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1、金属塑性加工技术新探 摘要金属塑性加工技术是加工行业普遍运用的一种技术，在材料基础工程中有着重要的地位。如何运用好金属塑性加工技术，发挥出其技术特点，是行业从业人员所须要考虑的问题。文章将就金属塑性加工的技术进行探讨。 关键词金属塑性；加工技术；方法运用 通过外力的作用使得金属铸锭、金属粉末或各种金属坯料产生塑性变形，并获得所需的形态，尺寸和性能制品的加工方法，被称为金属塑性加工。 材料利用率高是金属塑性加工最突出的特点。一般塑性加工方法的材料利用率可达到6073%，更为先进的塑性加工方法甚至可以达到85%以上。有着很高的生产效率高。也就是说金属塑性加工，在机械等加工行业中具有相当的优势和好用
2、性。因此，在机械、冶金、电子、航空航天、仪器仪表等行业，通常会运用金属塑性加工。 一、金属塑性加工的基本原理 通过工件的塑性变形，是实现金属塑性加工的主要途径。金属塑性加工原理包括塑性变形体内的应力、应变状态分析、塑性应力应变关系、应力重量应满意的塑性条件等。而下文主要是针对塑性变形体内的应力和应变状态分析这两种进行分析。 塑性与塑性变形 在金属塑性加工中所用的大多数材料，都是以固体形态被加工的。从物理学上看，我们都知道固体保持其形态与尺寸，靠的是原子间的作用力。在对固体施加肯定外力的状况下，会导致固体的形态与尺寸发生改变，而这种改变就被称为变形。在受外力作用下，质点间的位移改变导致固体变形的
3、主要缘由。 1.塑性 塑性是指物体在外力作用下，产生永久变形但不会遭到破坏的特性。材料的塑性是材料的一种状态，而并不是材料的固有属性。因为变形条件确定塑性。举例来说，假如大理石在受肯定力度的三向高压作用时，其会发生由原来不具有塑性到变为具有塑性的转变。塑性是以塑性指标来表示的，塑性指标有单向拉伸时的延长率?啄，即?啄 %，和单向压缩时的断面收缩率?渍，即?渍 %。另外，可以用扭转试验中扭断时的扭转角?酌来表示塑性指标。 金属的化学成分、金相组织、变形温度和变形速度等是影响金属塑性的主要因素。以钢为例，假如在其化学成分中，含过多的碳量，那塑性就很差。同时在通常状况下，合金成分与塑性成正比，其含量
4、大，塑性也就愈差，特殊是硅、锰等元素影响巨大，此外，钢中磷、硫，氮等杂质含量假如不断的增加，那也同样可能会导致塑性的降低。 当然，受变形温度的影响，金属材料的塑性也会不断改变。普遍规律是随着温度的上升，其塑性会增加。而就钢材而言，当温度从肯定零度，提升到熔点时，就会出现低温、中温、高温区的脆性，此时，其塑性将出现明显的下降。 设备的工作速度确定了变形的速度。通常状况下，当变形速度变大时，材料的屈服应力也会不断的增大，这就会造成塑性降低。因为受变形速度的影响，当金属材料发生塑性变形时，可能会由于变形速度的增大，造成变形体内的能量释放速度跟不上，导致变形体温度上升，我们也把这种现象称为温度效应。当
5、发生冷变形时，受温度效的影响，材料的塑性也会发生较大的影响大，但是处于热变形时受温度效应影响并不大。 2.塑性变形 塑性变形是指这样一种变形：物体在外力作用下产生变形，在去除外力后还会有残余的变形。其特点是，当发生塑性变形时，变形力与塑性应变之间并不具有线性关系。 加工硬化：加工硬化指的是金属材料发生塑性变形时，随着变形的增大，强度增大，塑性和韧性降低的现象，也可以称为应变硬化。加工硬化一方面会提高金属材料的强度，降低塑性，促使塑性变形无法接着进行；增加设备能耗，提高生产成本；另一方面会强化金属的作用。例如，大型发电机的护环就是利用塑性变形的加工硬化来提高其强度的。 回复与再结晶 回复指的是金
6、属材料产生塑性变形后，加热时材料的力学性能和物理性能等得到复原的现象，一般来说，回复可以分为两种：静态回复和动态回复，静态回复指的是冷塑性变形后加热产生的回复。静态回复在生产中的应用是多样的，比如说工业生产中消退残应力的退火处理；而动态回复指的是在热塑性变形过程中产生的回复，在这个过程中，晶粒向变形方向伸长，冷却后形成纤维组织，使材料具有明显的方向性。 再结晶。所谓的再结晶是指当金属材料产生塑性变形后加热时，在原来的组织中重新产生无畸变的新晶粒的现象。再结晶一般可以分为静态再结晶和动态再结晶两种。 应力应变曲线 材料的重要力学特性是应力应变关系曲线。一般来说由于材料不同，材料的应力应变关系曲线
7、也各不一样。通过单向拉伸、单向压缩、弯曲等试验方法，可以实现材料的应力应变曲线。 1.条件应力应变曲线和真实应力应变曲线 通过拉伸试验可以测出条件应力应变曲线：真实引应力应变曲线的绘制是运用真实应力s，应变为对数应变?着，试件产生细颈前的曲线由试验值确定，细颈后的曲线经修正公式确定。假如对条件应力应变曲线和真实应力应变曲线进行比较，那真实应力s和条件应力?滓，依据体积不变式A0L0 = AL有： s = ?滓 2.应力应变曲线的简化 应力应变曲线在塑性加工理论中常用到的一种。但是其在实际运用中是存在相当难度的。因为试验测得的应力应变曲线的形态是相当困难的，尤其在屈服的状况下，简洁的函数关系不会
8、出现在应力与应变之间，那么就给实际应用带来很大的困难。所以，在实际的工作中往往须要对应力应变曲线进行简化：简化的应力应变曲线归纳为下图： 二、金属塑性加工的基本方法 轧制 轧制是指通过转动轧辊间的缝隙，使得金属坯料承受压缩变形，从而在长度方向产生延长的过程，一般也可以叫压延。与其它压力加工方法一样，轧制的目的特别明确。一是为了得到工程所须要的形态，比如说管材、板带材、各种型材和线材等；二是为了提升金属材料的力学性能，提高金属材料的内部质量。一般来说，钢材的90%、铝及铝合金材料的35%45%、铜及铜合金材料的60%73%左右是用轧制方法成形的。 挤压 对放在容器内的金属坯料施加肯定的压力，使之
9、从特定的模孔中流出，进而获得所需断面形态和尺寸的塑性加工方法，称为挤压。 挤压加工具有这两个下特点：(1)可以提高金属的变形实力：由于金属在挤压变形区中，处于剧烈的三向压应力状态，所以可以很好的提高其塑性变形实力，最终取得较大变形量。(2)制品综合质量高。通过挤压变形的操作，可以有效的改善金属材料的组织，从而从多方面来实现其力学性能的提升，而且通过挤压形成的制品，尺寸精度高和表面质量，一般都是较高的。 拉拔 拉拔也可以称为拉伸。是指迫使金属在外加拉力的作用下，通过模孔产生塑性变形，获得与模孔形态、尺寸相同的制品的加工方法。 拉拔加工的特点：拉拔制品的表面粗糙度低，而尺寸精度高运用的工具与设备相
10、当简洁，很简单进行维护，只须要一台设备，就可以生产多种品种与规格的制品在连续高速生产断面尺寸小的长尺产品中较为好用想要获得和挤压、轧制等方法相同的变形量，须要进行多次的变形道，因为，拉拔道次变形量和两次退火之间的总变形量受到限制，所以其工艺过程过长。通常状况下，道次加工率(断面压缩率)都会维持在20%60%左右，当出现过大的道次变形量时，很简单会引起制品断面形态与尺寸不合格，甚至产生拉断的现象。这主要是因为拉拔通常都是在室温下进行，而且在拉拔时变形区内为两向压缩，一向拉伸应力的状态，很难像挤压那样充分利用金属的塑性。 三、结束语 金属塑性加工技术在材料基础工程中意义重大，其所涉及的原理也是多样
11、的，这须要相关技术和施工人员对基本原理要有充分的相识，对基本的技术特点也必需了如指掌，唯此，才能科学合理的运用金属塑性加工技术，发挥出其最大的技术优势。 参考文献 1王建民,朱锡,刘润泉.爆炸焊接的应用与发展J.材料导报,2022,(01). 2夏翠芹,刘平,任凤章,田保红.细晶变形镁合金的探讨进展J.材料导报,2022,(09). 3符世继,谢明,陈力,杨有才,张健康,黎玉盛.喷射成形过共晶Al-Si合金材料的探讨现状J.材料导报,2022,(S1). 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页