塑性成形概述

2.1　塑性成形概述

2.1.1　金属的塑性变形

塑性是金属的重要特性。人们可以利用金属的塑性加工各种制品，塑性加工存在于轧制、锻造、挤压、冲压、拉拨等成形加工工艺中和车、铣、刨、钻等各种切削加工工艺中。

塑性变形不仅可以使金属获得一定的形状和尺寸，而且还会引起金属内部组织与结构变化，使固态金属的组织与性能得到一定的改善。

各种金属压力加工方法都是通过金属的塑性变形实现的。金属受外力后，首先产生弹性变形，当外力超过一定限度后，才产生塑性变形。

塑性变形的实质是在外力的作用下金属内部的原子沿一定的晶面和晶向产生了滑移的结果。

2.1.2　塑性成形生产的特点

与其他加工方法相比较，塑性成形加工具有较高的生产效率，可消除零件或毛坯的内部缺陷；锻件的形状、尺寸稳定性好，并具有较高的综合力学性能等特点。锻件的最大优势是韧性好、纤维组织合理、锻件间性能变化小；锻件的内部质量与其加工历史有关，且不会被任何一种金属加工工艺超过。图2-1表示出了铸造、塑性成形、机械加工三种金属加工方法所得到的零件低倍宏观流线。

图2-1　铸造、塑性成形、机械加工所得零件低倍宏观流线

但是塑性成形生产也存在以下缺点：不能直接锻制成形状较复杂的零件；加工件的尺寸精度不够高；生产所需重型的机器设备和复杂模具，对于厂房基础要求较高，初次投资费用高。

2.1.3　塑性成形的分类

1.金属材料的塑性成形主要分为金属材料的冷成形、热成形和温成形

（1）热成形　首先加热金属材料达到相变温度以上，再进行成形加工的一种成形工艺方法。

（2）冷成形　直接在室温下对材料进行成形加工的工艺方法。

（3）温成形　将成形的坯料加热到低于再结晶温度下的某一温度时的成形工艺。

温成形工艺是随着塑性成形设备的发展，应用范围日益扩大的一种新的成形工艺方法，温成形具备了上述热成形与冷成形的一些优点，当然也存在上述两种方法的一些缺点。

2.金属材料的塑性成形通常又可以分为体积成形与面积成形两类

（1）面积成形　金属材料的表面积在变形前后基本上保持不变的成形工艺方法。当然，面积成形时金属材料的体积也基本保持不变；

（2）体积成形　金属材料在变形前后的体积基本保持不变，而表面积通常会发生比较大的变化。

金属材料的体积成形的材料变形程度比较大，通常需要进行热加工；而面积成形工艺通常使用冷加工的工艺方法，多应用于板料成形，如落料、冲孔、弯曲、拉深、局部成形等。

2.1.4　塑性成形生产的适用范围

塑性成形生产根据使用工具和生产工艺的不同而分为自由锻、模锻和特种锻造。塑性成形工艺在锻件生产中起着重大作用。工艺流程不同，得到的锻件质量有很大的差别，使用的设备类型、吨位也相差甚远。锻件的应用范围很广，几乎所有运动的重大受力构件都是由锻压成形的。