[科普中国]-压力加工

压力加工是利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，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，称为金属压力加工，又称金属塑性加工。

压力加工分类1、轧制：金属坯料在两个回转轧辊的缝隙中受压变形以获得各种产品加工方法。靠摩擦力，坯料连续通过轧辊间隙而受压变形。

主要产品：型材、圆钢、方钢、角钢、铁轨等。

2、锻造：在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。

3、挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形加工方法。

4、拉拔：将金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。

5、冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形。

6、旋压：在坯料随模具旋转或旋压工具绕坯料旋转中，旋压工具与坯料相对进给，从而使坯料受压并产生连续、逐点的变形。

压力加工的方式常见的压力加工方式有轧制、挤压、拉拔、自由锻造、模型锻造和板料冲压等，如图：

压力加工是固态下成形，具有力学性能好、材料浪费少、生产率高等优点,但也存在加工成本高、成形困难、无法获得内腔复杂的零件等不足。1

压力加工的优缺点1 优点：

1、力学性能高：结构致密，组织改善，性能提高，强、硬、韧度俱高。

2、节省金属：少、无切削加工，材料利用率高。由于提高了金属的力学性能，在同样受力和工作条件下，可以缩小零件的截面尺寸，减轻重量，延长使用寿命。

3、生产效率高：多数压力加工方法，特别是轧制、挤压，金属连续变形，且变形速度很高，所以生产率高。

4、可以获得合理的流线分布（金属塑变是固体体积转移过程）。

2 缺点：

1、一般工艺表面质量差（氧化）。

2、压力加工与铸造方法相比也有不足之处，由于在固态下成形，无法获得截面行状 ，故 不能成型形状复杂件（相对）。

3、设备庞大、价格昂贵。

4、劳动条件差（强度大、噪音大）。

特种压力加工工业的不断发展，对压力加工生产提出越来越高的要求，为此，在传统成形工艺的基础上逐渐完善和发展起来了所谓的精密成形工艺，如精密模锻、挤压、轧制和超塑性成形、高能高速成形等。

1、精密模锻

精密模锻是在普通模锻设备上锻制形状复杂的高精度锻件的一种模锻工艺。如精密模锻锻伞齿轮，其齿形部分可直接锻出而不必再经切削加工。精密模锻件尺寸精度可达IT12~IT15，表面粗糙度Ra值为1.6~3.2 μm。其工艺特点是需精确计算原始坯料尺寸，严格按坯料质量下料，并在锻前仔细清理坯料表面，采用少氧化无氧化加热法并严格控制锻造温度和锻模温度，利用高精度的锻模保i证锻件精度。

2、挤压

挤压是将金属坯料放人模具型腔内，在一定的挤压力和挤压速度作用下，迫使金属从型腔中挤出,以获得所需尺寸和形状的制品的塑性成形工艺，所获制品称为挤压件。挤压不仅被广泛用于生产各种复杂截面型材，而且生产各种锻件和零件。采用挤压工艺不但可以提高金属的塑性，生产出复杂截面形状的挤压件，而且可以提高挤压件的精度，改善挤压件的内部组织和力学性能,提高生产率和节约材料等。因此，挤压是一种先进的少或无切削加工的成形方法。

3、超塑性成形

利用金属材料在特定条件下具有的超塑性进行压力加工的方法称为超塑性加工。所谓超塑性，一般是指材料在低的变形速度，一定的变形温度和均匀的晶粒的条件下，其拉伸变形的伸长率超过100%的现象。凡具有能超过100%伸长率的材料，称为超塑性材料。常用的超塑性成形材料有锌合金、铝合金、钛合金及高温合金。超塑性状态下的金属在变形过程中不产生缩颈现象，变形抗力只有常态下几分之一至几十分之一。因此，此种金属极易变形，可采用多种工艺方法制出复杂零件。

4、高能高速成形

高能高速成形是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。高能高速成形主要包括利用火药爆炸产生化学能的爆炸成形、利用电能的水电成形和利用磁场力的电磁成形。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学