金属的加热和锻件冷却公开课教案教学设计.docx

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1、2、2金属的加热和锻件冷却教学目的：1、理解金属加热的目的。2、掌握始锻温度与终锻温度的概念与确定。3、掌握加热速度与加热时间的概念及加热速度确实定原那么。4、掌握锻件的冷却规范与冷却方式。教学重点：始锻温度与终锻温度、加热速度、冷却方式教学难点：始锻温度与终锻温度确实定、冷却方式的选择 教学内容:复习与提问：1、什么叫锻造？答：锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑 性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。. 2、锻造对金属材料的力学性能有什么影响？答：锻造可以改善金属的内部组织，可以使金属中的气孔与疏松被压实，细化晶粒，并 形成纤维组织，从

2、而提高金属的力学性能。如能提高零件的强度、塑性和韧性。3、用局部锻粗法制造螺栓毛坯与采用切削加工法制造的螺栓毛坯相比拟有什么优点？答：用局部锻粗法制造螺栓毛坯，当纤维组织沿着零件轮廓合理地分布时，能提高零件 的强度、塑性与韧性。如下列图1所示。I1 b)图1、螺栓的纤维组织与加工方法关系示意图a）、用切削加工法制造的螺栓毛坯b）、用局部锁粗法制造的螺栓毛坯用模锻成形后再加工螺纹，加工效率可提高50倍以上，再那么锻件切削量减少，减少了 材料的损耗。引入：锻造工艺过程加热锻造冷却 锻件质量检验其中金属材料的加热是整个锻造工艺过程中的一个重要环节，直接影响产品的质量。 新课：一、加热目的提高其塑性，

3、降低变形抗力，（容易加工变形）并使内部组织均匀。（说明:除少数具有良好塑性的金属可在常温下锻造成形外,大多数金属在常温下的可 锻性较低,造成锻造困难或不能锻造。但将这些金属加热到一定温度后,可以大大提高可锻性,并只需耍施加较小的锻打力,便可使其发生较大的塑性变形。）二、锻造温度1、始锻温度：1）、定义指开始锻造的温度。通常将变形允许加热到达的最高温度定为始锻温度。2）、始锻温度确实定尽可能高但不能太高，当然也不能太低锻温度应尽可能高一些，这样一方面使金属的塑性提高，另一方面又可延长锻造的时 间。3）、始锻温度确定不当造成的后果始锻温度过高，超过一定限度时，金属将产生过热或过烧的缺陷，使金属塑性

4、急剧降 低，可锻性变差。始锻温度太低，使金属塑性缺乏，并使锻造时间缩短。（补充说明:）过热:由于加热温度过高,或保温时间过长,造成晶粒粗大的现象。过烧:加热温度接近材料熔化温度,造成晶粒界面出现熔化和氧化的现象。4）、一般金属材料的始锻温度应比其熔点低100到2002、终锻温度：1）、定义指终止锻造的温度。通常将变形允许的最低温度定为终锻温度。2）、终锻温度确实定尽可能低但不能太低，当然也不能太高。一般来说，终锻温度应尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。3）、终锻温度确定不当造成的后果终锻温度过低，金属塑性降低，变形抗力增大，可锻性同样变差，金属还会产生加工硬 化，甚至发生开裂。

5、（补充说明:加工硬化-金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而 塑性和韧性降低的现象,又称作冷作硬化。如铅丝的变形）终锻温度过高（即在高温时停锻），锻件会因晶粒比拟粗大而降低力学性能。通常将变形 允许的最低温度定为终锻温度。4）常用材料的终锻温度碳素钢的合理终锻温度约为800C左右，而合金钢为800C900。3、锻造温度范围1）、锻造温度范围的定义锻造温度范围是指锻件的始锻温度到终锻温度的间隔。金属变形必须在锻造温度范围内进行,否贝锻件容易开裂或变形困难。锻造温度范围 越大,越易锻造。2）、碳素钢的锻造温度范围由图2-3所示，含碳量越高的碳素钢，始锻温度越低。图2-3碳素钢的锻造温

6、度范围3）、常用金属材料的锻造温度范围如表2-1所示，有色金属合金的锻造温度范围均比碳素钢的锻造温度范围窄。表21常用金属材料的锻造温度范围金属材料始锻温度终锻温度冷却方法2012001250800空冷451050-1150.800-850空冷,20Cr, 40Cr12002800堆冷65 Mn1050-1100800850空冷T8, T1010201080 - -800空冷2Crl311001150850灰砂冷!Crl8Ni9Ti11301180850空冷H62850650HPb59-l780640超硬铝、锻铝500400镁合金4002404、加热速度：加热时坯料外表温度升高的速度，单位/h

7、 o1）加热时间：坏料加热到要求的温度时所需的时间2）确定坯料加热速度的原那么：在防止因温差应力而产生裂纹的前提下，以最快的加热速度到达合理的始锻温度。但过高的加热速度，会使钢材外表热量来不及传给内层，结果因受热不均匀而产生很大 的热应力，增大了产生了裂纹的可能性。3）加热方法：对导热性较差的金属材料，先进行低温预热，然后再快速加热。（如高碳钢，高合金钢）； （就象冬天里对玻璃杯加水一样,最好先温水预热一下,再倒开水就不容易破。）对导热性好的金属材料可以直接加热。（如低碳钢，低合金钢，有色金属）三、冷却1、冷却规范：冷却过程中温度与时间的关系称为冷却规范。不同的不同的冷却方法具有不同的冷却 规

8、范。要求正确选择和严格遵守冷却规范，也是锻造成工艺过程的一个重要环节。2、选择不当的后果：使应力增加和外表过硬，影响锻件的后续加工，严重的还会产生翘曲变形、裂纹，甚至 造成锻件报废。（举例:几年前在我校曾组织了一次全市的钳工比赛,采用毛坯为锻件,结果在锻造时 因冷却不均,外面的的锻件冷却快,内部的冷却慢,造成一局部锻件硬,一局部较软,致使 比赛的不公平。）3、冷却方法：（补充说明:不用油冷、水冷的原因-油冷、水冷不属于锻件正常的冷却方法,它属于热处理的范畴。）冷却方法定义与特点冷却速度适用材料空冷热态锻件在空气中冷却的方法较快低碳钢、中碳钢 的小型锻件堆冷热态锻件成堆放在空气中进行冷却的方法低

9、于空冷坑冷热态锻件放在地坑（或铁箱）中缓慢冷却的 方法较堆冷低低合金钢及截面 尺寸较大的锻件灰砂冷热态锻件埋入炉渣、灰或砂中缓慢冷却的冷 却方法，锻件入灰（砂）温度一般不低于500,到 150左右出灰（砂），周围蓄砂厚度不能小 于 80mmo低于坑冷炉冷锻件放入温度为500700的炉内，停留 一定时间，然后随炉子一起缓慢冷却的冷却 方法，炉冷应根据需要按预定的温度一时间曲线 进行，低于灰砂 冷高合金钢及大型 锻件四、课堂练习1、在锻造生产过程中，对金属加热的目的是为提高望量，降低 变形抗力，并使内部组织均匀。2、始锻温度就是指 开始锻造的温度。始锻温度要求高一些，能使 塑性 提高,并可 延 长

10、锻造时间。通常始锻温度比熔点低100200,碳素钢的含碳量越高，始锻温 度越低。3、锻造温度范围是指锻件的 始锻温度 和 终锻温度 的间隔.4、加热速度是指加热时坯料外表温度升高的速度。5、锻件常见的冷却方法有：空冷、堆冷、坑冷、灰砂冷和炉冷。6、适用于高合金钢及大型锻件的冷却方法是 炉冷。五、课后作业P30 5、 6、 7六、板书设计2、2金属的加热和锻件冷却复习与提问：1、什么叫锻造？2、锻造对金属材料的力学性 能有什么影响？3、用局部锁粗法制造螺栓毛 坯与采用切削加工法制造的螺栓 毛坯相比拟有什么优点？引入：锻造工艺过程加热一锻造一-冷却一锻件质 量检验新课：一、加热目的提高其塑性，降低变形抗力， 容易加工变形，并使内部组织均匀二、锻造温度1、始锻温度1）、定义2）、始锻温度确实定3）、终锻温度确定不当造成的 后果4）、一般金属材料的始锻温度2、终锻温度1）、定义2）、终锻温度确实定3）、终锻温度确定不当造成的 后果4）常用材料的终锻温度3、锻造温度范围1）、锻造温度范围的定义2）确定坯料加热速度的原那么3）加热方法：4、加热速度1）加热时间2）确定坯料加热速度的原那么3）加热方法三、冷却1、冷却规范2、选择不当的后果3、冷却方法：（表格）四、作业P30 5、 6、 7