金属成形方法大全
铸造
液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为金属液态成形或铸造。
工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件
工艺特点：
1、可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。
2、适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。
3、材料来源广,废品可重熔,设备投资低。
4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
铸造分类：
（1）砂型铸造（sand casting）
在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
工艺流程：
技术特点：
1、适合于制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯；
2、适应性广,成本低；
3、对于某些塑性很差的材料,如铸铁等,砂型铸造是制造其零件或,毛坯的唯一的成形工艺。
应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件
（2）熔模铸造(investmentcasting)
通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。常称为“失蜡铸造”。
工艺流程：
优点：
1、尺寸精度和几何精度高；
2、表面粗糙度高；
3、能够铸造外型复杂的铸件,且铸造的合金不受限制。
缺点：工序繁杂,费用较高
应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。
（3）压力铸造(die casting)
利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
工艺流程：
优点：
1、压铸时金属液体承受压力高,流速快
2、产品质量好,尺寸稳定,互换性好；
3、生产效率高,压铸模使用次数多；
4、适合大批大量生产,经济效益好。
缺点：
1、铸件容易产生细小的气孔和缩松。
2、压铸件塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；
3、高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大。
应用：压铸件最先应用在汽车工业和仪表工业,后来逐步扩大到各个行业,如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等多个行业。
（4）低压铸造(low pressure casting)
指使液体金属在较低压力(0.02～0.06MPa)作用下充填铸型,并在压力下结晶以形成铸件的方法。
工艺流程：
技术特点：
1、浇注时的压力和速度可以调节,故可适用于各种不同铸型（如金属型、砂型等）,铸造各种合金及各种大小的铸件；
2、采用底注式充型,金属液充型平稳,无飞溅现象,可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷,提高了铸件的合格率；
3、铸件在压力下结晶,铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁,力学性能较高,对于大薄壁件的铸造尤为有利；
4、省去补缩冒口,金属利用率提高到90～98%；
5、劳动强度低,劳动条件好,设备简易,易实现机械化和自动化。
应用：以传统产品为主（气缸头、轮毂、气缸架等）。
（5）离心铸造(centrifugal casting)
将金属液浇入旋转的铸型中,在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法。
工艺流程：
优点：
1、几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗,提高工艺出品率；
2、生产中空铸件时可不用型芯,故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力；
3、铸件致密度高,气孔、夹渣等缺陷少,力学性能高；
4、便于制造筒、套类复合金属铸件。
缺点：
1、用于生产异形铸件时有一定的局限性；
2、铸件内孔直径不准确,内孔表面比较粗糙,质量较差,加工余量大；
3、铸件易产生比重偏析。
应用：
离心铸造最早用于生产铸管,国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺,来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。
（6）金属型铸造(gravity die casting)
液态金属在重力作用下充填金属铸型并在型中冷却凝固而获得铸件的一种成型方法。
工艺流程：
优点:
1、金属型的热导率和热容量大,冷却速度快,铸件组织致密,力学性能比砂型铸件高15%左右。
2、能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件,并且质量稳定性好。
3、因不用和很少用砂芯,改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。
缺点：
1、金属型本身无透气性,必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体；
2、金属型无退让性,铸件凝固时容易产生裂纹；
3、金属型制造周期较长,成本较高。因此只有在大量成批生产时,才能显示出好的经济效果。
应用：
金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件,也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
（7）真空压铸(vacuumdie casting)
通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体,从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。
工艺流程：
优点：
1、消除或减少压铸件内部的气孔,提高压铸件的机械性能和表面质量,改善镀覆性能;
2、减少型腔的反压力,可使用较低的比压及铸造性能较差的合金,有可能用小机器压铸较大的铸件;
3、改善了充填条件,可压铸较薄的铸件;
缺点：
1、模具密封结构复杂,制造及安装较困难,因而成本较高;
2、真空压铸法如控制不当,效果就不是很显著。
（8）挤压铸造(squeezing die casting)
使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成形,直接获得制件或毛坯的方法。它具有液态金属利用率高、工序简化和质量稳定等优点,是一种节能型的、具有潜在应用前景的金属成形技术。
工艺流程：
直接挤压铸造：喷涂料、浇合金、合模、加压、保压、泄压,分模、毛坯脱模、复位；
间接挤压铸造：喷涂料、合模、给料、充型、加压、保压、泄压,分模、毛坯脱模、复位。
技术特点：
1、可消除内部的气孔、缩孔和缩松等缺陷；
2、表面粗糙度低,尺寸精度高；
3、可防止铸造裂纹的产生；
4、便于实现机械化、自动化。
应用：可用于生产各种类型的合金,如铝合金、锌合金、铜合金、球墨铸铁等
（9）消失模铸造（Lost foam casting ）
将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
工艺流程：预发泡→发泡成型→浸涂料→烘干→造型→浇注→落砂→清理
技术特点：
1、铸件精度高,无砂芯,减少了加工时间；
2、无分型面,设计灵活,自由度高；
3、清洁生产,无污染；
4、降低投资和生产成本。
应用：
适合成产结构复杂的各种大小较精密铸件,合金种类不限,生产批量不限。如灰铸铁发动机箱体、高锰钢弯管等。
（10）连续铸造（continual casting）
一种先进的铸造方法,其原理是将熔融的金属,不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中,凝固（结壳）了的铸件,连续不断地从结晶器的另一端拉出,它可获得任意长或特定的长度的铸件。
工艺流程：
技术特点：
1、由于金属被迅速冷却,结晶致密,组织均匀,机械性能较好；
2、节约金属,提高收得率；
3、简化了工序,免除造型及其它工序,因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少；
4、连续铸造生产易于实现机械化和自动化,提高生产效率。
应用：
用连续铸造法可以浇注钢、铁、铜合金、铝合金、镁合金等断面形状不变的长铸件,如铸锭、板坯、棒坯、管子等。（来源夹具侠）
塑性成形
利用材料的塑性,在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。它的种类有很多,主要包括锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。
（1）锻造
利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
根据成形机理,锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。
自由锻造：一般是在锤锻或者水压机上,利用简单的工具将金属锭或者块料锤成所需要形状和尺寸的加工方法。
模锻：是在模锻锤或者热模锻压力机上利用模具来成形的。
碾环：指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件,也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。
特种锻造：包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式,这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。
工艺流程：锻坯加热→辊锻备坯→模锻成形→切边→冲孔→矫正→中间检验→锻件热处理→清理→矫正→检查
技术特点：
1、锻件质量比铸件高能承受大的冲击力作用,塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸件高甚至比轧件高。
2、节约原材料,还能缩短加工工时。
3、生产效率高例。
4、自由锻造适合于单件小批量生产,灵活性比较大。
应用：
大型轧钢机的轧辊、人字齿轮,汽轮发电机组的转子、叶轮、护环,巨大的水压机工作缸和立柱,机车轴,汽车和拖拉机的曲轴、连杆等。
（2）轧制
将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状）,因受轧辊的压缩成型轧制使材料截面减小,长度增加的压力加工方法。
轧制分类：
《金属塑性成形原理》习题（2）答案 一、填空题 1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示： ，则单元内任一点外的应变可表示为＝。 2. 塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。 3. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。 4. 等效应力表达式：。 5.一点的代数值最大的 __ 主应力 __ 的指向称为第一主方向，由第一主方向顺时针转所得滑移线即为线。 6. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σ z = 。 7．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。8．对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。 9．就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提高。 10．钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。 11．为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。 12．材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫超塑性。 13．韧性金属材料屈服时，密席斯（Mises）准则较符合实际的。 14．硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。 15．塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。 16．应力状态中的压应力，能充分发挥材料的塑性。 17．平面应变时，其平均正应力 m 等于中间主应力 2。 18．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。
19．材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为 1＝０.1，第二次的真实应变为 2＝０.25，则总的真实应变 ＝0.35 。 20．塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。 21．弹性变形机理原子间距的变化；塑性变形机理位错运动为主。 二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上 1．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响 A 工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。 Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于； 2．塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A 。 Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料； 3．用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为 B 。 Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法； 4．韧性金属材料屈服时， A 准则较符合实际的。 Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加； 5．由于屈服原则的限制，物体在塑性变形时，总是要导致最大的 A 散逸，这叫最大散逸功原理。 Ａ、能量；Ｂ、力；Ｃ、应变； 6．硫元素的存在使得碳钢易于产生 A 。 Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性； 7．应力状态中的 B 应力，能充分发挥材料的塑性。 Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力； 8．平面应变时，其平均正应力 ｍ B 中间主应力 ２。 Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于； 9．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 B 。 Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化； 10．多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显著伸长的现象称为 A 。 Ａ、纤维组织；Ｂ、变形织构；Ｃ、流线； 三、判断题 1．按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=0.5。（×） 2．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。（×）
课题3 金属资源的利用和保护 教学目标： 1、知识目标 1）知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2）会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 3）了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 4）知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。 2、过程与方法 1）通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息 2）能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。 3、情感与价值观 1）增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。 2）逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。 教学重点： 铁的冶炼，有关化学方程式计算中的杂质问题计算，铁锈蚀的条件及其防护，合理利用金属资源的意识。 教学难点： 1、对铁锈蚀的条件及其防护措施的初步探究 2、有关化学方程式计算中的杂质问题计算。 教学方法： 实验探究讲练结合多媒体 课时：二课时 教学过程： 第一课时 情景导入： 展示各种矿物的图片，从而导入课题 讲授新课
一、金属资源概况（板书） 不同种类的金属在地壳中含量 二、铁的冶炼（板书） 1、铁的冶炼史 2、铁的冶炼 [探究与活动] 铁的冶炼 讨论：如何将铁矿石炼成铁？以赤铁矿为原料可能使用的方案： 方案一：加热使Fe 2O 3发生分解反应 方案二：找寻一种物质使其主动夺去Fe 2O 3中的“O ” 方案评价： 方案一：要使Fe 2O 3分解，需较高的温度；又因为铁在高温下易与 空气中的氧气反应，要使Fe 2O 3分解还须在非空气氛围中 进行，成本太高。 方案二：比较切实可行， 讨论：选用什么物质才能使Fe 2O 3失去“O ”呢？ 讲解：H 2、C 、CO 等都符合条件，考虑经济效益等因素，一般选用C 或CO 反应原理Fe 2O 3 +3CO==3CO 2+2 Fe 多媒体演示：一氧化碳还原氧化铁实验 多媒体演示：高炉炼铁过程。 三、有关杂质问题的计算 高温
金属材料、高分子材料、陶瓷材料的成型制备方法 金属材料加工成型方法 金属材料成型工艺有以下几种 一、金属液态成型也叫铸造。它是将熔融的金属液体浇注到与零件形状相对应的铸造模型腔中，待冷却后得到实体毛坯或零件的工艺过程。 铸造加工的特点：1.适应性强2.成本低廉3.铸造组织存在一定缺陷4.工艺过程较难控制铸造方法分为砂型铸造、特殊铸造 I、砂型铸造：用型砂做铸型的铸造方法，使用率90% 砂型铸件的结构设计应注意 1、力求外形简单，轮廓平直，只需一个分型面 2、力求铸件的内腔铸造时，型芯数目最少，方便装配、清理、排气 3、起模方向应设计结构斜度 4、铸件应有合理的壁厚 5、力求铸件壁厚均匀，防止局部积聚变形，造成裂纹、缩孔、缩松等缺陷 6、尽量避免铸件中有过大的水平面，防止由于横截面突然增大，导致金属液面上升缓慢，致使型腔顶部受到长时间烘烤，造成夹砂缺陷、产生气孔等；将平面改为倾斜面 II、特种铸造 特种铸造：砂型铸造以外的其他铸造方法，包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等。 ①熔模铸造（失蜡铸造）：在蜡模表面包以造型材料，待其硬化，将其中的蜡模熔去，从而获得无分型面的铸型的铸造方法。 基本过程：蜡模制造→结壳→脱蜡→造型→焙烧→浇铸→落砂清理 熔模铸造（失蜡铸造）的特点 a、铸件的精度高且表面光洁。 b、适用于各种铸造合金铸件，尤其是高熔点及难切削的合金的铸造。 c、熔模铸件的形状可以比较复杂，最小孔径0.5mm，壁厚0.3mm。 d、铸件的重量不宜太大，一般<=25kg,最大80kg左右。 e、工艺过程复杂，不易控制，使用和消耗的材料较贵，适用于形状复杂、精度较高或难以机加工的小型零件，如发动机叶片和叶轮等。 ②金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。 金属性铸造的优缺点 可以“一型多铸”，铸件的力学性能提高，金属型铸件的冷却速度较快、组织比较致密铸件精度较高，可以少加工或不加工。 但是，成本高、周期长；铸造透气性差、无退让性，易产生冷隔、浇不足、裂纹等缺陷；铸件熔点不宜太高，重量也不宜太大。
金属资源的利用和保护 【教学目标】 1．知道—些常见的含铁、铝、铜等的金属矿物质。 2．了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 3．会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行计算。 【教学过程】 知识点梳理 一、几种主要的金属矿物——矿石 金属资源的存在方式：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，大多数金属化合物性质较活泼，所以它们以化合物的形式存在；只有少数金属化学性质很不活泼，如金、银等以单质形式存在。 矿石：工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。 常见矿石名称与其主要成分： 二、铁的冶炼 1．钢铁生产的发展 钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。在古代和中世纪的一段很长的历史时期内，我国的钢铁生产技术一直处于世界领先地位。早在春秋战国时期，我国劳动人们就开始了生产和使用铁器；从公元1世纪起，铁成了我国最主要的金属；新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速发展，1949年我国的钢铁产量只有15万吨，居世界第26位，1996年，我国的钢产量超过1亿吨，跃居世界首位。 2．一氧化碳还原氧化铁 （1）仪器：铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔橡皮赛（2个）、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。 （2）药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
（3）装置图： （4）步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。 （5）现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 （6）化学方程式：3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 2CO+O 2 点燃 2CO 2 Ca(OH)2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O （7）注意事项：与CO 还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO 再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO 至试管冷却。 （8）尾气处理：因CO 有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO 燃烧掉转化为无毒的CO 2或收集备用。 3． 工业炼铁 （1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO ）将铁从铁矿石里还原出来。 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气 （3）主要设备：高炉 （4）冶炼过程中发生的化学反应： C+O 2 点燃 CO 2 2CO+O 2 点燃 2CO 2 3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 CaCO 3 高温 CaO+CO 2↑ CaO+SiO 2 高温 CaSiO 3 注意：石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 知识点三 含杂质化学反应的计算 纯净物与含杂质物质的换算关系： X 纯物质质量分数 4．含杂质物质的化学方程式的计算步骤： （1）将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量。 （2）将纯净物质质量代入化学方程式进行计算。
有色金属塑性加工趋势 冶金 金属塑性成形工艺有着悠久的历史，4000多年前(青铜器时代)，金属的塑性加工与金属的熔炼与铸造同时出现，可加工铜、铁、银、金、铅、锌、锡等，所采用的工艺包括热锻、冷锻、板材加工、旋压、箔材和丝材拉拨。 近代第一次技术革命开始于18世纪中叶，以蒸汽机的发明和广泛使用为标志，从而实现了手工工具到机械工具的转变。塑性加工也从手工自由锻向机械压力机(蒸汽锤、自由锻锤及蒸汽轧钢机)进步。 近代第二次技术革命以电力技术为主导，电磁理论的建立，为电力取代蒸汽动力的革命奠定了基础。金属塑性加工设备以蒸汽向电力驱动进步。机械制造业的进一步发展，提高了塑性加工设备的制造水平，出现了轧钢机、挤压机、锻造机、拉拨机和压力机。 现代科技革命开始于上世纪40年代，其主要标志为电子技术的发展，电控和电子计算机的应用，塑性加工设备和技术向全流程自动化进步。现在可以做到配料、熔炼、铸造、轧制及随后处理全线自动化。 目前，金属材料在日常生活和高科技中占有相当大的比例，其加工技术是其它加工的基础。材料加工成形工艺通常有液态金属成形、塑性成形、连接成形等。塑性成形主要是利用金属在塑性状态下的体积转移因而材料的利用率高流线分布合理高了制品的强度, 可以达到较高的精度, 具有较高的生产率. 坯料在热变形过程中可能发生了再结晶或部分再结晶，粗大的树枝晶组织被打破，疏松和孔隙被压实、焊合，内部组织和性能得到了较大的改善和提高。有色金属塑性加工的基本方法：轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压等。 近年来，随着科学技术整体的飞速进步，金属塑性加工技术也取得了迅速发展。人们充分认识到随着科学技术整体的飞速进步，金属塑性加工技术也取得了迅速发展。人们充分认识到最终决定材料及产品结构和控制性能的关键是合成与加工。因此，材料科学与材料工程学紧密结合成为开发新材料和提高传统材料性能的必然途径。有色金属材料加工技术向高精度、高性能、低消耗、低成本、优化生产过程和自动化方向发展。最终决定材料及产品结构和控制性能的关键是合成与加工。因此，材料科学与材料工程学紧密结合成为开发新材料和提高传统材料性能的必然途径。有色金属材料加工技术向高精度、高性能、低消耗、低成本、优化生产过程和自动化方向发展。目前金属塑性加工技术现状与总的发展趋势是主要体现在以下一些方面：（1）生产方法、工艺技术向着节能降耗、综合连续、优化精简、高速高效的方向发展。如实行冶炼、铸造与加工的综合一体化，采用连铸连轧，连续铸轧、连续铸挤，半固态加工等新工艺技术；尽量生产最终和接近最终形状产品；利用余热变形、热变形与温变形配合，冷加工与热加工变形量之间的优化匹配，变形与热处理的配合，省略或减少加热与中间退火次数等。（2）工艺装备更新换代加快，设备更趋大型、精密、成套、连续，自动化水平更加提高。生产线更趋大型化、专业化。产品单重大大增加。（3）产品向多品种、高质量、高精度发展，产品结构不断调整，新材料新产品不断被开发。轻型薄壁材料、复合材料、镀层涂层材料等不断发展，产品注重深度加工，有色材料的产品综合性能和使用效能大大提高。（4）工模具结构、材质，加工工艺、热处理工艺和表面处理工艺不断改进和完善。模具的质量和使用效果、寿命得到极大的提高。（5）在加工辅助工序和其他环节，开发新型辅助设备，采取先进技术和多种
河南工程学院 《机械工程材料与成形工艺》考查课 专业论文 金属注射成型 学生姓名： 学院： 专业班级： 专业课程： 任课教师： 201 年月日
摘要 金属注射成形(Metal Injection Molding,简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制高、耐磨性好的 制品，近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。金属注射成形的基本工艺步骤是：首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。 关键词：金属注射成形粘结剂脱脂烧制
一、金属粉末注射成型的发展现状及现状 1. 国外概况 金属粉末注射成型工艺技术的开拓者是美国的Parmatech公司。该公司的航天燃料专家Wiech博士于1973年发明了MIM技术。以Riverst和Wiech于70年代发明的专利为起点，开始了金属粉末注射成形技术。Parmatech于70年代末注射成型铌火箭喷嘴获得MPIF 奖。但由于该技术的独特优点和先进性，被美国列为不对外扩散技术加以保密，直到1985年才向全世界公布这一技术，而在这期间美国国内的MIM技术得以成熟并迅速发展形成产业化。该项技术向世界披露后得到世界各国政府、学术界、企业界的广泛重视，并投入了大量人力物力和财力予以开发研究。其中日本在研究上十分积极而且表现突出，许多大型株式会社参与了MIM技术的工业化推展。目前日本有四十余家企业从事MIM制品的生产，每家公司的利润都十分可观。2000年世界粉末冶金会议在日本召开，并专门设立了MIM技术论坛。继日本快速发展之后，台湾、韩国、新加坡、欧洲和南美的MIM产业也雨后春笋般的发展起来，其中德国的BASF公司以其独特的黏结剂配方成立了专门的MIM产品喂料生产线，在全世界范围内进行技术辅导和喂料的销售，获得了较大的商业利润。 德国BASF公司的Bloemacher于90年代初开发的MIM工艺成为MIM实现产业化的一个重大突破。它采用聚醛树脂作为粘结剂,并在酸性气氛中快速催化脱脂,不仅大大缩短了脱脂时间,而且这种催化脱脂能在低于粘结剂的软化温度下进行,避免了液相的生成,有利于
课题3 金属资源的利用和保护（第一课时） [教学目标] 一、知识与技能 1．知道常见的金属如铁、铝、铜等矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2．会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 二、过程与方法 1、通过对常见金属矿物的照片以及资料“金属资源在地壳中的含量”引入，介绍地球上 及我国金属资源情况。 2、通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。 3、通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和生产实际紧密地结 合在一起，培养学生灵活运用知识的能力。 三、情感态度与价值观 1、通过对我国古代炼铁的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。 2、把化学原理、计算和生产实际紧密结合，使学生活动成为有机整体，提高学生学习 的积极性。 [教学重难点] 重点：铁的冶炼 难点：化学方程式中有关杂质问题的计算。 [教学准备]。 教师准备：收集相关材料、资料、准备演示实验8-3、课件制作 实验用品：具支试管20×15（3支）、铁架台（2）、酒精灯（2个）、防风罩一个、磁铁浓硫酸、甲酸、澄清的石灰水等。 学生准备：课前分小组查找金属资源的有关资料：金属矿石图片、我国金属资源的分布、金属元素在地壳中的含量、金属元素在海水中的含量。 [教学过程] 一、铁的冶炼
分析实验现象，完成反应方程式。介绍炼铁的原理 课件展示—我国钢铁产量变化
二、涉及到杂质问题的计算 [板书设计] 课题3 金属资源的利用和保护（第一课时） 一．铁的冶炼 1． 原料：铁矿石、焦炭、石灰石 2． 设备：高炉 3． 原理：3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 现象：红色变黑色，石灰水变浑浊。 二．涉及到杂质问题的计算 例题： 解一：1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t×80%=800t 设：800t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x 3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 160 2×56 800t x 562160 =x t 800
金属资源保护说课稿 一、教材的地位和作用 本节课是前两节知识的延伸，与前两节课在内容上是相辅相成的。通过对金属腐蚀条件的探究，使学生在收集、整理资料、提出问题、设计方案等多方面的能力得以提高，再介绍废金属的遗弃造成环境污染和资源浪费，从而树立资源意识和环保意识。通过本节课的学习，学生们的化学素养切实得到提高，为他们的终身学习打下坚实基础。 二、本阶段学生的认知基础 通过近一个学期的对“空气、氧气、二氧化碳、用微粒的观点看物质、质量守恒定律”等的探究学习活动，学生已经掌握了一些基本的化学知识、实验技能和探究问题的方法，小组内同学合作也较为默契，希望老师给他们发表自己见解和表现才华的机会，满足他们的创造性愿望，让他们进行自主学习。为进一步促使学生的探究习惯的养成，本课题改变以往灌输式教学和验证性实验的教学模式，让学生运用探究学习策略第一次对物质进行较系统的探究，掌握金属腐蚀的条件、影响生锈的外界因素，达到学以致用的目的。 三、本节课的教学目标 【知识与技能】 1、知道钢铁锈蚀的条件，了解防止金属锈蚀的简单方法和原理； 2、知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。 【过程与方法】 1、课前进行素材收集、实验设计、交流讨论等探究活动以逐步形成良好的学习习惯和正确的学习方法，提高实验探究能力和科学素养； 2、学会课后查阅资料、上网搜索、实践调查等获取知识的方法； 3、初步学会小论文的撰写与表达。 【情感态度与价值观】 1、进行理论与实际相结合的教育，树立学以致用的观念，并提高学习化学的兴趣以及在小组探究实验及交流讨论中的合作学习态度； 2、通过金属资源的保护措施的阅读、调查实践等探究过程的体会，逐步树立合理利用资源，爱护环境的观念。 四、教学重点和难点 重点：钢铁锈蚀的条件及金属防护的方法； 难点：铁生锈条件的探究 五、教学方法和手段分析 本节课教学主要采用问题发现、实验探究、合作学习、讨论交流、实践应用的方式展开开放式教学，充分发挥学生的主体地位，利用多媒体提供丰富的学习资料，营造一种学生思维激发、主动探究、勇于交流、善于表达的和谐教学氛围，在一步一步的情感升华中突破难点，最后在和谐而又充满爱的气氛中完成本课题的教学任务。 六、教学过程 （一）课前准备 1、教师准备：音乐、图片、动画、影片片段、铁钉生锈实验 2、学生准备：收集生锈的铁制品、分小组探究铁钉生锈条件并做好记录 （二）教学程序 1、创设情境，引入新课 课前播放《泰坦尼克号》的主题曲，回放影片《泰坦尼克号》的沉船过程，展示“渡江轮”的生锈图片，此时，学生的学习欲望被激发，教师引导进入新课——《金属的腐蚀和防护》 2、实物呈现，提出问题 用实物投影展示各小组事先收集到的不同的生锈的铁制品，由各小组代表提出他们所发现的问题。 （此过程应在课前组织学生在同组内交流搜集到的事实材料，课堂上则尽量让基础较薄弱的学生进行展示，对他们的参与进行及时的鼓励，帮他们明确学习目标、激发学生求知欲，体会成功的喜悦，树立学习的信心。）
课题3 金属资源的利用和保护 2.会根据化学方程式对含有的某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 3.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 2.通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，培养学生灵活运用知识的能力。 3.通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息。 4.运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。 2.增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。 3.关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。 4.树立为社会的进步而学习化学的志向。 5.树立珍惜资源、爱护环境、合理使用资源的观念。 [教学重难点] 重点：铁的冶炼，以及有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究” 难点：化学方程式中有关杂质问题的计算，以及对铁的锈蚀防护的“活动探究“的结论的辨析归纳，从而得出铁生锈的条件，以及防锈的方法。 [课时安排] 2课时
[板书设计] 课题3 金属资源的利用和保护一．铁的冶炼 1．原料：铁矿石、焦炭、石灰石 2．设备：高炉3．原理：3CO+Fe2O3高温 2Fe+3CO2 现象：红色变黑色，石灰水变浑浊。二．涉及到杂质问题的计算
例题： 解：1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t×80%=800t 设：800t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x 3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 160 2×56 800t x 562160?=x t 800 x= 160 800562t ? ?=560t 折合为含铁96%的生铁的质量为： 560t÷96%=583t 答：1000t 含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可炼出含铁96%的生铁583t 。 三．金属资源的保护 （一）金属的腐蚀和防护 1．铁生锈的条件：有水和氧气 2．防锈的方法：保持干燥；隔绝氧气 （二）金属资源保护 保护金属资源的有效途径： 1． 防止金属的腐蚀 2． 金属的回收利用 3． 有计划合理的开采矿物 4． 寻找代替品：如塑料等
第五节其它塑性成形方法 随着工业的不断发展，人们对金属塑性成形加工生产提出了越来越高的要求，不仅要求生产各种毛坯，而且要求能直接生产出更多的具有较高精度与质量的成品零件。其它塑性成形方法在生产实践中也得到了迅速发展和广泛的应用，例如挤压、拉拔、辊轧、精密模锻、精密冲裁等。 一、挤压 挤压：指对挤压模具中的金属锭坯施加强大的压力作用，使其发生塑性变形从挤压模具的模口中流出，或充满凸、凹模型腔，而获得所需形状与尺寸制品的塑性成形方法。 挤压法的特点： （1）三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性，不仅有铜、铝等塑性好的非铁金属，而且碳钢、合金结构钢、不锈钢及工业纯铁等也可以采用挤压工艺成形。在一定变形量下，某些高碳钢、轴承钢、甚至高速钢等也可以进行挤压成形。对于要进行轧制或锻造的塑性较差的材料，如钨和钼等，为了改善其组织和性能，也可采用挤压法对锭坯进行开坯。 （2）挤压法可以生产出断面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变断面的零件。 （3）可以实现少、无屑加工，一般尺寸精度为IT8～IT9，表面粗糙度为Ra3.2～0.4μ m，从而 （4）挤压变形后零件内部的纤维组织连续，基本沿零件外形分布而不被切断，从而提高了金属的力学性能。 （5）材料利用率、生产率高；生产方便灵活，易于实现生产过程的自动化。 挤压方法的分类： 1．根据金属流动方向和凸模运动方向的不同可分为以下四种方式：
（１）正挤压金属流动方向与凸模运动方向相同，如图2-69所示。 （２）反挤压金属流动方向与凸模运动方向相反，如图2-70所示。 （３）复合挤压金属坯料的一部分流动方向与凸模运动方向相同，另一部分流动方向与凸模运动方向相反，如图2-71所示。 （４）径向挤压金属流动方向与凸模运动方向成90°角，如图2-72所示。 图2-69 正挤压 图2-70 反挤压
金属成形方法大全 铸造 液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为金属液态成形或铸造。 工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件 工艺特点： 1、可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。 2、适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。 3、材料来源广,废品可重熔,设备投资低。 4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。 铸造分类： （1）砂型铸造（sand casting） 在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。 工艺流程： 技术特点： 1、适合于制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯； 2、适应性广,成本低； 3、对于某些塑性很差的材料,如铸铁等,砂型铸造是制造其零件或,毛坯的唯一的成形工艺。 应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件 （2）熔模铸造(investmentcasting) 通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。常称为“失蜡铸造”。
工艺流程： 优点： 1、尺寸精度和几何精度高； 2、表面粗糙度高； 3、能够铸造外型复杂的铸件,且铸造的合金不受限制。 缺点：工序繁杂,费用较高 应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。 （3）压力铸造(die casting) 利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。 工艺流程： 优点： 1、压铸时金属液体承受压力高,流速快 2、产品质量好,尺寸稳定,互换性好； 3、生产效率高,压铸模使用次数多； 4、适合大批大量生产,经济效益好。 缺点： 1、铸件容易产生细小的气孔和缩松。 2、压铸件塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作； 3、高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大。 应用：压铸件最先应用在汽车工业和仪表工业,后来逐步扩大到各个行业,如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等多个行业。 （4）低压铸造(low pressure casting) 指使液体金属在较低压力(0.02～0.06MPa)作用下充填铸型,并在压力下结晶以形成铸件的方法。
课题3 金属资源的利用和保护 [教学目标] 知识与技能 1.知道一些常见的金属（如铁、铝、铜）等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2.会根据化学方程式对含有的某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 3.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 4.知道一些废弃金属对环境会造成污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。过程与方法 1.通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。 2.通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，培养学生灵活运用知识的能力。 3.通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息。 4.运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。 5.能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。 情感、态度与价值观 1.通过对我国古代炼铁史的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。 2.增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。 3.关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。 4.树立为社会的进步而学习化学的志向。 5.树立珍惜资源、爱护环境、合理使用资源的观念。 [教学重难点] 重点：铁的冶炼，以及有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究” 难点：化学方程式中有关杂质问题的计算，以及对铁的锈蚀防护的“活动探究“的结论的辨析归纳，从而得出铁生锈的条件，以及防锈的方法。 [课时安排] 2课时
[板书设计] 课题3 金属资源的利用和保护 一．铁的冶炼 1． 原料：铁矿石、焦炭、石灰石 2． 设备：高炉 3． 原理：3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 现象：红色变黑色，石灰水变浑浊。 二．涉及到杂质问题的计算 例题： 解：1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t×80%=800t 设：800t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x 3CO+Fe 2O 3 高温 2Fe+3CO 2 160 2×56 800t x 562160?=x t 800 x= 160 800562t ? ?=560t 折合为含铁96%的生铁的质量为： 560t÷96%=583t 答：1000t 含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可炼出含铁96%的生铁583t 。 三．金属资源的保护 （一）金属的腐蚀和防护
金属资源的保护和利用 1．赤铁矿的主要成分是( ) A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4D．FeCO3 2．为了防止铁受腐蚀，下列采取的措施错误的是( ) A．在金属铁制品表面涂上油B．在铁制品表面涂上金属锌 C．把铁制品浸在水里使它与空气隔绝D．保持铁制品表面的洁净与干燥 3．下列方法不能防止铁制品生锈的是( ) ①涂油②刷油漆③砂纸擦④镀铬⑤水洗⑥烤蓝 A．③⑤B．②④⑥C．①②③D．①④ 4．①氧气②空气③生铁④赤铁矿⑤石灰石⑥生石灰⑦无烟煤．⑧焦炭，炼铁高炉中投放的基本原料是以上物质的哪几种( ) A ．①③⑤⑦B．②④⑤⑧C．①③⑥D．①②③④ 5．下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是( ) A．地球上的金属资源是取之不尽的 B．地球上除少数的不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在 C．防止金属腐蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D．合理开采矿物，寻找金属代用品都是保护都都金属资源的有效途径 6．下列说法正确的是( ) A．金属铁、铝、铜均具有银白色的光泽 B．早在商朝时期就开始生产和使用铁器 C．把生铁炼成钢就是把生铁中的杂质全部氧化除去 D．赤铁矿、菱铁矿、黄铜矿、磁铁矿都是铁的合金 7．下列说法错误的是( ) A．铁在潮湿的空气中易生锈 B．炼铁的原理是在高温条件下用CO还原铁的氧化物 C．焦炭、石灰石、氧化亚铁、赤铁矿均为炼铁的直接原料 D．铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气 8．下列物质为纯净物的是( ) A．黄铁矿B．菱铁矿 C．不锈钢D．含氧质量分数为30％的氧化铁 9．血红蛋白的相对分子质量为68 000，含铁的质量分数为0．33％，则平均每个血红蛋白分子中铁原子的数目为( ) A．1 B．2 C．4 D．3 10．将8．4g的一氧化碳在高温下跟一定质量的铁的氧化物恰好完全反应，得到黑色粉11．2g，则该氧化物的化学式为( ) A．Fe3O4B．FeO C．Fe2O3D．FeCO3 11．欲使Fe2O3与Fe3O4两种物质中含有等质量的铁元素，则Fe2O3与Fe3O4的质量比为( ) A．20∶29 B．30∶29 C．29∶30 D．3∶4 12．某硝酸铵样品中氮元素的质量分数为“％，则样品中硝酸铵的质量分数为( ) A．60％ B.．96％C．80％D．75％ 13．欲冶炼含铁96％生铁336t，需要含杂质20％的赤铁矿多少(杂质中不含铁)? 能力提高 14．Fe2O3与Fe3O4两物质的质量相等，则Fe2O3和Fe3O4中氧元素的质量比为( ) A．20∶29 B．30:∶29 C．87∶80 D．29∶30 15.在高温条件下8．4g一氧化碳跟17．4g铁的氧化物恰好完全反应，则该铁的氧化物的相对分子质量为( )
第一章 1.什么是金属的塑性什么是塑性成形塑性成形有何特点 塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力； 塑性变形----当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形----金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能 的加工方法，也称塑性加工或压力加工； 塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高 2.试述塑性成形的一般分类。 Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类 1）块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。可分为一次成型和二次加工。一次加工： ①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形，以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。分纵轧、横轧、斜轧；用于生产型材、板材和管材。 ②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力，将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。分正挤压、反挤压和复合挤压；适于(低塑性的)型材、管材和零件。 ③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力，将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。生产棒材、管材和线材。 二次加工： ①自由锻----是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形 状和尺寸的加工方法。精度低，生产率不高，用于单件小批量或大锻件。 ②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形，从 而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。分开式模锻和闭式模锻。 2）板料成型一般称为冲压。分为分离工序和成形工序。 分离工序：用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，如冲裁、剪切等工序；
文献综述 题目金属塑性成形 学院航空制造工程学院专业机械制造及其自动化姓名段盼光 学号140308020101 2015年6月10日
金属塑性成形 （） 【摘要】金属塑性成形技术是机械冶金、汽车拖拉机、电工仪表、宇航军工、五金日用品等制造业最基本，最古老，亦是极重要的加工手段之一，包括锻、冲、挤、轧，拉、辊、旋、辗等工艺技术。结合近代科技，金属成形技术正向精密、高效、节能、节材，清洁化生产方向发展，是国家工业发展的最基础工艺技术之一。文章主要对塑性成形的基本原理、方法以及应用做了综合介绍。文章还列举了塑性成形在工业生产中的具体应用实例，收集了国内外关于塑性成形的一些最新研究进展。最后针对塑性成形技术的发展提出了一些建议和对该技术在以后的生产中的展望。 【关键词】塑性成形原理应用展望 【abstract】Metal plastic forming technology is the most basic,oldest and important processing means in machinery, metallurgy, automobile tractor, electrician instruments, the space industry, including forging, blunt, extrusion, rolling, pull, roller, spin and rolling process technology. With modern technology, metal forming technology of positive precision, high efficiency, energy saving, section, the clean production direction development, is the national industrial development of one of the most basic technology. The thesis mainly introduced the principle、method and application of plastic forming.In addition,the thesis also listed some specific application examples about plastic forming in industrial production and collected some latest research progress about plastic forming. Finally, in allusion to the development of plastic forming ,I have given some personal opinions and made a good expectation for the technology . 【key words】plastic forming principle application expectation 引言 金属塑性成形就是利用金属的塑性，在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。由于工艺本身的特点，它虽然有很长的发展历史却又在不断的研究和创新之中，新工艺、新方法层出不穷。这些研究和创新的基本目的不外乎增加材料塑性、提高成形零件的精度及性能、降低变形力、增加模具使用寿命和节约能源等。而“塑性成形原理”正是实现这些目的的基础理论知识。金属塑性成形技术是机械冶金、汽车拖拉机、电工仪表、宇航军工、五金日用品等制造业最基本，最古老，亦是极重要的加工手段之一。除了这些传统的应用外金属成形技术正向精密、高效、节能、节材，清洁化生产方向发展，是国家工业发展的最基础工艺技术之一。 一、金属塑性成形机理 1、冷态下的塑性成形 塑性成形所用的金属材料绝大部分是多晶体，其变形过程较单晶体的复杂得多，这主要是与多晶体的结构特点有关。多晶体是由许多结晶方向不同的晶粒组成。每个晶粒可看成是一个单晶体。晶粒之间存在厚度相当小的晶界。
金属塑性成形 摘要：金属塑性成形技术是机械冶金、汽车拖拉机、电工仪表、宇航军工、五金日用品等制造业最基本，最古老，亦是极重要的加工手段之一。文章主要对塑性成形的基本方法、主要研究内容，发展趋势做了综合介绍。 一、引言 塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点,已成为当今先进制造技术的重要发展方向。据国际生产技术协会预测,21世纪,机械制造工业零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式实现。【1】 在现代制造技术中，人们广泛的利用金属材料生产各种零件和产品。金属加工方法多种多样，包括成型、切削等。金属塑性成形是其中一种重要的加工方法，是利用金属在外力作用下产生的塑性变形来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，因此也称为金属塑性加工或金属压力加工。 图1 传统金属塑性成形工艺 二、金属塑性成形的主要形式 金属塑性成形工艺的种类有很多，包括轧制、挤压、拉拔、锻造和冲压等基本工艺类型。随着技术的发展，也有很多新的成型方式出现，它们具备精密、高效、节能、节材、清洁等优点，得到广泛关注。
2.1 体积成型 金属体积成型是指对金属块料、棒料或厚板在高温或室温下进行成形加工的方法，主要分为热态金属体积成型和冷温态金属体积成型。热态金属变形过程可分为热锻、轧制、挤压、拉拔、辗压等工艺技术；冷温态变形过程可分为冷锻、冷精轧、冷挤压、冷拔、冷辗扩等工艺。 2.2 板材成型 所谓板材成型是指用板材、薄壁管、薄型材等作为原材料进行塑性加工的成形方法。在忽略板厚的变化时，可视为平面变形问题来处理，板材成型可分为:冲裁、弯曲、拉延、胀形、翻边、扩孔、辊压等工艺技术。 2.3 粉末态金属成形 随着制粉技术的发展，其应用领域不断扩展，对于复杂形状的机械零件来说，它具有高效、精密成形的特点，但成本较高，机械性能不如整体金属材料。粉末态金属成形的工艺过程为制粉、造型、压实、烧结、精锻。 2.4半固态金属材料成形 70年代开发研究的新技术，原金属材料作过特殊前处理，当材料加热到一定温度时可使30%的金属材料处于融溶状态，其余70%的金属材料呈均匀细颗粒组织的固态。在此状态加压变形，其流动性特好，可成形结构形状特别复杂的零件，而变形杭力很小。 2.5 复合成形技术 现代的科学越来越相互交叉、渗透，出现许多边缘学科、交叉学科一样，材料成形技术也逐渐突破原有铸、锻、焊、粉末冶金等技术相互独立的格局，相互融合、渗透，产生了种类繁多的“复合成形技术”。【2】金属塑性的复合成型技术主要有两个方面 （1）各种成形工艺的组合优化达到优化工艺和产品的目的。 （2）铸、锻、焊、热处理等不同加工方法的组合。 三、金属塑性成形技术主要研究内容 由于压力加工中,少、无切屑的特点和精密加工技术的发展,使金属塑性成型理论的研究受到日益广泛的重视而进入工程应用的前列.一般认为,研究金属塑性科学的历史开始于Tresa在1864年提出的屈服准则,至今不过100多年,而首
《材料成形技术基础》 —影响金属塑性成形的因素及条件 一、影响金属塑性变形的内在因素 （一）化学成分 纯金属的塑性成形性较合金的好。钢的含碳量对钢的塑性成形性影响很大，对于碳质量分数小于0.15%的低碳钢，主要以铁素体为主（含珠光体量很少），其塑性较好。随着碳质量分数的增加，钢中的珠光体量也逐渐增多，甚至出现硬而脆的网状渗碳体，使钢的塑性下降，塑性成形性也越来越差。 合金元素会形成合金碳化物，形成硬化相，使钢的塑性变形抗力增大，塑性下降，通常合金元素含量越高，钢的塑性成形性能也越差。 杂质元素磷会使钢出现冷脆性，硫使钢出现热脆性，降低钢的塑性成形性能。 （二）金属组织 纯金属及单相固溶体的合金塑性成形性能较好；钢中有碳化物和多相组织时，塑性成形性能变差；具有均匀细小等轴晶粒的金属，其塑性成形性能比晶粒粗大的柱状晶粒好；网状二次渗碳体，钢的塑性将大大下降。 二、影响金属塑性变形的加工条件 （一）变形温度 温度升高，塑性提高，塑性成形性能得到改善。变形温度升高到再结晶温度以上时，加工硬化不断被再结晶软化消除，金属的塑性成形性能进一步提高。
过热：加热温度过高，会使晶粒急剧长大，导致金属塑性减小，塑性成形性能下降，这种现象称为“过热”。 过烧：如果加热温度接近熔点，会使晶界氧化甚至熔化，导致金属的塑性变形能力完全消失，这种现象称为“过烧”，坯料如果过烧将报废。 （二）变形速度 变形速度：单位时间内变形程度的大小。变形速度的增大，金属在冷变形时的冷变形强化趋于严重；当变形速度很大时，热能来不及散发，会使变形金属的温度升高，这种现象称为“热效应”，它有利于金属的塑性提高，变形抗力下降，塑性变形能力变好。 图2-5所示是变形速度与塑性的关系。 问题：在锻压加工塑性较差的合金钢或大截面锻件时，都应采用较小的变形速度，若变形速度过快会出现变形不均匀，造成局部变形过大而产生裂纹。 图2-5 变形速度与塑性的关系 （三）应力状态 实践证明，在三向应力状态下，压应力的数目越多，则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。 选择塑性成形加工方法时，应考虑应力状态对金属塑性变形的影响。