内科大锻造工艺复习资料.doc

名词解释1锻压：借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压件。锻压属于体积成型。锻压又称作锻造或冲压。2自由锻：利用冲击力或压力使加热好的金属在上、下抵铁之间产生变形。3胎模锻：在自由锻设备上采用活动模具成型锻件的方法称为胎模锻。4.偏析: 钢锭内部化学成分和杂质分布的不均匀性称为偏析。5. 夹杂 : 钢锭内部不溶解于基体金属的非金属化合物，经过加热与冷却热处理仍不能消失，称为非金属夹杂物，通称夹杂。6. 缩孔是在冒口区形成的，此区凝固最迟，由于没有钢液补充而造成不可避免缺陷。7. 疏松是由于晶间钢液最后凝固收缩造成的晶间空隙和钢液凝固过程中析出气体构成的显微孔隙。8. 划痕(划伤)：金属在轧制过程中，由于各种意外原因在其表面划出伤痕.9. 折叠：轧制时，轧材表面金属被翻入内层并被拉长，折逢内由于有氧化物而不能被焊合，结果形成折叠。10. 结疤：浇注时，钢液飞溅而凝固在钢锭表面，在轧制过程中被辗轧成薄膜而附于轧材表面11. 粗晶环：铝合金、镁合金挤压棒材，在其横断面的外层环形区域，常出现粗大晶粒故称为粗晶环。12. 加热规范：指金属坯料从装炉开始到加热完整个过程，对炉子温度和坯料温度随时间变化的规定。13白点：白点是在钢的纵向呈圆形或椭形的银白色斑点，合金钢白点的色泽光亮，碳素钢白点较暗。白点横向呈细小的裂纹。14网状碳化物：过共析钢、轴承钢、奥氏体不锈钢在锻后冷却时易产生网状碳化物。15.镦粗：使坯料高度减小而横截面积增大的成形工序。镦粗比：坯料镦粗前后的高度之比。 16.平砧镦粗：坯料完全在上下平砧间或镦粗平板间进行的压制17.拔长：使坯料横截面减小而长度增加的锻造工序。18. 冲孔：在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序。扩孔：减小空心坯料壁厚而增加其内外径的锻造工序，用以锻造各种圆环锻件。20. 锻造比：锻比大小反映了锻造对锻件组织和力学性能的影响，表示锻件在锻造成形时变形程度，是保证锻件品质的一个重要指标。21. 加工余量：锻件表面留有供机械加工的金属层。22. 锻造公差：实际锻造生产中，如锻时测量误差终锻温度的差异，工人技术水平等，锻件实际尺寸不可能达到锻件的公称尺寸，允许有一定的误差，叫做锻造公差。23.锻造余块：为了简化锻件外形，在零件上较小的孔、小台阶等难锻造的的地方需要填满金属，这部分附加的金属叫锻造余块。24. 模锻:是将加热好的坯料放在锻模模膛内，在锻压力的作用下迫使坯料变形而获得锻件的一种加工方法。25.开式模锻:是变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式。26. 闭式模锻：即无飞边模锻。在变形过程中，金属始终被封闭在型腔内不能排出，迫使金属充满型腔而不形成毛边。27.挤压：是金属在三个方向不同压应力作用下，从模孔中挤出或流入模腔内以获得所需尺寸、形状制品或零件的锻造工艺。28. 模锻斜度:为了便于将成形后的锻件从模膛中取出，在锻件上与分模面相垂直的平面或曲面上必须加上一定斜度的余料，这个斜度就称为。29. 冲孔连皮：模锻时不能直接锻出零件上的通孔。所锻成的盲孔内留有一定厚度的金属层，称为。30.热锻件图：用于模锻设计和加工制造31.冷锻件图：用于最终检验热锻件图设计的。32.温度头：当坯料表面加热到始锻温度时，炉温和坯料表面的温差33.钳口:模锻模膛前面所做的空腔，一般由夹钳口和钳口颈组成34.自由锻：利用冲击力或压力使加热好的金属在上下抵铁之间产生变形。35弯曲：将坯料弯成所规定外形的锻造工序，用以锻造各种弯曲类锻件。36顶镦：指杆件的局部镦粗工艺过程。因为顶镦工艺过程常常在平锻机上完成，有时也称为平锻工艺。 问答题1. 锻造分类：（1）按加工方式分：自由锻、模锻、特种锻造 （2）按变形温度分：热锻温锻冷锻 2锻造加工特点：优点：1）、能改善金属的组织，提高金属的机械性能；2）、具有较高生产率。 缺点：投资高，现场劳动条件差。3工艺的主要生产工序：（1）下料（2）加热（3）模锻（4）切边或冲孔（5）热校正或热精压（6）在砂轮上磨毛刺（7）热处理（8）清除氧化皮 （9）冷校正和冷精压（10）检查锻件4. 锻压技术发展趋势答：（1）锻造技术方面：a.突出发展精密净形成型b.塑性加工的智能化c.复合技术d.液压成型技术e.激光成型技术（2）冲压技术方面：突出“精、净、省”（3）锻造设备方面：a热模锻压力机b多工位冷温锻压力机c高速温锻机5.试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷产生的部位？答：（1）钢锭结构：冒口、锭身和底部组成。（2）钢锭的内部缺陷主要集中在冒口，底部，及中心部分。6. 钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？（1）偏析： 原因：选择性结晶、比重差异或流速不同造成的；危害：造成力学性能不均匀和裂纹缺陷（2）夹杂：原因：在冶炼过程中，有不溶解在基体金属的非金属化合物，经过加热与冷却热处理仍不消失。危害：夹杂破坏金属的连续性，容易发生显微裂纹，会降低锻件的机械性能。（3）气体：原因：指有害气体 危害：使钢的塑性显著下降（4）缩孔和疏松 原因：由于金属的流出速度大于金属的产生速度危害：降低金属致密度7.常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？(1) 划痕(划伤)：原因：由于意外在其表面划出伤痕。危害：会影响锻件质量。（2）折叠：原因：表层由于氧化物造成的 危害：形成应力集中，影响锻件的质量。（3） 发裂：钢锭皮下气泡被轧扁拉长破裂形成发状裂纹（4）结疤: 原因：是钢中的菜氏体共晶碳化物和二次网状碳化物在开坯和轧制时未被打碎和不均匀分布所造成。危害：降低钢的锻造性能，引起锻件开裂，热处理淬火时容易局部过热、过烧和淬裂，刀具刃口易崩裂。（5）白点：原因：是由于H2和内应力共同作用下产生的。危害：降低钢的韧性（6）非金属夹杂危害：夹杂物破坏基体金属的连续性，严重时会引起锻造开裂。 （7）粗晶环： 原因：由于挤压过程中金属与挤压筒之间的摩擦过大表面温降过快，破碎的晶粒未能再结晶，在其后淬火加热时再结晶合并长大所致。 危害：锻造时容易开裂8. 锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？（）锯切下料：断面平整，尺寸准确；但生产效率低，锯口损失大。（2）剪切法：效率高，操作简单，断口无金属损托、模具费用低；坯料局部被压扁；端面不平整；剪断面有毛刺和裂逢。（3）折断下料：折断法生产率高，断口金属损牦小，工具简单。9. 铸锭作为锻造坯料时如何下料？答：当原材料为钢锭时，由于其内部组织、成分不均匀，通常用自由锻方法进行开坯，然后将坯料两端切除，并按一定尺寸将坯料分割开来。10.少无氧化加热主要有哪几种方法？其中火焰加热法的基本工作原理是什么？答：火焰加热和电加热。火焰加热基本原理：利用燃料燃烧时所产生 的热量，通过对流、辐射加热坯料。11.金属断后冷却缺陷有哪些？各自产生原因是什么？答: 1）裂纹：锻件在冷却过程中，由于温度应力、组织应力以及残余应力之和超过材料的强度极限而形成裂纹。2）网状碳化物:过共析钢、轴承钢、奥氏体不锈钢在锻后冷却时易产生网状碳化物。3）白点:钢中的氢和和组织应力共同作用的结果。 13.金属锻后冷却规范一般包括哪些内容？答：般来讲，化学成分越单纯，锻后冷却速度越大；反之则慢。 1对于没有相变的钢种，由于锻后冷却过程无相变，可快速冷却。通常采用空冷。 2对于空冷自淬的钢种，因空冷会发生马氏体相变，由此引起较大的组织应力，容易产生冷却裂纹。这类锻件锻后必须缓慢冷却。3对于白点敏感的钢种，为了防止冷却过程产生白点，应按一定冷却规范进行炉冷。14.锻件热处理的目的是什么？答：（1）调整锻件的硬度，以利锻件进行切削加工。2）消除锻件的内应力，以免在机械加工时变形3）改善锻件内部组织，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。4）对于不再进行最终热处理的锻件，应保证达到规定的力学性能要求。15.中小锻件通常采用哪些热处理？各自作用是什么？答：（1）退火：1）降低硬度，改善切削加工性。2）细化晶粒，改善力学性能。3）消除内应力4）提高塑性、便于冷加工。（2）正火： 1）可细化晶粒、提高力学性能。2）获得合适的硬度，有利于切削加工。3）可以抑制或消除过共析钢网状二次渗碳体的形成。（3）调质:为了获得良好的综合力学性能16.通常大锻件采用哪些热处理？各自作用是什么？(1)防止白点处理：对于白点敏感的大型锻件，若能将氢大量扩散出去，就可避免产生白点。(2) 正火回火处理：使锻件细化晶粒，均匀组织。17. 镦粗的分类：平砧镦粗、垫环镦粗和局部镦粗。18.以平砧镦粗为例，简述变形流动特点，产生的缺陷，原因，控制措施？ 1 2 3 答:（1）特点：区域：难变形区。主要是工具与坯料端面摩擦力的影响,其次：温度的不均匀也导致变形困难。区域：大变形区。受两端摩擦的影响较小；中部温度也较高；并且应力状态也有利于塑性变形。区域：小变形区。由于区域的牵制作用和区域的挤压作用的共同作用下变形。鼓形部分存在切向拉应力，易引起表面纵向裂纹。（2）缺陷：a.坯料侧面出现鼓形，可能引起表面纵纹b.坯料上下端出现粗大的铸造组织c.坯料内部变形不均匀，晶粒大小不均匀，锻件性能不均匀d.高径比较大的坯料，已产生纵向弯曲（3）措施：a.使用润滑剂和预热工具；如玻璃粉、石墨粉等b.采用软金属垫镦粗c. 采用凹形毛坯镦粗d. 叠料镦粗e. 套环内镦粗f.反复镦粗与侧面修直（4）原因：一是工具与坯料接触面的摩擦影响，二是与工具接触的部分金属由于温度将低快。19.自由锻的工序分类：基本工序、辅助工序、修整工序20.垫环镦粗变形特点：镦挤变形，存在分流面。21.局部镦粗变形特点：与平砧镦粗类似，但存在分流面。作用：锻造凸肩直径和高度较大的饼块锻件，或端部带有较大法兰的轴杆锻件。22.影响拔长质量的因素（1）送进量：当送进量较小时 （l0/h00.5 ），引起内部横向裂纹，折叠。当送进量过大时 （l0/h01 ），引起表面横向裂纹和角裂。（2）压下量 ：压下量大，强化心部变形，有利于锻合内部裂纹，质量越好。（3）砧子形状的影响：上下V型砧最好，上平下V型砧最差，上下平行砧居中。23. 端部更易产生裂纹的原因：1）由于芯轴的摩擦作用，端部变薄。2）端部外侧没有外端，切向拉应力很大；3）端部金属与冷空气长时间接触，降温较大，塑性较低。24.芯轴拔长与芯轴扩孔变形流动特点的区别？答：芯轴拔长特点：减小空心坯料外径而增加长度的锻造工序。芯轴扩孔特点：是环形坯料沿圆周方向的拔长。是局部加载，整体受力，局部变形。壁厚减薄，内、外径增大，金属主要沿切向流动，高度稍有增加。25. 芯轴扩孔时金属主要沿切向流动的原因是什么？此时锻件尺寸变化特点是什么？ 原因：1)变形区沿切向的长度远小于宽度2）锻件一般壁较薄，故外端对变形区金属切向流动的阻力远比宽度方向的小3)接触面呈弧形，有利于金属沿切向运动。特点：壁厚减薄，内外径扩大，宽度、高度稍有增加。26. 锻造比对组织性能的影响？ 一般规律是：锻造过程随锻比增大，由于内部孔隙焊合，铸态组织打碎，锻件的纵向和横向机械性能均得列明显提高当锻比超过一定数值后形成纤维组织横向机械性能急剧下降导致锻件出现各向异性27.如何由零件图得到锻件图？锻件图是根据零件图考虑了加工余量锻造公差、锻造余块、检验试样及工艺卡头等绘制而成的。28. 自由锻件工艺过程规程的制定？1)根据零件图绘制锻件图2) 决定坯料的质量和尺寸3) 制订变形工艺过程及选用工具4) 选择锻压设备5) 确定锻造温度范围、加热和冷却规范6) 确定热处理规范7) 提出锻件的技术条件和检验要求8) 填写工艺过程卡片29. 大型自由锻件的锻造特点?锻造对组织性能的影响？提高质量工艺措施？答：特点：1）采用钢锭锻造，固有缺陷较为严重2）尺寸大3）锻后热处理工艺复杂；4）有较全面的质量检查项目。影响：1）锻造对金属组织的影响：细化晶粒；改善夹杂物分布；形成纤维组织；锻合孔隙。2）先期随锻造比增大而增大，增加到一定程度，出现了异向性。 措施：1）FM锻造法2）JTS锻造法3）WHF锻造法30. 模锻的优点是：1）有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂；2）锻件内部的锻造流线比较完整3）锻件表面光洁，尺寸精度高4）生产率较高；5）操作简单，易于实现机械化；6）生产批量越大成本越低。缺点：1）设备吨位大，费用高；2）加工工艺复杂，制造周期长，费用高。31. 飞边槽的作用：1)造成足够大的水平方向的阻力，迫使金属充满型腔，保证锻件尺寸准确。2)、缓冲锤击。3)、容纳多余金属。32. 开式模锻的成形过程三个阶段的变形流动特点？第一阶段-锻粗阶段。压下量H1最大，模锻力为P1逐渐增大。此时整个坯料都产生变形，在坯料内部近似存在分流面。分流面外的坯料金属流向法兰部分，分流面内的金属流向凸台部分。（局部加载，整体受力，整体变形）第二阶段-充满模膛阶段。压下量H2比第一阶段小，模锻力为P2增加。金属开始流入飞边槽，飞边阻力增大。第三阶段-打靠阶段。压下量H3最小，模锻力为P3最大。此时金属已完全充满模膛，但上、下模面尚未打靠，多余金属挤入飞边槽，锻造变形力急剧上升，变形区缩小为模锻件中心部分区域。33开式模锻时影响金属成形的主要因素 （1）模膛尺寸和形状的影响 ：1）变形金属与模壁间的摩擦系数 ；2）模壁斜度；斜度挤压力 3）圆角半径R ；R不易充满4）模膛的宽度和深度 ；越窄越深，不易充满（5）模具温度 。T 不易充满。一般预热模具到200-300。（2）飞边槽的影响：它包括飞边槽桥部和仓部。桥部的主要作用是阻止金属外流，迫使金属充满模膛。仓部的作用主要是容纳多余金属，以免金属流到分模面上，影响上下模具打靠。设计飞边槽，主要是合理确定飞边槽桥部宽度b和高度h。可以改变分模面的位置，把飞边设计在变形较困难的端部。（3）设备工作速度的影响 ：速度增加，有利于变形。34.闭式模锻分为那几个阶段，各阶段变形及模锻力有何特点？第1阶段-基本成型阶段。上模的压下量H1最大，变形力增加相对较慢。整体加载，整体受力，整体变形。第2阶段-充满阶段。压下量H2居中，变形力比第1阶段增大23倍。整体加载，整体受力，整体变形。第3阶段-形成纵向飞边阶段。压下量H3最小。变形力达到最高。整体加载，整体受力，局部变形。 35.挤压时的死区是如何形成的？挤压的缺陷有哪些，控制措施？（1）原因：“死区”形成的原因主要是凹模模膛底部摩擦的影响，愈靠近凹模模膛侧壁处摩擦阻力愈大，而孔口部分阻力较小。所以“死区”一般呈三角形。（2）缺陷：挤压缩孔和裂纹（3）措施：1）减少摩擦阻力。2）在锻件图允许的范围内，在凹模模膛孔口作出适当的锥角或圆角。3）用加反向力的方法进行挤压。36