金屬體積冷成形技術與實例

前言

全書共分十三章，第一章簡介了金屬冷塑性變形基礎知識，第二至第七章集中介紹了金屬體積冷成形過程的基本技術要素，第八至十三章分別介紹了冷擠壓、冷模鍛、壓印、冷擺輾、冷旋鍛以及復合冷成形工藝，并列舉了若干應用實例。本書圖文清晰，內(nèi)容比較全面，可供從事金屬體積塑性成形工藝的科技人員使用，也可作為大專院校相關專業(yè)師生的教學參考用書。金屬體積冷成形技術實際上是一種精密塑性成形工藝。它具有一系列的優(yōu)點，其中除去徹底擺脫了又臟又烤的勞動環(huán)境外，更表現(xiàn)在它的制品尺寸精度高、力學性能好、生產(chǎn)率高、材料利用率高、適合于大批量生產(chǎn)、有利于降低其成本。所以，許多年以來，歐洲和美、日等國一直將其用于大量生產(chǎn)形狀較簡單、尺寸精度較高的低碳鋼、低合金鋼和軟金屬零件，收益巨大。特別是近30多年來，金屬體積冷成形技術在上述國家中又有了新的發(fā)展，不僅在成形理論方面取得了一些突破，而且冷成形零件的材料品種越來越廣泛，而形狀也越來越趨于復雜，已成功地采用冷成形方法生產(chǎn)出諸如汽車離合器接合齒圈、變速器同步齒圈、錐齒輪、差速器齒輪、方向節(jié)內(nèi)行星輪、十字軸、壓縮器渦盤等零件。除了汽車制造領域外，國外冷成形零件在軸承、機床、電機、家電、軍工等諸多行業(yè)中，甚至在農(nóng)機和建筑機械上，都有應用。但就數(shù)量而言，仍以汽車上的應用為最多。據(jù)相關信息報道，美國的鋼制冷成形件中約有80％用于汽車工業(yè)。采用冷成形工藝時，需要提供經(jīng)過預處理的原材料和優(yōu)質(zhì)耐用的模具，雖然這對于產(chǎn)量不大的零件其成形成本不具優(yōu)勢，但是生產(chǎn)經(jīng)驗表明，對于形狀復雜、需大量切削以致于材料利用率極低而成本極高的零件，采用冷成形方法生產(chǎn)，則可大幅度降低其生產(chǎn)成本。所以，就冷成形工藝成本而言，除了成形具有一定產(chǎn)量規(guī)模的零件而優(yōu)勢顯著以外，成形具有高附加值的零件其優(yōu)勢也同樣是明顯的。正是基于后一理由，目前冷成形工藝也正向切削、粉末冶金、鑄造、熱鍛、板料沖壓等工藝領域滲透，憑看自身的成本優(yōu)勢，在廣泛的工藝競爭中求發(fā)展，以獲取更多的工藝可替代產(chǎn)品。因此，完全有理由相信，在今后相當長的一段時間內(nèi)，冷成形工藝的發(fā)展空間是巨大的。我國的現(xiàn)代冷成形技術，起步雖不算太晚，但發(fā)展速度和成效與發(fā)達國家相比仍有很大的差距。日本資深冷鍛專家工藤英明先生曾在他1998年撰寫的“非凡的鍛造世界”一文中提到：“當時的一輛日產(chǎn)轎車上除了緊固件之外，冷成形件的使用量已達50kg以上”。而我國，在2003年，一輛國產(chǎn)轎車上的冷成形件尚不足20kg。由此可見，在國產(chǎn)汽車產(chǎn)量突飛猛進的今天，也應同時著力于提高其質(zhì)量和生產(chǎn)效率。這其中，加速擴大汽車零件冷成形技術的開發(fā)和推廣應用，應該是國產(chǎn)汽車提高質(zhì)量、優(yōu)化品牌、提高國際競爭力的一個重要方面。同時，通過這樣的努力也必然會構(gòu)建起一個交流和傳播冷成形生產(chǎn)經(jīng)驗的平臺，向國內(nèi)其他相關行業(yè)輻射開來，從而推動冷成形技術在國內(nèi)的全面開展。有鑒于此，編者編寫了這本書。它匯集了多種冷成形工藝，以適應市場的需要。

內(nèi)容概要

　　《金屬體積冷成形技術與實例》共分十三章，第一章簡介了金屬冷塑性變形基礎知識，第二至第七章集中介紹了金屬體積冷成形過程的基本技術要素，第八至十三章分別介紹了冷擠壓、冷模鍛、壓印、冷擺輾、冷旋鍛以及復合冷成形工藝，并列舉了若干應用實例?！　　督饘袤w積冷成形技術與實例》圖文清晰，內(nèi)容比較全面，可供從事金屬體積塑性成形工藝的科技人員使用，也可作為大專院校相關專業(yè)師生的教學參考用書。

書籍目錄

前言緒論一、名詞釋意二、體積冷成形(冷鍛)工藝的起源三、技術現(xiàn)狀與趨勢四、技術優(yōu)勢與劣勢第一章 金屬冷塑性變形基礎知識簡介第一節(jié) 多晶體冷變形的方式和特點一、多晶體結(jié)構(gòu)特點二、多晶體變形的方式三、多晶體變形的特點第二節(jié) 冷變形加工硬化一、加工硬化現(xiàn)象及產(chǎn)生原因二、加工硬化特征第三節(jié) 硬化金屬的軟化過程一、回復階段二、再結(jié)晶階段三、晶粒長大階段第四節(jié) 影響金屬冷變形塑性的主要因素一、金屬組織的影響二、化學成分的影響三、力的影響第五節(jié) 冷變形極限一、碳鋼冷鍛破裂準則二、合金鋼冷鍛破裂準則第二章 對原材料的要求第一節(jié) 原材料加工與性能一、基本供料形式與加工過程二、冷成形性能參數(shù)及其試驗方法第二節(jié) 原材料的質(zhì)量控制一、技術環(huán)節(jié)的控制二、管理環(huán)節(jié)的控制第三節(jié) 冷鍛用原材料一、常用冷鍛鋼鐵金屬二、常用冷鍛有色金屬第三章 毛坯的制備第一節(jié) 毛坯的切取一、切取毛坯的質(zhì)量要求二、精密下料方法簡介第二節(jié) 毛坯的預成形一、預成形的目的二、常見預成形坯實例第三節(jié) 毛坯的軟化處理一、軟化處理的目的二、軟化處理方法三、常用冷成形材料的軟化處理規(guī)范第四章 表面處理與潤滑第一節(jié) 目的與方法一、毛坯表面處理與潤滑的目的二、化學薄膜潤滑法第二節(jié) 潤滑材料及其使用一、液體潤滑材料二、固體潤滑材料第三節(jié) 實用潤滑劑及其清除法一、常用冷鍛潤滑劑二、有色金屬冷擠壓潤滑劑三、溫鍛實用潤滑劑四、潤滑劑的清除方法第五章 成形設備第一節(jié) 基本要求與噸位選擇一、對設備的基本要求二、設備噸位的選擇第二節(jié) 常用冷鍛設備及其特點一、高速自動冷成形機二、各式壓力機第三節(jié) 通用壓力機冷鍛的缺失與對策一、通用壓力機冷鍛的缺失二、通用壓力機冷鍛的對策第六章 模具承載能力第一節(jié) 承載條件及設計要求一、冷鍛模承載條件二、冷鍛模設計要求第二節(jié) 模具結(jié)構(gòu)及設計要點一、典型結(jié)構(gòu)介紹二、構(gòu)件特征及設計要點第三節(jié) 預應力環(huán)組合結(jié)構(gòu)參數(shù)設計一、結(jié)構(gòu)特征及設計程序二、力參數(shù)的實用圖算法第四節(jié) 冷鍛模具材料的選用一、模具材料應具備的性能二、常用材料及其選用第七章 冷鍛件的質(zhì)量狀態(tài)及后續(xù)處理第一節(jié) 冷鍛件的質(zhì)量狀態(tài)一、冷鍛件的常見缺陷二、冷鍛件的性能質(zhì)量三、冷鍛件的尺寸精度第二節(jié) 后續(xù)處理一、常規(guī)熱處理二、切削處理三、表面硬化處理第八章 冷擠壓工藝及其應用第一節(jié) 冷擠壓形式及特點一、基本形式及材料流動特點二、影響可擠性的因素第二節(jié) 技術要點及應用實例一、杯形件反擠技術要點二、溫擠壓技術要點三、有色金屬擠壓技術要點四、冷擠模的失效形式及增壽途徑五、冷擠壓工藝應用實例第九章 冷模鍛工藝及其應用第一節(jié) 冷模鍛及其金屬流動特點一、冷模鍛工藝的意義二、冷模鍛金屬流動特點第二節(jié) 精密冷模鍛及其金屬流動一、傳統(tǒng)工藝的遺憾和新工藝的啟示二、分流減壓精密閉式模鍛第三節(jié) 技術要點及應用實例一、鍛件模內(nèi)鐓擠成形過程的設計二、直齒圓柱齒輪分流成形的應用三、冷精鍛技術在汽車零件生產(chǎn)中的應用第十章 壓印工藝及其應用第一節(jié) 壓印工藝過程及特點一、工藝目的、過程和特點二、材料的變形及可壓印性第二節(jié) 技術要點及應用實例一、壓印力與常用設備二、模具典型結(jié)構(gòu)三、模具選材四、應用實例第十一章 冷擺輾工藝及其應用第一節(jié) 擺輾過程及特點一、擺輾過程及金屬流動特點二、工藝優(yōu)缺點及適應性第二節(jié) 技術要點及應用實例一、擺輾機類型及冷、溫擺輾機二、擺輾工藝因素三、常見工件缺陷四、擺輾模具及其設計五、擺輾工藝應用實例第十二章 冷旋鍛工藝及其應用第一節(jié) 旋鍛過程及特點一、旋鍛過程二、旋鍛過程中的材料流動三、旋鍛的工藝優(yōu)勢和劣勢四、影響材料可旋鍛性能的因素第二節(jié) 旋鍛技術要點及應用一、旋鍛設備的分類及特征二、設備容量估算三、產(chǎn)品項目四、旋鍛模的結(jié)構(gòu)要素五、管形件的旋鍛六、在汽車工業(yè)中的應用實例第十三章 復合冷成形工藝及其應用第一節(jié) 復合冷成形的形成與形式一、復合冷成形的形成二、復合冷成形的基本形式第二節(jié) 復合冷成形的應用實例一、圓柱直齒輪精密鍛造二、汽車活塞銷溫-冷擠壓成形三、汽車發(fā)電機磁極熱鍛一冷精整成形四、軸承環(huán)的冷沖一冷鍛成形附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

第一章 金屬冷塑性變形基礎知識簡介第一節(jié) 多晶體冷變形的方式和特點一、多晶體結(jié)構(gòu)特點眾所周知，一切物質(zhì)都是由原子組成的。物體內(nèi)部的原子按一定的幾何形狀作有規(guī)則排列的固態(tài)物質(zhì)為晶體物質(zhì)。絕大多數(shù)的固態(tài)金屬即屬于此類物質(zhì)。金屬晶體有單晶體與多晶體之分。一個晶粒能占據(jù)金屬的全部體積者為單晶體。金屬及合金一般都是多晶體如圖1.1所示，是由許多外形很不規(guī)則、方位各不相同的晶粒牢固地組合而成。從晶粒間的聯(lián)系和差異來看，多晶體的結(jié)構(gòu)具有以下的特點：1）晶粒大小不等，晶格方位互異。由于多晶體是由許多分布紊亂的晶粒組成的，因而，它所具有的物理性能在各個方向上趨于一致，即所謂各向同性。2）晶粒間銜接緊密，晶界呈犬牙交錯狀。晶粒間的聯(lián)系除有原子間的吸引力作用之外，主要還有交錯形成的機械連鎖力的作用。3）晶界處的原子排列較亂，且常聚集著低熔點雜質(zhì)。

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《金屬體積冷成形技術與實例》由機械工業(yè)出版社出版。

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