有色金属塑性加工复习材.docx

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有色金属塑性加工复习材

1、有色金属及合金如何分类？

其塑性加工方法有哪些？

1、金属材料

1.1、黑色金属:

铁、铬、锰等

1.2、有色金属：

除铁、铬锰等之外的金属材料

2、无机非金属材料

3、高分子材料

4、复合材料

塑性加工基本方法：

轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压、旋压等

2、金属塑性加工的特点是什么？

（1）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

（2）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提高了制品的强度

（3）可以达到较高的精度

（4）具有较高的生产率

3、轧制的概念，轧制方法如何分类的？

轧制过程分为哪四个阶段？

轧制是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进轧辊间的缝隙并使之受到压缩产生塑性变形的过程。

分类：

A按轧辊的配置、运动特点和产品形状分纵轧、横轧和斜轧

B根据轧制时轧件的温度分为热轧和冷轧

C根据轧辊的形状轧制分为平辊轧制和型辊轧制

四个阶段：

开始咬入阶段，曳入阶段，稳定轧制阶段，轧制终了阶段

4、简述超塑性成型概念及用途

超塑性成形是指金属或合金在特定的条件下，即低的变形速率、一定的变形温度和均匀的细晶粒度，其相对延伸率超过100%以上的特性。

1.1板料冲压1.2板料气压成形1.3挤压和模锻

2、旋压成形3、摆动碾压成形4、粉末冶金锻造5、液态模锻6、高能率成形7、充液拉深8、聚氨酯成形

*5、铝及铝合金是如何分类的？

熟悉铝及铝合金牌号及特点

按成分和工艺特点分为：

形变铝合金：

不可热处理强化铝合金、可热处理强化铝合金

铸造铝合金

（1）热处理不可强化铝合金：

即没有固溶和析出作用而强化

工业纯铝、Al-Mn系、Al-Mg系、Al-Mn系、Al-Mn-Mg系、Al-Fe-Si系

（2）热处理可强化铝合金：

通过高温加热，使合金元素溶解在基体中（固溶热处理），然后低温加热或室温下使合金元素及其所形成的金属间化合物以弥散微粒或共格形成从固溶体中析出来提高铝合金强度

Al-Mg-Si系（锻铝）、Al-Zn-Mg-Cu系（超硬铝）、Al-Cu-Mg-Zn系（硬铝）

铝的特点：

熔点660℃。

密度2.7×103kg/m3。

晶格为面心立方结构。

导电率为铜的60%

6、铜、镁及合金是如何分类的？

熟悉它们牌号及特点

铜的分类：

（1）工业纯铜

铜含量99.90%-99.96%

按脱氧方法和氧含量分为:

纯铜T1、T2….

无氧铜TU1、TU2…….

脱氧铜TP1TP2

（2）普通黄铜Cu-Zn合金

表示方法H×

（3）青铜Cu-Sn合金

表示方法QSn

（4）白铜以Ni为主要添加元素

普通白铜:

如B19

复杂白铜:

添加Mn、Zn、Fe、Al等元素Bzn15-20

Cu的特性：

熔点1083℃。

密度8.9×103kg/m3。

晶格为面心立方结构。

导电导热率仅次于Ag

镁的分类：

（1）工业纯镁

（2）镁合金

铸造镁合金

变形镁合金：

Mg-Mn系：

焊接结构材料，生产锻件、型棒材

Mg-Al-Zn：

可加工板材

Mg-Zn-Zr：

可生产棒材、锻件、高强度结构件

Mg-Mn-Re：

耐热合金

v纯镁牌号以Mg加数字的形式表示，Mg后的数字表示Mg的质量分数。

v镁合金牌号以英文字母加数字再加英文字母的形式表示。

前面的英文字母是其最主要的合金组成元素代号，其后的数字表示其最主要的合金组成元素的大致含量。

最后面的英文字母为标识代号，用以标识各具体组成元素相异或元素含量有微小差别的不同合金。

A-AlM-MnK-ZrZ-Zn……..

AZ91D

ZK61S

M1C

ME20M

Mg特性及应用:

密度小1.7×103kg/m3。

熔点651℃。

密排六方结构,滑移系少

7、有色金属及合金熔炼工艺过程是什么？

其中精炼和静置的方法和作用

熔炼工艺过程：

配料—熔化—扒渣—加合金元素—搅拌—精炼—扒渣—转炉—精炼及静置—铸造

熔体的精炼及静置

A目的：

除渣除气

B精炼及净化方法：

吸附精炼（吹气精炼、氯盐精炼、熔剂精炼、熔体过滤）、非吸附精炼（静置处理、真空处理、超声波处理、预凝固处理）

D熔体的静置

E炉前检查：

熔体质量评价、断口检查

*8、挤压的定义，挤压三个基本变形过程的特点

挤压就是对放在挤压筒内的一端施加以挤压力,在强烈的三向压应力作用下,使之从挤压模孔中流出,从而成为具有一定形状尺寸和性能的金属制品的一种压力加工方法.

挤压变形过程：

填充阶段、基本挤压阶段、终了阶段

1、填充阶段：

从开始挤压一直到锭坯充满整个挤压筒为止

填充系数λc=F0/Fp

2、基本挤压阶段：

是从金属开始流出模孔到正常挤压过程即将结束时为止。

3、终了挤压阶段：

是指在挤压筒内的锭坯长度减小到变形区压缩锥高度时的金属流动阶段

9、挤压力的含义及影响挤压力的因素。

在挤压的过程中挤压力的变化特点

挤压力指挤压杆通过挤压垫作用在锭坯上使之依次流出模孔的压力

通常所说的挤压力是指在挤压过程中的突破力也就是在挤压时出现的最大力Pmax.。

σj=Pmax./Fd

Fd为挤压垫的面积

影响挤压力的因素：

金属变形抗力、挤压温度、挤压方法、挤压比、锭坯长度、挤压速度、挤压模角、工具表面状态等

10、挤压缩尾形成原因及减小挤压缩尾的措施。

挤压缩尾及形成

中心缩尾

环形缩尾

皮下缩尾

减少挤压缩尾的措施：

选用适当的工艺条件、进行不完全挤压、脱皮挤压、机加工锭坯表面

11、在制定挤压温度时的“三图”原则是什么？

温度制度确定a：

合金的状态图b：

金属与合金的塑性图c：

第二类再结晶图

12、挤压速度含义是什么？

如何确定金属及合金在挤压的速度？

挤压速度u：

挤压机主柱塞、挤压杆与挤压垫的移动速度

金属流出速度v：

　　金属流出模孔时的速度v=λ.K.uK:

填充系数

13、挤压时为什么要润滑？

挤压润滑的另一目的是防止黏性较大的金属黏结挤压工具，以提高制品质量

使挤压时金属流动均匀，提高制品表面质量，延长挤压工具的使用寿命和降低挤压力，减少能量消耗

14、什么是粗晶环？

它是怎样形成的？

挤压制品周边上形成的环状粗大晶粒区域是挤压制品的一种组织缺陷。

产生粗晶环的根本原因是再结晶，促成粗晶环的主要因素是合金元素含量、均匀化温度、挤压温度、挤压筒加热温度、淬火加热温度及应力状态

15、什么叫挤压效应？

产生挤压效应的原因有哪些

（1）多孔含油零件受压而提供润滑剂的现象。

（2）沿公法线方向相互接近的两表之间保留流体膜的现象。

过渡族金属Mn挤压温度变形程度热处理工艺。

二次挤压

16、轧制时的变形参数有哪些？

轧制过程中轧件咬入条件分析

轧制时金属的变形

（1）沿轧件断面高度方向的变形-----压缩变形

绝对压下量△h=H-h

相对压下量ε=△h/H

（2）沿轧件断面宽度方向的变形-----宽展

△b=b-B

（3）沿轧件长度方向的变形-----延伸

λ=l/L

17、金属板带材分类如何？

板带材分类：

按厚度：

热轧板4—25mm或50—75mm

冷轧板0.06—15mm

厚板：

4.0mm以上

薄板:

0.3-4.0mm

箔材:

铜箔:

0.05mm以下

铝箔:

0.2mm以下

按金属及合金的种类:

铝板带箔材、铜板带箔材、镍、铅、锌、锡等的板带箔材

18、冷轧和热轧相比较有什么工艺特点？

冷轧的特点

厚度尺寸精确、表面质量好；性能优良\冷轧可轧更薄的带材；采用润滑制度及辊型控制及张力轧制。

19、冷轧的工艺冷却与润滑有什么作用？

v冷轧时的工艺冷却和润滑

v冷轧厚板时采用煤油和汽油

v镍及铍青铜采用变压器油

v铜带材采用乳液润滑

v铝及铝合金采用全油润滑:

基础油和添加剂

v铝箔都用全油润滑

20、钢材轧制中，中厚板生产工序及所需的主要设备。

生产设备

加热炉：

连续加热炉、室状炉、均热炉

轧制设备：

轧机（粗轧机和精轧机）：

除鳞+粗轧+精轧

附属设备（旋转台、侧导卫装置、除鳞装置、轧边机、润滑装置及换辊装置）

矫直设备（辊式矫直）

冷却设备、剪切设备

热处理设备

生产工序

厚板轧制的主要工序：

加热，轧制，矫直，精整等以及成品检验

21、举例说明有色金属板带材轧制的基本工艺

钢锭钢坯（连铸坯）轧制前的准备

轧制金属的加热

轧制

金属轧制后的冷却

轧制品的精整

原料准备、加热、粗轧、精轧、冷却及卷取

22、有色金属板带材冷轧的压下制度有哪些？

如何制定？

冷轧的压下制度

确定冷轧总加工率、中间退火次数、两次退火间的总加工率和轧制道次及道次加工率分配、成品冷轧总加工率

（1）两次退火间总加工率

原则：

充分发挥金属塑性、保证产品质量、充分发挥设备

能力

紫铜50-95%纯铝：

75-95%

（2）成品总的加工率ε总

ε总主要取决于技术规范和产品性能的要求

（3）中间退火的作用及中间退火次数n

n={lg（1-ε总）/lg（1-ε退）}-1

（4）变形道次与道次加工率的分配

n=lg（1-ε退）/lg（1-ε道）

*23、有色金属板带材冷轧时的张力制度中，张力有哪些作用？

如何建立张力及进行张力的调整？

冷轧时的张力的作用:

降低单位压力和总轧制压力、控制带材厚度、控制板形、防止带材跑偏、增大卷重提高轧速

张力的建立：

靠卷筒与轧机及机架与机架之间带材的前后速度差而建立的

张力的大小：

q=（0.2～0.4）σ0.2

*24、什么是拉拔？

实现拉拔过程的条件是什么？

安全系数过大或过小为什么不行？

拉拔是指在外加拉力的作用下，利用金属的塑性，迫使坯料通过规定的模孔以获得相应的形状与尺寸的产品的塑性加工方法。

实现拉拔过程的条件

σk<σl<σsk或σk<σl<σb

K=σb/σl>1（必要条件）K在1.40—2.00之间

26、拉拔的工具有哪些/？

拉拔使用的工具主要是拉模和芯头及模套、芯头螺丝、连接杆等附属工具

1、拉拔模

A、普通拉拔模（入口锥、工作锥、定径带、出口锥）B辊式拉模C、旋转模

２、芯头

（1）、固定短芯头

A空心短芯头B实心短芯头

（2）、游动芯头

A芯头锥角B芯头定径圆柱段C芯头圆柱段D芯头大圆柱段

27、什么是拉拔配模？

拉拔配模应满足哪些基本要求？

拉拔配模又称为拉拔道次计算，是根据拉拔设备的类型、参数、被拉金属的特性、成品的性能尺寸要求等确定拉拔道次及各道次所需的模孔形状及尺寸的工作。

分为单模拉拔配模和多模拉拔配模。

28、如何确定拉拔的中间退火次数及拉拔道次数？

中间退火次数的确定

N=（㏑λ∑/㏑λ′）-1λ′:

两次退火间的允许的延伸系数

N=N/n-1n：

两次退火间的平均拉拢道次数

拉拔道次及道次延伸系数的确定及分配

n=㏑λ∑/㏑λ′

28、锻造的方法有哪些？

锻造的方法：

自由锻、开式模锻、闭式模锻和特殊锻造

自由锻：

金属在上下铁锤及铁砧间受到冲击力或压力而产生塑性变形的加工

模锻是将金属坯料放在具有一定形状的模锻模膛内受压、变形，获得锻件的方法。

分为开式模锻、闭式模锻、液态模锻和粉沫模锻。

29、自由锻造和模锻的基本工序是什么？

举例说明。

自由锻基本工序：

镦粗、冲孔、芯轴拔长、切割、弯曲、扭转、错移、锻接等

举例：

飞机大梁，火箭捆挷环等

模锻工序

1）基本工序

圆盘类零件：

镦粗、预锻、终锻

长杆类零件：

制坯、预锻、终锻

2）修正工序：

切边；冲孔；校正；热处理；清理。

30、锻造常用的设备有哪些？

自由锻、开式模锻、闭式模锻和特殊锻造

模锻锤

31、冲压的方法有哪些？

落料/拉延/压形/压弯/切边/冲孔/整形/翻边/翻孔/冲翻孔/切断/切口/冲缺/缩口/扩口/半冲孔（敲落孔/冲凸台、非精冲中有时也会见到）/包边/内外缘整修/校平等

32、冲压基本工序是什么？

举例说明。

冲压的基本工序：

分离和成型主要包括冲裁、弯曲、拉延、旋压、成形以及翻边校形、扩口、缩口、压花纹等。

33、冲压常用的设备有哪些

冲压常用的设备有剪床和冲床等。

剪床的主要用途是把板料切成一定宽度的条料，为后续的冲压备料。

冲床主要用来完成冲压的各道工序，生产出合格的产品。