（首饰贵金属材料及工艺学）贵金属材料的压力加工工艺课件.ppt

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1、第2节 贵金属材料的塑性加工工艺及性能,一、金属塑性成形的实质及方式1、概念在外力作用下使金属产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。大多数有色金属及其合金都具有一定塑性，可以在热态或冷态下进行塑性成形。,2、主要方式,轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压（1）轧制 使金属坯料通过两个旋转轧辊之间的间隙而产生塑性变形，生产各种型材、管材、板材等（2）挤压使金属坯料从挤压模孔挤出而成型位各种型材、管材、零件等 挤压的方法有：a）正挤压 b）反挤压 c）复合挤压 d）径向挤压,（3）锻造将金属坯料置于上下砧或锻模内，用冲击力或压力使金属成型为各种型材和锻件等 锻造的种类有

2、：a）自由锻 b）模锻 c）胎模锻,（4）冲压 利用冲模将金属板料切离或变形为各种冲压件锻造及冲压示意图（5）拉拔将金属坯料从拉模的模孔中拉出而成型为各种线材、薄壁管材、特殊截面型材等,二、金属压力加工的特点及应用1、特点与铸造相比（1）优点 a）力学性能高 内部缺陷被压合 晶粒显著细化)生产率高（2）缺点 a)形状不能太复杂 b)坯料塑性要好,金属的塑性变形,一、金属塑性成型的实质塑性：金属在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。金属变形过程：a）金属材料在外力作用下发生弹性变形 b）当外力超过一定值后产生塑性变形 c）外力继续加大，发生断裂 金属塑性变形的实质：a）晶粒内部滑移和孪生 b

3、）晶间滑移和晶粒转动,1、单晶体的塑性变形,（1）单晶体滑移晶体的一部分相对另一部分沿一定晶面（滑移面）和这个晶面上的一定晶向（滑移方向）产生相对移动的现象。a）坯料在拉伸时受力分析：正应力晶粒弹性伸长拉断 切应力晶粒扭曲滑移 b）一般规律：滑移面：原子排列最紧密的面 滑移方向：原子排列最紧密的方向理论上，整体刚性滑移滑移困难实际上，位错移动滑移容易（2）孪生 晶体在外体作用下，一部分沿着一定晶面（孪生面）产生一定角度的切变。当滑移困难时(位错塞积），出现孪生变形 塑性变形过程：滑移 孪生滑移孪生.,二、多晶体的塑性变形,工业中实际使用的金属大多是多晶体。1、多晶体的特征：a）晶体形状和大小不

4、等 b）相邻晶粒的位向不同 c）多晶体内存在大量晶界2、实际塑性变形：a）各个晶粒内部滑移和孪生的总和，构成整体塑性变形。b）各个晶粒间的变形，是产生内应力和开裂的原因。,三、塑性变形后金属的组织和性能,1、加工硬化金属经过塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降的现象 a）晶格扭曲 b）晶粒破碎2、回复随着温度的上升，原子热运动加剧，晶格扭曲被消除，内应力明显下降的现象。a）晶格扭曲消除 b）内应力明显下降 回复只能部分消除加工硬化3、再结晶温度上升到金属熔化温度的0.4-0.5倍时，开始以某些碎晶或杂质为核心生长成新的晶粒，加工硬化完全消除。,（1）再结晶过程 a）原子热振动加剧 b）

5、以某些质点为核心重结晶 c）加工硬化全部消除（2）再结晶温度，是金属经大量塑性变形后开始再结晶的最低温度。T再=（0.4-0.5）T熔（3）影响再结晶后晶粒大小的因素：a）变形程度 很小时不发生再结晶 2-8%晶粒特别粗大临界变形程度 大于临界变形程度，随变形程度增加，晶粒显著细化 b）再结晶后状态 金属在高温下停留，晶粒长大，力学性能变差,四、冷变形和热变形,1、冷变形 变形温度低于再结晶温度（1）生产方法：冷冲压、冷挤压、冷轧、冷拔等（2）特点：a）位错密度上升显著加工硬化 强度、硬度上升 韧、塑性下降 b）尺寸精度高、表面质量好2、热变形 变形温度高于再结晶温度（1）生产方式：热锻、热轧

6、、热挤压（2）坯料原始组织特征：晶粒粗大、组织不均匀、有气孔、缩松、微裂纹、非金属夹杂物等缺陷（3）热变形后的组织特征：a）加工硬化和再结晶同时发生 b）冶金缺陷得到改善或消除 c）最终得到细小的等轴晶 d）组织致密，力学性能显著提高,金属的可锻性,可锻性是金属经受塑性成型的难易程度，塑性好、变形抗力小，金属的可锻性就好1、金属的本质（1）化学成分 a）纯金属比合金的可锻性好 b）含合金元素少的合金比多的好（2）组织 a）单相组织（纯金属或固溶体）比多相好 b）晶粒细化组织比粗大好,2、变形条件,（1）加热温度 a）滑移力减小 b）再结晶过程加速 c）多相状态向单相转变 因此，加热温度高，可锻性好但是，温度过高，会引起过烧或过热。过烧会破坏晶粒间的连接，过热会使晶粒过分长大 始锻温度：锻造温度的上限 终锻温度：锻造温度的下限（2）变形速度 金属材料在单位时间内的变形程度 a）变形速度不大时，回复和再结晶来不及消除加工硬化，可锻性下降 b）变形速度大于一定值后，由于塑性变形的热效应使材料温度升高，回复和再结晶充分，可锻性提高,贵金属的锤锻工艺及性能,金属的锤锻加工性能与合金的化学成分及组