塑性成形技术.docx

塑性成形技术的现状及发展趋势
刘东利
（中国民航大学，航空工程系，天津，300300）
摘要：叙述了塑性成形技术的现状,介绍了现代塑性加工新技术及塑性成形的发展趋势,金属塑性成形技术展望，提出了当代塑性成形技术的研究方向。
关键词：塑性成形技术；塑性加工新技术；发展趋势；技术展望；研究方向
Currentsituationanddevelopmenttrendofplasticityformingtechnology
LiuDongLi
(AeronauticalEngineeringCollege
CollegeofCivilAviationUniversityofChina,Tianjin,300300)
Abstract:Thepresentsituationofplasticformingtechnology,introducedthemodernplasticprocessingofnewtechnologyanddevelopmenttrendofplasticforming,metalplasticformingtechnology,putsforwardtheresearchdirectionofmodernplasticformingtechnology.
Keywords:Theplasticformingtechnology;Newtechnologyofplasticallyprocessing;
Developmenttrend;prospect;researchdirection
1引言
塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点,已成为当今先进制造技术的重要发展方向。据国际生产技术协会预测,21世纪,机械制造工业零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式实现。工业部门的广泛需求为塑性成形新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。金属及非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完成的[1]。
实施塑性成形技术的最终形式就是模具产品,而模具工业发展的关键是模具技术进步,模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
展望12世纪,材料塑性成形技术一方面正在从制造工件的毛坯向直接制造工件,即精确成形或称净成形方向发展。另一方面,为控制或确保工件品质,材料塑性成形技术已经从经验走向有理论指导,成形过程的计算机模拟仿真技术已经进入实用化阶段。
2塑性加工新技术
塑性加工新技术新世纪，科学技术面临着巨大的变革。通过与计算机的紧密结合，数控加工激光成形人工智能材料科学和集成制造等一系列与塑性加工相关联的技术发展速度之快，学科领域交叉之广是过去任何时代所无法比拟的。目前，塑性加工新工艺和新设备如雨后春笋般地涌现，把握塑性加工技术的现状和发展前景，有助于及时研究"推广和应用高新技术，推动塑性加工技术的持续发展。
2.1基于新能源的塑性成形新技术
激光、电磁场、超声波和微波等新能源的应用为塑性加工提供了新的方法。
激光热应力成形利用激光扫描金属薄板时，在热作用区域内产生强烈的温度梯度，引起超过材料屈服极限的热应力，使板料实现热塑性变形。
电磁成形工艺是利用金属材料在交变电磁场中产生感生电流（涡流），而感生电流又受到电磁场的作用力，在电磁力的作用下坯料发生高速运动而与单面凹模贴模产生塑性变形。
超声塑性成形是对变形体或工装模具施加高频振动，坯料与工装模具之间的摩擦力可以显著降低，结果引起坯料变形阻力和设备载荷显著降低，并且还能大幅度提高产品的质量和材料成形极限，因此，成为一些特殊新材料的最有效加工途径。
2.2基于新介质的塑性成形新技术
传统的塑性加工都是利用锤头、模具等刚性物体对坯料施加外部载荷。而液体、气体等新介质在塑性加工中的使用产生了新的成形技术[2]。
液压成形技术通过液体压力的直接作用使材料变形，分为板材液压成形技术、管件液压成形技术与流体引伸技术。
流体压力成形指采用液态的水、油或粘性物质作传力介质，代替刚性的凹模或凸模，使坯料在传力介质的压力作用下发生塑性变形。流体压力成形主要包括内高压成形、板液压成形和粘性介质压力成形[3]。
气压成形技术主要有热态金属气压成形（HMGF）和快速塑性成形（QPF）技术。HMGF针对管状结构件气压成形；而QPF是针对板料的高温气压成形。新工艺主要通过热火化成形过程，改善材料的成形性能和变形机制，并可获得优化的热处理后力学性能。
喷丸成形是利用高速弹丸撞击金属板料表面，使受撞击表面及其下一层金属产生塑性变形，导致面内产生残余应力，在此应力作用下，逐步使板料达到要求外形的一种成形方法。目前，波音和空中客车等飞机制造公司在其现代客机的生产中，都已采用了该技术。其工艺方法有