.1 鍛造鑄造：熔體的流動(dòng)性。

引言一：合金的可煅性？金屬的可鍛性是指金屬經(jīng)受鍛造成形優(yōu)質(zhì)零件的能力，通常用塑性與變形抗力來(lái)衡量塑性越高，鍛造性能越好，越有利于加工成形化學(xué)成分純金屬合金低碳鋼高碳鋼碳鋼合金鋼低合金鋼高合金鋼碳和合金元素含量越高，塑性越差，鍛造性能越差3.1 鍛造金屬組織單相固溶體多相合金 第二相的性能、數(shù)量、形狀、分布對(duì)多相合金的鍛造性能有重要作用（Cm）細(xì)晶粒金屬粗晶粒金屬 細(xì)晶粒組織比粗晶粒具有更好的塑性和鍛造性能過(guò)高溫度合理溫度 10000保證板形良好的條件：比例凸度相等，冷軋要求最嚴(yán)格3.3 軋制和擠壓一、軋制 冷軋的特點(diǎn) 變形抗力大，厚度精度要求高、難度大軋制力大，軋機(jī)彈性變形大，要求機(jī)架剛度大軋輥彈性變形（壓扁、彎曲）大，要求輥系剛度大軋輥熱膨脹和磨損大采用潤(rùn)滑軋制減小摩擦對(duì)數(shù)學(xué)模型要求高 kout Feout 彈性回復(fù)區(qū)軋制力 Fp塑性區(qū)軋制力 Fein:彈性壓縮區(qū)軋制力 kinhintinhPinhPout houttout塑性區(qū)彈性回復(fù)區(qū)彈性壓縮區(qū) km3.3 軋制和擠壓一、軋制 冷軋的特點(diǎn)帶張力軋制（張應(yīng)力 t：0.3 S）張力作用：防止軋件跑偏改變軋件應(yīng)力狀態(tài)，降低軋制力控制板形 3.3 軋制和擠壓一、軋制 冷軋的特點(diǎn)工序多，工藝復(fù)雜，綜合性強(qiáng)主要工序：酸洗軋制脫脂退火 平整剪切矯直鍍層技術(shù)綜合：冶金、機(jī)械、控制、計(jì)算機(jī)學(xué)科綜合：力 學(xué)（軋制力、張力、應(yīng)力分析）化 學(xué)（酸洗、脫脂、涂層）數(shù) 學(xué)（模型、公式、算法）金屬學(xué)（退火、織構(gòu)、組織性能）物理學(xué)（摩擦、潤(rùn)滑、表面）其它：機(jī)械學(xué)、控制理論、人工智能3.3 軋制和擠壓一、軋制酸洗目的：清除氧化鐵皮，保證帶鋼表面質(zhì)量酸洗方式：1960年前，硫酸酸洗，難回收 1960年后，鹽酸酸洗，可再生利用 （深槽酸洗淺槽酸洗推式酸洗）1990年后，湍流酸洗 湍流酸洗要點(diǎn)：無(wú)槽，帶鋼在窄縫中運(yùn)行，酸液運(yùn)動(dòng)方向與帶鋼相反,形成湍流.效率高，酸洗時(shí)間短、質(zhì)量好，省電，事故處理容易3.3 軋制和擠壓一、軋制連續(xù)式冷連軋機(jī)組 開(kāi)卷機(jī)冷連軋機(jī)組卷取機(jī)3.3 軋制和擠壓一、軋制CDCM-酸軋聯(lián)合機(jī)組1開(kāi)卷機(jī)焊接機(jī)活套1冷連軋機(jī)組卷取機(jī)2開(kāi)卷機(jī)飛剪活套2酸洗機(jī)組3.3 軋制和擠壓酸-軋-退火聯(lián)合機(jī)組(FIPL)示意圖1開(kāi)卷機(jī)焊接機(jī)活套1冷連軋機(jī)組2開(kāi)卷機(jī)飛剪活套2酸洗機(jī)組活套4活套3卷取機(jī)退火機(jī)組典型機(jī)組：新日鐵廣畑廠（1987），美國(guó) Inland steel操作數(shù)據(jù)：設(shè)備利用率95，成材率96.9%，年產(chǎn)量：108萬(wàn)噸 能耗降低40%，斷帶事故：0.1卷/月3.3 軋制和擠壓表面質(zhì)量缺陷欠酸洗：鋼材表面或多或少存在著沒(méi)有洗掉的氧化鐵皮（鐵鱗）或污面，稱為欠酸洗。

3.3 軋制和擠壓表面質(zhì)量缺陷過(guò)酸洗：是因酸洗過(guò)度在鋼材表面留下印跡的現(xiàn)象，過(guò)酸洗可能是普遍的，也可能是局部的過(guò)酸洗的帶鋼延伸性大大降低，在軋制過(guò)程中，很容易斷裂和破碎3.3 軋制和擠壓表面質(zhì)量缺陷表面裂紋：指鋼材表面的開(kāi)裂，其類型很多，常見(jiàn)的是裂縫、發(fā)紋和橫裂3.3 軋制和擠壓表面質(zhì)量缺陷表面夾雜：是由連鑄工藝中非金屬夾雜物導(dǎo)致開(kāi)始存在于皮下，加工后暴露于外，也可由結(jié)晶器或清理表面缺陷誘發(fā)主要是煉鋼原因：（1）吹氬時(shí)間短，夾雜物未充分上??；（2）連鑄時(shí)，保護(hù)渣帶入鋼中；（3）中包液面低，鋼渣卷入鋼水中3.3 軋制和擠壓表面質(zhì)量缺陷氣泡：是指鋼板表面無(wú)規(guī)律分布的、圓形的、大小不等的凸包因鑄坯存在較多的氣泡等缺陷，雖經(jīng)多道軋制沒(méi)有焊合，殘留在鋼帶上3.3 軋制和擠壓一、軋制3.3 軋制和擠壓一、軋制碾環(huán)軋制的特點(diǎn)I、局部連續(xù)變形，變形區(qū)小，省力II、設(shè)備工裝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低III、適用形狀復(fù)雜、沖壓難以成形的零件薄壁收口容器、大型封頭等）3.3 軋制和擠壓二、擠壓特點(diǎn)：I、三向壓應(yīng)力作用，塑性好II、纖維組織連續(xù)，力學(xué)性能好3.3 軋制和擠壓二、擠壓擠壓桿擠壓墊擠壓筒擠壓模擠壓模墊擠壓錠擠壓制品 對(duì)放在容器中（擠壓筒）的材料一端施加壓力，使其通過(guò)?？壮尚偷募庸し椒?。

3.3 軋制和擠壓二、擠壓管材3.3 軋制和擠壓二、擠壓正擠壓 反向擠壓金屬的流動(dòng)方向與擠壓桿（擠壓軸）的運(yùn)動(dòng)方向相同金屬的流動(dòng)方向與擠壓桿，的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反3.3 軋制和擠壓二、擠壓正擠壓 反向擠壓反向擠壓的特點(diǎn)：摩擦力相對(duì)較小正向擠壓的特點(diǎn)：擠壓過(guò)程中擠壓筒與金屬坯料間的摩擦力大(因?yàn)檎麄€(gè)坯料都在擠壓筒中運(yùn)動(dòng))，消耗能量多，模具損耗3.3 軋制和擠壓二、擠壓正擠壓 反向擠壓反向擠壓的特點(diǎn)：摩擦力相對(duì)較小組織均勻正向擠壓的特點(diǎn)：摩擦力大，流動(dòng)困難，組織不均勻3.3 軋制和擠壓現(xiàn)實(shí)生活中，塑料垃圾常常在河流彎道處堆積利用這個(gè)現(xiàn)象，能否對(duì)擠壓過(guò)程做點(diǎn)什么？3.3 軋制和擠壓二、擠壓存在兩個(gè)難變形區(qū)：前死區(qū)和后死區(qū)一般指前死區(qū)位于擠壓筒與模子端面交界處的金屬，基本上不發(fā)生塑性變形，故稱為死區(qū)3.3 軋制和擠壓影響死區(qū)大小的因素：a、模角 模角平緩，死區(qū)小；b、摩擦系數(shù)f 摩擦系數(shù)小，死區(qū)?。挥绊懰绤^(qū)大小的因素：c、擠壓比 擠壓比大，死區(qū)高度大，但總體積減小；d、擠壓溫度 熱擠壓死區(qū)大，冷擠壓死區(qū)小；二、擠壓3.3 軋制和擠壓影響死區(qū)大小的因素：e、擠壓速度v 擠壓速度快，死區(qū)??；二、擠壓3.3 軋制和擠壓二、擠壓死區(qū)的作用：可阻礙錠坯表面的雜質(zhì)、氧化物、偏析瘤、灰塵及表面缺陷進(jìn)入變形區(qū)壓縮錐而流入制品表面，提高制品表面質(zhì)量。

3.3 軋制和擠壓二、擠壓正擠壓 反向擠壓反向擠壓的特點(diǎn)：死區(qū)相對(duì)較小，表面質(zhì)量差正向擠壓的特點(diǎn)：死區(qū)大，可攔截大量雜物，表面質(zhì)量好3.3 軋制和擠壓二、擠壓復(fù)合擠壓：概念：擠壓筒中的金屬在擠壓桿作用下沿?cái)D壓桿運(yùn)動(dòng)方向及其反方向被同時(shí)擠出，這種擠壓方法稱為正反聯(lián)合擠壓法技術(shù)特點(diǎn)：擠壓時(shí)單位壓力峰值明顯下降，因而在冷擠壓工藝尤其是在薄壁和形狀復(fù)雜的零件生產(chǎn)中運(yùn)用較多3.3 軋制和擠壓二、擠壓徑向擠壓：側(cè)向擠壓的特點(diǎn)是：擠壓模與錠坯軸線成90角，金屬流動(dòng)的形式將使制品縱 向力學(xué)性能差異最??；變形程度較大，擠壓比可達(dá)100，制品強(qiáng)度高；要求模具和工具具有高的強(qiáng)度及剛度用于生產(chǎn)復(fù)合導(dǎo)線3.3 軋制和擠壓二、擠壓3.3 軋制和擠壓擠壓制品的裂紋二、擠壓3.3 軋制和擠壓 表面裂紋產(chǎn)生原因：裂紋的產(chǎn)生是由于制品表面層的附加拉應(yīng)力超過(guò)了表面金屬的強(qiáng)度所造成其產(chǎn)生與以下因素有關(guān)：（1）錠坯加熱溫度過(guò)高；（2）錠坯沿長(zhǎng)度方向溫度不均，由低突然變高；（3）擠壓速度過(guò)快二、擠壓3.3 軋制和擠壓 中心裂紋產(chǎn)生原因：二、擠壓3.3 軋制和擠壓三、拉拔擠壓時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài)擠壓時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài)拉拔時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài)拉拔時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài)主應(yīng)力中壓應(yīng)力的數(shù)目越多，金屬的流動(dòng)性越好。

3.3 軋制和擠壓三、拉拔3.3 軋制和擠壓 主要優(yōu)點(diǎn)：（1）尺寸精確，表面光潔度高2）設(shè)備簡(jiǎn)單，維修方便，在一臺(tái)設(shè)備上可以生產(chǎn)多種品種、規(guī)格的制品3）適合于各種金屬及合金的細(xì)絲和薄壁管生產(chǎn)，規(guī)格范圍很大絲（線）材：100.002mm；三、拉拔3.3 軋制和擠壓 主要缺點(diǎn)：（1）受拉拔力限制，道次變形量小，需要多道次拉拔2）由于受拉應(yīng)力影響（只有兩個(gè)壓應(yīng)力），在生產(chǎn)塑性低、加工硬化程度大的金屬時(shí)，易產(chǎn)生表面裂紋，甚至拉斷。