材料成型工艺笔记

铸造合金1:铸铁的分类:根据碳在铸铁组织中存在形式和石墨的形状不同，可分为1）白口铸铁一完全按照Fe-Fe3C相图进行结晶而得到的铸铁。其中碳全部以渗碳体形式存在，断口呈银白色。2）灰口铸铁一碳主要以片状石墨形状存在，断口为暗灰色，常见铸铁件多数是灰口铸铁。3）球墨铸铁一碳大部分或全部以球状石墨形式存在。4）可锻铸铁一碳大部分或全部以团状石墨形式存在，由于塑性和韧性高于灰口铸铁，名为可锻，实不可锻。5）蠕墨铸铁一碳以蠕虫状石墨形式存在，介于片状和球状石墨之间。根据铸铁的化学成分1）普通铸铁2）合金铸铁（加入一些合金元素，如Cr、Cu、Al、B等。2影响石墨化的因素:1）化学成分的影响C、Si强烈促进石墨化2）S强烈阻碍石墨化3）Mn——阻碍石墨化4）P——微弱促进石墨化冷却速度:冷速慢一促进石墨化。易得到灰口组织:冷速快f抑制石墨化。原子来不急扩散，G难以进行,易白口组织。灰铸铁性能：抗压不抗拉；耐磨、消振性好；缺口敏感性低、切削加工性好等。牌号：用“HT+数字”表示。“HT”表示“灰铁”，后面的数字表示最低抗拉强度。如HT150、HT250等。球墨铸铁性能：突出特点是屈强比（0.2/b）高。良好的抗拉强度，塑性、韧性、铸造性、可切削加工性等。可热处理化。牌号：用“QT+数字-数字”表示。其中“QT”表示球铁的汉语拼音字头，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和最低延伸率。如QT400-18。可锻铸铁性能：介于灰铸铁和球铁之间，具有较高的强度，以及较好的塑性和韧性。名为可锻，实不可锻。牌号：用“KT+H、Z+三位数字+二位数字”表示，H代表“黑心可锻铸铁”，Z代表珠光体可锻铸铁，两组数字分别表示最低抗拉强度（Mpa）和最低延伸率（%）。如KTH300-06。铸钢定义：具有适当的铸造性能，用于生产铸件的钢材称为（或为含碳量0.2%〜0.60%之间）。分类：按化学成分可分为铸造碳钢和铸造合金钢。（1）铸造碳钢1）牌号：用“ZG+数字-数字”表示。ZG为铸钢的汉语拼音字头，两组数字分别表示屈服强度和抗拉强度。如ZG200-400O2）分类按含碳量：低碳铸钢（＜0.25%）z中碳铸钢（0.25--0.45%）高碳铸钢（0.5--0.6%）（2）铸造合金钢1）牌号：用“ZG+两位数字+元素符号+数字”表示，两位数字表示平均含碳量的万分数，数字表示元素含量的百分数。如ZG40Cro2）分类：低合金铸钢（《3.5%）高合金铸钢（》10%）铸造铝合金牌号：ZL***:Z——铸造铝合金*——表示合金系列1为Al—Si：2为Al—Cu;3为Al—Mg；4为Al一Zn**表示合金顺序号例如：ZL102表示第2号铝硅铸造铝合金.ZL405表示第5号铝锌铸造铝合金.铸造铝合金分类：Al—Si系铸造铝合金（ZL102），ZL102常用.Al—Cu系铸造铝合金ZL201，ZL202，ZL203常用，Al—Mg系铸造铝合金ZL301，ZL302,Al—Zn合金（ZL401、ZL402）变形铝合金：分类：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金。11粉末压制成型定义：用金属粉末做原料，经压制成形后烧结而制造各种零件和产品的方法。特点①能够生产出其他方法不能或很难制造的制品。如：钨丝、硬质合金、磁性材料等②材料的利用率很高③粉末价格较高，设备和模具投资较大，因此适宜于大批量生产的零件。应用：现代汽车、飞机、仪器仪表、航空航天等工业中，需要许多具有特殊性能的材料或在特殊工作条件下的零部件。12--粉末冶金的主要工序（1）.粉末的制备主要有：矿物还原法，雾化法，机械粉碎法等。（2）.压制：目的：将松散的粉料制成具有一定形状，尺寸的压坯。方法：钢模压制、流体等静压制、三向压制、粉末锻造、挤压、振动压制等（3）.烧结：目的：使型坯获得一定的物理与机械性能的工序烧结规范：①烧结温度：T烧=（2/3〜3/4）T熔。②保温时间：时间太短，不利于成分、组分均匀化；保温时间过长，易造成晶粒粗大等缺点。③保护气氛：在真空炉内进行烧结。烧结分类：①固相烧结：烧结过程中各组元均不形成液相。②液相烧结：烧结时部分组元形成液相。制品强度高（4）.烧结后的其他处理或加工1）熔渗：把低熔点金属或合金渗入到多孔烧结制品孔隙中2）复压：烧结后粉末压制件再放到压形模中压一次3）粉末金属锻造：先用粉末冶金法制成形坯，然后将形坯加热后置于锻模中锻成所需零件。4）精压：进一步提高制品的密度、强度。5）其他后续处理：如含油轴承浸油处理，以及机械加工、喷砂处理，热处理等。硬质合金13.普通硬质合金钨钻类硬质合金：组成：由WC和Co组成牌号：YG+数字。数字一钻的含量。如YG6应用：适宜制作切削脆性材料的刀具，如切削铸铁、电木等钨钛钻类硬质合金：组成：由WC、TiC和Co组成。牌号:YT+数字。数字一TiC的含量。如YT15。应用：适宜制作切削高韧度钢材的刀具14通用硬质合金（万能硬质合金）组成：添加TaC或NbC取代部分TiC牌号：YW+数字。数字一顺序号，举例：YW1。应用：制作刀具用于加工不锈钢、高锰钢等难加工的材料15.高分子化合物的分类及命名按性能和用途分：塑料、橡胶、纤维塑料的组成：合成树脂一主要成分，起决定性作用；添加剂一辅助成分，改善塑料某些性能。塑料的分类及用途：按受热时行为：热塑性塑料、热固性塑料1）热塑性塑料特点：加热时变软，冷却后变硬，可反复成形。一般结构用塑料：聚乙烯（PE）:结构最简单的塑料。无毒。应用：化工用管道，承载小的齿轮、轴承；瓶、食品包装、保温瓶壳、茶杯、奶瓶等。聚氯乙烯（PVC）:第一种热塑性的全能塑料。性能：强度、硬度高，绝缘性和耐蚀性好，但热稳定性，一般在-15〜60。。使用。有毒。应用：适用于如输油管、容器、阀门管件等耐蚀结构件及桌布，化妆品的硬质外包装，电线绝缘护套等聚苯乙烯（PS）：最鲜艳且成形性特好的塑料。特点：极易染成鲜艳颜色、透明度好，电绝缘性好，脆性大，户外长期使用易变黄变脆。应用：各类电器配件、壳体、灯罩、建筑广告装饰板、磁带盒、笔杆、饭盒等。聚丙烯（PP）：最轻且价廉的塑料。性能：力学性能、耐热性（150°C）最高，密度最低，但低温脆性大。无毒无味。应用：电视机、电扇等壳体等；微波炉餐具、椅子、安全帽；PP膜可作香烟等。热塑性聚酯（PET）：每天接触的塑料。性能：PET膜拉伸强度很高，但耐热性不高。应用：主要用于各种食品、药品、精密仪器的高档包装、录音带、光盘、磁卡等；各种饮料瓶、矿泉水瓶等。摩擦传动零件用塑料：聚酰胺（PA）：强韧、耐磨耐油。性能：优良的耐磨性、减摩性和自润滑性、耐油性。应用：机械行业中应用广泛，如轴承、齿轮、凸轮等。拉链、打火机壳、头盔、球拍线、输血管等。聚四氟乙烯（PTFE）（F-4）:俗称“塑料王”。性能：最优良的耐高、低温性能（-260〜250°C）,几乎不受任何化学品腐蚀；无味、无毒、不燃，有良好的生物相容性及抗血栓性。应用：不粘锅涂层、管道密封用生料带等。医用材料中人造血管、人工心脏等。2）热固性塑料特点：热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，能再成形。酚醛塑料（PF）：俗称“电木”。合成塑料的鼻祖性能：耐磨、绝缘性好、耐热性好，但性脆。有毒。应用：电话机壳、开关、插座、纽扣、刹车片、齿轮等18.橡胶按原料来源分类:天然橡胶、合成橡胶按应用范围分类：通用橡胶、特种橡胶（1）天然橡胶（NR）:最早应用的橡胶。特点：强度高；弹性、耐磨性、耐寒性、防水性、绝缘性好等，但耐热、耐油及耐老化性差。应用：各类轮胎、胶带、胶鞋、气球及医疗卫生品等。（2）通用合成橡胶1）丁苯橡胶（SBR）：产量最大的合成橡胶。特点：耐磨性、耐热性、耐老化性好，价格便宜。应用：制造轮胎、胶带、胶管及生活用品。2）顺丁橡胶（BR）：弹性最好。特点：弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点强度较低。应用：制造轮胎、三角带、橡胶弹簧、鞋底等。3）氯丁橡胶（CR）：“万能”橡胶。特点：耐油性、耐磨性、耐热性、耐老化均优于天然橡胶。应用：耐老化的电线电缆绝缘层、耐油耐蚀的胶管、输送带、矿井用橡胶制品等。（3）特种合成橡胶1）丁腈橡胶。特点：优异的耐油性著称，耐磨性也高。应用：用于油桶、输油管、手套等。2）硅橡胶。特点：耐高温和低温。缺点强度和耐磨性差，价格较贵应用：主要用于飞机和宇航中的密封件等。3）氟橡胶。特点：最耐腐蚀，其缺点是价格昂贵、耐寒性差。应用：用于高级密封件及火箭、导弹的密封垫圈等。塑料成型方法注射成型：又称注射模塑或注塑成型，是热塑性塑料制品的主要成型方法。特点：一次成型外形复杂，尺寸精确和带有金属嵌件的制品挤出成型：又叫挤塑、挤压。原理：借助螺杆和柱塞挤压作用，使塑化均匀的塑料强行通过模口而挤压出各种型材的成型方法.模压成型：又称压缩成型、压塑成型、压制成型等，主要用于热固性塑料的成型。基本原理：将粉状、粒状或纤维状固态塑料，置于成型温度下的模具型腔中，然后闭模加压，使其成型、固化。吹塑成型：把熔融状态的塑料坯料置于模具型腔内，借助于压缩空气吹胀冷却而得到一定形状的中空塑料制品。应用：中空壁薄件和薄膜等。橡胶成型方法压延成形：将物料通过一组以上两个相向旋转的辊筒间隙，获得连续片材的方法。原材料：聚氯乙烯、橡胶等。产品：薄膜、片材、人造革和其他涂层制品等挤出成形：使橡胶在挤出机机筒及螺杆的相互作用下，受到剪切、混合和挤压作用下熔融成为黏流态，在一定压力和温度下通过机头口模成形出一定尺寸的制品。陶瓷材料的性能力学性能：弹性模量高、高硬度、塑韧性低等。物化学性能：熔点高、导热性差、化学稳定性高，绝缘性好等。常用陶瓷及应用（1）普通陶瓷普通日用陶瓷：作日用器皿和瓷器。按用途分为:建筑卫生瓷、化学化工瓷、电工瓷、（2）特种陶瓷定义：是以人工化合物为原料制成，如氧化物等。应用：用于化工、冶金、机械、电子等和一些新技术中。23、陶瓷材料成型：可塑成型法原理：坯料中加入水或细化剂，使其具有良好塑性，通过手工或机械成型。分类：有滚压成型、塑压成型、注射成型，旋压成型等（1）滚压成形阳模滚压（外滚压）：扁平状、宽口器皿、坯体内表面有花纹件阴模滚压（内滚压）：口径小而深制品（2）塑压成形特点：致密度高；但石膏模寿命短。应用：适于成形各种异型盘碟类制品；（3）注射成形应用：适于形状复杂、壁薄（0.6mm）、带侧孔制品（如汽轮机陶瓷叶片等）的大批量生产注浆法原理：原理：将陶瓷悬浮料浆注入多孔质模型内，借助模型的吸水能力将料浆中的水吸出，从而在模型内形成坯体。分类：一般注浆法、热压注成形法和流延法等。应用：适于制造大型厚胎、薄壁、形状复杂不规则的制品（1）一般注浆法空心注浆（单面注浆）：小件、薄壁产品。实心注浆（双面注浆）：大型、壁厚件。热压铸成型原理：将陶瓷细粉与熔化的蜡料粘合剂加热搅拌成蜡浆，在热压注机中用压缩空气将蜡浆注满金属模空腔，冷凝形成坯体，再脱模取件。复合材料及其成型定义：是两种或两种以上不同化学成分或组织结构的物质，通过一定的工艺方法人工合成的多相固体材料。分类：按基体类型：属基复合材料、高分子基复合材料、瓷基复合材料按增强相的形态:颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料、层叠复合材料.性能：1）.比强度和比模量高。2）.抗疲劳性能好。3.）减振性能良好。4）.高温性能好。5）.断裂安全性高。缺点：1）.各向异性。2）.冲击韧性低。3）.易老化。4）.成本高。25..常用复合材料：（1）纤维增强复合材料1）玻璃纤维增强复合材料（2）碳纤维（石墨纤维）增强复合材料（2）.颗粒增强复合材料（2层叠复合材料复合材料成型（1）手糊成型法原理：用手工或在机械辅助下将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上，树脂固化形成复合材料的方法。应用：使用要求不高的大型制件。如船体、大口直径管道等（2）喷射成型法原理：利用喷枪将短纤维及树脂同时喷到模具上，压实固化成制件的工艺方法。应用：制造船体、浴盆、汽车车身等3）拉挤成型法原理：将浸渍了树脂胶液的连续纤维，通过成型模具，并加热固化成型，在拉力作用下，连续拉拔出型材制品。铸造合金铸造合金：用于生产铸件的那一部分金属材料常用：铸铁、铸钢、铸造有色合金铸造性能:合金在铸造生产中所表现出来的性能。有合金流动性、收缩性、合金的凝固28铸造合金流动性及试验方法流动性：熔融金属本身的流动能力。试验方法：螺旋形试样法。.流动性对铸件质量的影响改善金属的流动性有利于形成薄壁复杂的铸件排除内部夹杂物和气体加快凝固中液体的补缩影响合金流动性的因素：（1）化学成分:纯金属、共晶合金流动性好（恒温下结晶）。亚、过共晶合金流动性差（在一定温度范围内结晶）。（2）充型条件（3）浇注温度一般，T浇f，流动性f，超过某一界限后，合金吸气多，氧化严重，流动性I。T浇：铸钢1520〜1620°C；铸铁1230〜1450°C；铝合金680〜780C。合金的收缩性合金的凝固定义：铸型中的合金从液态转变为固态的过程凝固条件：只有当体系所处的温度低于熔点温度（液相线温度）Tm时，才能发生。凝固过程：晶核的形成及晶体的长大。凝固方式：逐层凝固，糊状凝固和中间凝固。逐层凝固：纯金属或共晶成分合金，凝固过程中液固界限清楚分开。常见有灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝等。糊状凝固：合金结晶温度范围很宽，液固并存，先呈糊状而后固化。常见有球墨铸铁、高碳钢等合金。中间凝固：介于逐层凝固和糊状凝固之间。常见有中碳钢、高锰钢、白口铸铁等。31.合金的收缩定义：凝固和冷却过程中，体积和尺寸减少的现象。分类：液态收缩：产生缩孔；凝固收缩：产生缩孔、缩松；固态收缩：产生内应力、裂纹和变形影响收缩的因素：化学成分：化学成分不同，收缩率不同。在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。浇注温度:浇注温度f，收缩率f。铸件结构和铸型条件：型腔形状复杂或结构设计不合理，铸件会因收缩受阻f铸造应力f裂纹。收缩性对铸件质量的影响：收缩率I：尺寸愈精确、组织愈致密；收缩率f：易产生铸造缺陷。收缩导致的铸件缺陷（1）缩孔和缩松缩孔：凝固过程中，由于补缩不良产生的孔洞部位:铸件上部或最后凝固的部位。特征：倒锥形，内表面不光滑。原因：体积减小得不到液态金属的补充条件：逐层凝固。缩松：铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。部位：铸件的轴线区域、厚大部位或浇口附近。特征：细小的空洞。原因：凝固区域被分割成许多孤立熔池，收缩得不到补充。条件：糊状凝固。危害：显著降低铸件的机械性能，造成铸件渗漏等。防止措施：定向凝固（顺序凝固）定向凝固：使远离冒口部位最先凝固，而后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。主要措施：安放“冒口”或“冷铁”。冒口：在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。作用是补缩、出气、集渣、观察。冷铁：在铸型中安放的金属物或其他激冷物。（2）铸造应力铸件凝固冷却过程中，若收缩受阻，则会产生铸造应力。它是铸件产生变形和裂纹的基本原因。包括机械应力、热应力、相变应力。机械应力：固态收缩时，因受到铸型、型芯等外力阻碍而产生的应力。是暂时的。与热应力同时作用时，铸件将产生裂纹。相变应力：铸件冷却过程中，有的合金要经历固态相变，比容发生变化。热应力产生原因：铸件产生热应力与变形的规律：①薄壁：冷得快，受压应力（凸出）；②厚壁：冷得慢，受拉应力（凹进）。（3）变形：指铸件的尺寸与图样不符的现象。原因：铸造应力超过铸件材料的屈服极限时，产生变形规律：厚大受拉易内凹；薄外受压易外凸。变形的防止与消除壁厚设计均匀、形状对称；铸造工艺上用“同时凝固原则”；细长易变形件运用“反变形法”；重要件人工时效（去应力退火）加自然时效。（4）裂纹：铸造内应力超过金属材料抗拉强度的产物。分类：根据产生温度的不同，分为热裂和冷裂。热裂：高温下形成的裂缝。铸钢件和铝合金常见缺陷。特征：外形形状曲折而不规则，断口呈氧化色。防止措施:a.合理设计铸件结构；b.改善铸型和型芯的退让性；c.限制铸钢和铸铁中的S含量；d.选用结晶温度区间小的合金。冷裂：低温形成的裂纹。特征：外形呈连续直线状或圆滑曲线状，断口具有金属光泽原因：出现在复杂铸件受拉应力部位，特别是应力集中处防止措施:a.减少铸造应力；b.降低合金中P的含量；c.去应力退火。防止和减小铸造应力的措施:尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀同时凝固原则：心部会产生缩孔和缩松，用于灰铸铁和锡青铜。可采用时效等方法消除。时效处理可分为自然时效和人工时效。尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金。铸造工艺设计定义：依据铸件技术要求，生产批量及生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸件工艺图和铸件图等技术文件过程。浇注位置的选择定义：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。浇注位置选择原则：保证质量重要的加工面应朝下，避免砂眼气孔和夹渣。厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩平板圆盘大面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。薄壁大面朝下或垂直，防止产生浇不足冷隔。40.分型面的选择分型面：铸型间相互接触的表面。选择原则：简化工艺求经济。尽量平直数量少,且选择最大截面处，减少活块用型芯全部大部同一箱，保证精度利加工浇注位置与分型面的关系在保障质量前提下，先选浇注位置、再选分型面。在考虑经济性和加工条件下，先选分型面，再选浇注位置。在实际中，具体问题具体分析，抓主要矛盾，次要矛盾从工艺措施方面解决。平做立浇。41.确定铸造工艺参数1）加工余量定义：指铸件上预先增加为机械加工时切去的金属层厚度。加工余量必须认真选取：余量过大，切削加工费工，且浪费金属材料；余量过小，制品会因残留黑皮而报废。单件、小批生产的小铸铁件的加工余量为4.5〜5.5mm。2）铸件的孔、槽要考虑铸出的可能性、必要性和经济性。一般大孔用下芯的方式铸出，而小孔则用机加工完成。单件、小批生产的小铸铁件上直径小于30mm的孔一般不铸出。3）起模斜度定义：指平行于起模方向的模样壁的斜度。4）铸造收缩率定义：指铸件自高温冷却至室温时，尺寸的缩小值与铸件名义尺寸的百分比。5）铸造圆角定义：指设计铸件时，在璧间的连接和拐角处，应设计处圆弧过渡，此圆弧称为铸造圆角。作用：可避免热节形成；改善应力分布；避免砂型损坏和产生砂眼。6）型芯头型芯：功用是形成铸件内腔，孔洞和阻碍起模部分的外形。芯头：指伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分，其功用是定位、支撑和排气。42.铸件结构工艺性定义：满足使用要求前提下，铸造成形可行性和经济性。总的原则：保证质量、降低成本、条件可能。43..铸造工艺对铸件结构设计的要求（1）外形设计外形力求简单、平直避免活块和凸台铸件要有结构斜度内腔设计尽量减少型芯有利于砂芯的固定和排气44.铸造性能对铸件结构的要求（1）铸件的壁厚1）铸件壁厚应合理。最小壁厚：在工艺条件下，铸造合金能充满型腔最小厚度。临界壁厚：铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。缺陷分析：铸件壁厚太小，易产生浇不足、冷隔等缺陷；壁厚太大，易产生缩孔、缩松等缺陷。结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间2）铸件壁厚应均匀缺陷分析：铸件如果壁厚过大会出现集中的缩孔（2）壁的连接1）应有结构圆角，避免热节形成；改善应力分布2）应避免交叉、锐角接头3）不同壁厚连接应逐渐过渡（3）避免变形和开裂的结构1）减缓肋、辐收缩的阻碍2）避免出现过大的水平面3）合理设置加强肋作用：①增加铸件的刚度和强度，防止变形。②减小铸件壁厚，防止产生缩孔、裂纹。设计：①加强筋厚度适当。一般为被加强壁厚度的0.6-0.8。②加强筋布置要合理。薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条筋之后便可避免。（4）组合铸件的应用对于大型或形状复杂的铸件，将其以大化小，经机加工后，再用焊接或螺栓将其组合成整体。特种铸造定义：铸型用砂较少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造。常见的特种铸造方法:低压铸造熔模铸造压力铸造金属型铸造离心铸造连续铸造消失模铸造金属型铸造定义：在重力作用下将金属液浇注入金属铸型获得铸件的方法。也称永久型铸造。应用：主要用于有色金属件的大批量生产。如铝活塞。特点：生产效率高，但成本高；铸件精度高；机械性能好；易造成铸件浇不足或开裂。压力铸造定义：将液态或半液态合金浇入压铸机中，使之在高压和高速下充填型腔，并在高压下结晶获得铸件的方法。应用范围:目前主要用于大量生产的非铁合金中小型铸件。例如：汽缸体、离口G器等。特点：易于机械化；耐磨、耐蚀性好;适于形状复杂，薄壁铸件；易形成疏松和缩孔；模具成本高，不宜小批量生产。离心铸造定义：将金属液浇入高速旋转铸型中，在离心力作用下充型和凝固的铸造方法。应用：主要用于大批量生产空心回转体铸件。例如铸铁管、汽缸套、铜套等。特点：缩孔等缺陷减少；可获形状复杂的薄壁铸件；精度高，不须再加工；设备投资大。熔模铸造定义：指用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上涂覆若干层耐火材料制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，即可浇注的铸造方法。又称失蜡铸造。应用：特别适于高熔点、难加工合金的小型铸件成批、大量生产。特点：铸件尺寸精度高；适用于流动性差的合金和薄壁铸件，可铸造双金属；工艺过程复杂，成本高；适于铸造小尺寸的各类合金铸件，铸件尺寸不能太大，质量一般小于25Kg。50、低压铸造定义：指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔并凝固的铸造方法。特点和应用：气孔、夹渣较少；机械性能好；金属利用率高；精度高，表面光洁；适于铝、镁合金中、小型件的成批大量生产。如发动机的汽缸体和汽缸盖、汽车轮芯等消失模铸造定义：指用泡沫塑料聚苯乙烯制成带有浇冒系统的模型，覆上涂料，用干砂造型，不需取模，直接浇注的铸造生产方法。特点和应用：精度提高;能制造形状复杂的铸件和工艺品；不易产生缩孔、疏松等；易产生有害气体，铸件易渗碳，降低铸件表面质量；适于生产起模困难，形状复杂的铸件。熔化焊：电弧焊（手弧焊气体保护焊埋弧焊）、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊、压力焊：电阻焊摩擦焊超声波焊爆炸焊扩散焊高频焊钎焊：软钎焊硬钎焊焊接：通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。材料连接方法：螺纹连接、销钉连接、铆接等。区别：在宏观上建立了永久性的连接。特点1.与铆接比，工艺简单省金属2.气密、水密性能好。3.由小拼大异材焊。易于控制效率高。缺点：易产生焊接应力、变形、裂纹、夹渣等缺陷。应用：在机器制造、造船工业、建筑工程、航空及航天工业等应用十分广泛。焊接电弧电弧：指两电极之间强烈而持久的气体放电现象。引燃电弧：瞬时接触，迅速分离2-4mm。接触即瞬间短路，两极间气体介质电离形成电弧。电弧组成：阴极区；阳极区；弧柱区。直流电焊机焊接时，有两种接线方法：正接法：焊件接正极，焊条接负极；负接法：焊件接负极，焊条接正极。焊接冶金特点：熔池小，反应不充分。温度高，元素烧损多。为保证焊缝质量，通常会采取以下措施：渣（气）保护；减少危害。添加合金元素，改善性能。焊接接头的组织和性能焊接接头组成：焊缝区和热影响区。焊缝区的组织和性能组织：柱状铸态组织（少量铁素体+珠光体）。性能：不低于被焊母材=快速冷却+药皮添加合金元素。热影响区的组织和性能热影响区：材料因受热影响发生金相组织和力学性能变化的区域。它包括：1）熔合区：晶粒粗大;强度下降，塑性和冲击韧性很差。2）过热区：晶粒粗大；塑性、韧性明显下降。包括：正火区：组织细化，金属的力学性能良好。部分相变区：部分组织发生相变，晶粒大小不一，力学性能不均匀。可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱的部位，会严重影响焊接接头的质量。改善焊接接头组织和性能的措施：1）尽量使焊接热影响区减至最小2）加强对焊缝金属的保护3）合理选择焊接方法和焊接工艺4）提高焊接接头的性能5）焊后的焊件进行整体或局部热处理6）细化晶粒焊接应力与变形产生的原因原因：加热和冷却受到拘束，不能自由膨胀和收缩，产生内应力、变形内应力存在规律:加热膨胀受阻（受压:“一”）冷却收缩又阻（受拉：“+”）防止和消除焊接应力的措施：（1）正确焊序，焊前预热，降温差。（2）选塑性材，合理布置焊缝（3）焊后退火等工艺措施锤击焊缝。焊后用圆头小锤对红热状态下的焊缝进行锤击，可以延展焊缝，使焊接应力得到一定的释放。焊后退火。焊后对焊件进行去应力退火，对于消除焊接应力具有良好效果。举例：碳钢焊件整体加热到580°C〜680r，保温一定时间后，空冷，一般可消除80%〜90%的残余应力。消除焊接变形的方法1）以毒攻毒反变形.刚性夹持对塑性.焊接顺序规定好.机械矫正消变形.2）火焰矫正倒三角、手工电弧焊定义：用手工操作焊条进行焊接的方法1.焊接过程及特点特点：设备简单，操作灵活，适用性强。质量取决于焊工技术，生产率低。应用：碳钢、低合金钢、不锈钢等焊接和铸铁的补焊等。焊条（1）焊条的组成与作用组成：心部的金属焊芯和表面药皮。焊芯主要作用:传导电流/作为填充材料药皮作用:机械保护/冶金处理/改善工艺性能（2）焊条的种类、牌号及型号焊条的种类:根据熔渣化学性质不同酸性焊条/碱性焊条酸性焊条：工艺性能良好，成本低，但塑性、韧性差，用于一般结构件的焊接。碱性焊条：脱氧、除氢、渗金属作用强。力学性能良好，成本高，工艺性能差，适于焊接重要结构件。焊条牌号：用“字母+数字”表示。焊条型号：用“E+数字”表示。（3）焊条的选用原则：1）考虑母材的力学性能和化学成分。等强度原则：低碳钢和低合金结构钢。等成分原则：耐热钢、不锈钢等。考虑结构的使用条件和特点：冲击载荷或结构复杂、厚度大的焊件，应选择碱性焊条。2）考虑焊条的工艺性：焊前清理困难，易产生气孔，应选择酸性焊条；如母材中含碳、硫、磷量高，应选择碱性焊条。手工电弧焊焊接参数焊条直径：与被焊件厚度相当。d件=3mm；d焊条=2.5，3mm；焊接电流:主要由焊条直径和焊缝位置确定.I=K・d式中：d---焊条直径；K---经验系数，一般为25-60；焊接速度：保护焊透，焊缝良好前提下尽量快速施焊。埋弧自动焊定义：电弧埋在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。优点：1）生产率高，成本低；2）焊接质量好3）劳动条件好。缺点：1）适应性较差；2）不适于1mm以下薄板；3）只适用于水平或接近水平位置的焊接。.应用：成批生产、中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环缝的低碳钢和低合金结构钢。气体保护焊氩弧焊定义：使用氩气作为保护气体的气体保护焊。分类:分熔化极氩弧焊和钨极氩弧焊。（1）钨极氩弧焊原理：以钨棒为电极不熔化，只起导电和引弧作用。应用：适于4mm以下的有色合金和不锈钢等薄板。2）熔化极氩弧焊原理：以焊丝作为电极，电流大。应用：焊接厚度25mm以下的高合金钢、有色金属中厚板。3）特点保护效果好，焊接质量好；热影响区小，焊后变形小；易于自动控制；氩气成本高。4）应用氩弧焊几乎可以焊接所有金属，尤其是易氧化的有色金属和合金钢的焊接。二氧化碳气体保护焊定义：利用CO2作为保护气体的气体保护焊。1）焊接过程焊丝经软导管、导电嘴送出f从喷嘴中喷出CO2气体f包围焊丝端部及熔池。2）特点成本低；效率高；易于控制焊缝成形；适用范围广，能全位置焊接。3）应用：主要用于焊接30mm以下厚度的低碳钢和强度级别不高的低合金结构钢焊接。电渣焊定义：利用电流通过液体熔渣产生电阻热进行焊接方法。特点：生产率高；焊接质量好；成本低。缺点：热影响区大。应用：厚度〉40mm的碳钢、合金钢、不锈钢等焊件，如厚壁压力容器和铸一焊、锻一焊等大型构件。电阻焊定义：利用电流通过工件及焊接接触面间产生电阻热，将焊件加热至塑性状态，再施加压力形成焊接接头的方法。分类：按其接头形式可分：点焊、缝焊、对焊特点：生产率高；焊接质量好；缺点是设备功率大，耗电高，适用的接头形式与焊件厚度受到限制。应用：主要适用于成批大量生产，目前已在航天、航空领域、汽车工业等行业。71、钎焊定义：利用低熔点钎料作填充金属，加热熔化后渗入固态焊件间间隙内，将焊件连接起来方法。钎焊的分类：根据钎料熔点不同，钎焊分为硬钎焊和软钎焊。（1）硬钎焊定义：钎料熔点高于450°C的钎焊。硬钎料：铜基、银基、铝基等合金。钎剂：常用鹏砂、硼酸、氟化物、氯化物等。加热方法：火焰加热、高频感应加热等。应用：主要用于受力较大的钢铁和铜合金的焊件。（2）软钎焊定义：钎料熔点低于450C的钎焊。常用软钎料：锡铅合金。常用钎剂：松香、氯化铵溶液等。加热方法：烙铁及其它火焰加热。应用：用于电子线路的焊接。（3）优点：变形小；可焊接异种金属，对工件厚度无限制；生产投资费用少。缺点：钎焊接头强度低，焊前清理要求严格等。72..焊接性定义：指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括两方面内容：工艺焊接性：形成焊接缺陷的敏感性。使用焊接性：即焊接接头在使用中的可靠性。影响焊接的因素材料因素：金属材料和焊接材料。焊接方法：不同材料选用不同方法。工艺因素：焊接电流、电压等的选择。使用条件：耐腐蚀、耐高温等。焊接性的评定方法碳当量(CE)：通常把钢中合金元素的含量按其作用换算成碳的相当含量。国际焊接学会推荐的碳钢和低合金结构钢的碳当量公式：^,w(MhWCi)+WM^+WV).w(Ni+WCi)心"T+5+^1^CE<0.4%时，焊接性良好；CE=0.4%〜0.6%时，焊接性较差。CE>0.6%时，焊接性很差碳钢的焊接低碳钢的焊接Wc寻.25%，塑性良好，无淬硬倾向，故焊接性良好。几乎所有的焊接方法都可适用于焊接低碳钢。常用手工电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊等。中、高碳钢的焊接含碳量比较高，焊接性比较差。中碳钢常采用手弧焊。应采取工艺措施。高碳钢焊接性更差，多用手弧焊或气焊进行焊补。应采取工艺措施。普通低合金结构钢的焊接所含合金元素差别较大，焊接性能不同。强度级别低，合金元素含量少，焊接性好。强度级别较高的，应焊前预热，焊后热处理。常用手工电弧焊和埋弧焊。不锈钢的焊接定义:不锈钢是指含cr量高于12%的钢，Cr能在钢的表面形成一层坚崮致密的Cr203薄膜，使钢免遭腐蚀。分类：按空冷后室温组织不同分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等。奥氏体不锈钢应用最广。焊接性：C含量低，焊接性良好。常用焊接方法:焊条电弧焊和钨极氩弧焊。注意：焊条、焊丝、焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成分类型相同。焊接结构设计焊接结构材料的选择总原则：在满足使用性能前提下，选用焊接性好的材料。具体原则：优先选用低碳钢和普通低合金钢。尽量选用镇静钢。尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材。焊接方法的选择.生产单件钢结构件板厚3〜10mm，强度较低，且焊缝较短应选用手弧焊。板厚10mm以上，焊缝为长直焊缝或环焊缝应选埋弧焊。板厚小于3mm，焊缝较短应选用CO2焊。.生产大批量钢结构板厚小于3mm,无密封要求选点焊，有密封要求选缝焊。板厚在3〜10mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，选CO2自动焊。板厚大于10mm，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选埋弧焊。,生产不锈钢、铝合金和铜合金结构板厚小于3mm,应选用脉冲钨极和钨极氩弧焊。板厚在3〜10mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，选用熔化极氩弧80、焊缝布置焊缝布置应尽量采用平焊缝焊缝布置要便于施焊尽量减小焊缝长度和数量应避免密集交叉，尽量对称布置避开最大应力断面和应力集中位置焊缝应尽量避开机械加工表面81、焊接接头及坡口形式的选择与设计接头形式设计对接接头：受力简单、均匀，节省材料；用于受力焊缝。搭接接头：受力复杂；应用于受力不大的行架结构。角接接头、T形接头：用于构成直角或一定角度连接坡口形式设计坡口：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工出一定几何形状的沟槽。目的：工件厚度＞6mm即开，使接头根部焊透。加工方法：有气割、切削加工等。坡口形式：主要取决于板料厚度。1