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1、2.2 锻造金属压力加工是借助 外力的作用，使金属坯料 产生塑性变形从而获得具 有一定形状、尺寸和机械 性能的原材料、毛坯或零 件的加工方法。 压力加工的主要生产方式有：v1轧制 使金属坯料在回转轧辊的孔隙中，靠 摩擦力的作用，得以连续进入轧辊而变形的 加工方法。轧制生产所用的坯料主要是钢锭。在轧制过程 中，金属坯料截面减小、长度增加从而获得各种 形状的原材料。如钢板、无缝钢管及各种型钢等 。v2 挤压 将金属坯料放在挤压筒内，用强大的压力 从一端的模孔中挤出而变形的加工方法。铝管连续挤压机v挤压类型：正挤压-金属流动方向与凸模运动方向一致的 叫做正挤压；反挤压-金属流动方向与凸模运动方向相反
2、的 叫做反挤压。反挤压可以节省挤压力。v应用：适合于加工低碳钢、有色钢及其合金.3拉拔 将金属坯料拉过拉拔模的模孔面而变形的加工方 法。低碳钢和大多数有色金属及其合金部可以经拉拔 成形。 工艺特点：所获得的产品具有较 高的精度与表面光洁度，故亦常 用于对轧制件(棒，管材)的再加 工以提高产品质量。v应用：拉拔生产主要用来制造各种细线材、薄 壁管和各种特殊几何形状的型材。一、金属的可锻性v金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时难易程 度的一种工艺性能。v金属的可锻性好，表明材料易于经受压力加工成形 。可段性差说明该金属不宜于选用压力加工方法成 形。v可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑
3、性越大变形抗力越小，则可认为金属的可段性好。 反之则差。v金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。1.金属的本质v1）化学成分的影响 不同化学成分的金属可锻性不同。一般纯金属的可锻性比合金的好。例如纯铁的塑性就比含碳量高的钢好，而变形抗力也较小 。又如钢中含有形成碳化物的元素(钨钼钒)时，则可锻性显 著下降。2）金属组织的影响 金属的组织结构不同。其可锻性有很大差别。纯金属及其 固溶体(如奥氏体)可锻性好。而碳化物(如渗碳体)可锻性差 。铸态枝状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小又均匀组织的可 锻性好。 2.加工条件v1)变形温度的影响 提高金属变形时的温度，使原子的动 能增加削弱了原子之间的引力,
4、因此塑性增大，变形抗力 减小.v加热的目的：提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于金 属的变形，便于锻造及获得良好的锻后组织。 v各种材料锻造温度范围是根据材料成份不同而不同的。常 用锻造金属材料始锻及终锻温度如下表1所示：v金属加热温度太高或太低，会影响铸件质量及生产 率。v始锻温度-各种材料在锻造时，所允许的最高加热 温度。称为该材料的始锻温度。v终锻温度-各种材料停止锻造的温度，称为该材料 的终锻温度。v坯料在锻造过程中，温度不断下降，因此塑性越来 越差，变形抗力越来越大，温度下降到一定温度后 ，不仅难于变形，且易于锻裂，必须及时停止锻造 ，重新加热。v2)变形速度的影响 变形速度-即单位
5、时间内的变形程度。影响:是矛盾的。一方面-变形速度的增大，回复和再结晶不 能即时克服硬化现象，金属表现出塑性下降，变 形抗力增加， 可段性变坏。另一方面-金属在变形过程中，消耗于变形过 程中的能量有一部分转化为热能，使金属的温度 升高。这种使金属温度升高的现象称为热效应。 变形速度越大，热效应现象越明显。因而金属的 塑性上升，变变形抗力下降，可段性变好。注意：但热效现象除高速锤锻造外，在一般 压力加工的变形过程中，速度小故不甚明显。v3)应力状态的影响 金属在经受不同方法进 行变形阶段所产生的应力大小和应力性质是 不同的。二、锻造方法v1.自由锻定义：自由锻是利用冲击力或压力使合金在两个抵 铁
6、之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件 。特点：金属受力变形时在抵铁间向各个方向自由流 动，不受什么限制，锻件形状和尺寸是由锻工的操 作技术来保证的。类型：自由锻分手工锻造和机器锻造两种。手工锻造只能生产小型锻件，机器锻造是自由锻 的主要生产方式。对于大型锻件，自由锻是唯一可 行的方法。 v自由锻工序：可分成基本工序、辅助工序及精整工序三 大类。v自由锻的基本工序-使金属产生一定的塑 性变形以达到所需形状及尺寸的工艺过程 。如镦粗、拔长、弯曲，冲孔、切割、扭转 、错移、锻焊等。实际生产中最常用的是锻粗、拔长、冲 孔等三种工序。v辅助工序是为基本工序操作方便而进行预先 变形。如压钳口、压钢锭
7、棱边、切肩等。v精整工序是减少锻件表面缺陷的工序。如清除锻件表面凸凹不平及整形等一般在终 锻温度下进行。2 模锻v模锻-是在高强度金属锻模上预先制出与锻 件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变 形。在变形过程中由于模膛对金属坯料流动 的限制，因此锻造终了时能得到和模膛形状 相符的零件。 模锻与自由锻比较有如下优点：v1）生产效率高。自由锻时，金属变形在上、下两个抵铁之间进行的，而 模锻时金属的变形是在模膛内进行，故能较快获得所需形 状。v2)锻件尺寸精确，加工余量小。v3)可以锻出形状比较复杂的锻件。v4)模锻生产可比自由锻生产节省金属材料，减少切削加工 工作量，降低零件成本。v 但是，模锻生
8、产由于受模锻设备吨位的限制，零件件 质量不能太大，一般在150公斤以下。又由于制造锻模成本很高，所以它不适合于小批和单件 生产。因此模锻生产适合于小型锻件的大批量生产。 v分类：模锻生产根据使用设备的不同分为：锤上模 锻，压力机上模锻等。v锤上模锻所用的设备有蒸汽一空气模锻锤、 无砧座锤、高速锤等。一般工厂主要使用蒸 汽空气模锻锤。模锻电液锤系列空气锤系列3 胎膜锻v定义：胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的 一种方法。胎模锻一般用自由锻方法制坯，然后在胎模 中最后成形。v胎模锻与自由锻比较：它具有生产率高、锻件尺寸精度与表面光洁度高、敷料 少、节省金属、降低锻件成本等优点；v与模锻比较
9、：它不需用昂贵的模锻设备、锻模制造简单、成本低、 使用方便。但胎模锻件尺寸精度不如锤上模锻高，工人 劳动强度较大，生产率较低，胎模较易损坏。v应用：胎模锻主要适合于中小批量生产，它在没有模锻设备 的中小型工厂中得到广泛应用。4 曲柄压力机上模锻v曲柄压力机的传动系统如图示。 用三角皮带将电动机2的运动传到 飞轮3，通过轴4及传动齿轮5带动 曲柄连杆机构的曲柄6、连杆7及 滑块8。曲柄连杆机构进行运动是 靠气动多片式摩擦离合器9，停止 是靠带闸制动器10。锻模的上模固 定在滑块上，而下模则固定在楔形 工作台11上。曲柄压力机吨位的大小是用滑块 到接近最下位置时所产生的最大压 力来表示，一般是200-12000t(2 120 MN)。5 摩擦压力机上模锻摩擦压力机行通过螺母2的螺杆1，螺母固定在机架8上，螺杆上端固 定着飞轮3，下端用轴承与压力机滑块7相连。主轴上装有两个圆轮4，用操纵 杆可使主轴沿轴向作一些移动，这样就可使这一个或只一个圆轮与飞轮的边 缘靠紧产生摩擦力而带动飞轮旋转。分别与两个圆轮接触就能使飞轮获得不 同方向的旋转，螺杆也就随飞轮做不同方向的转动，滑块可产生上下运动。 在这类压力机上模锻主要是靠飞轮、螺杆及滑块问下运动时所积蓄的能量来 实现的。 6 平锻机上模锻v补充题：v2-5 金属的可锻性及其影响因素？v2-6 自由锻，模锻及胎膜锻的区分?
