材料成形技术基础知识总结

第一章 绪论现代制造过程的分类：质量增加、质量不变、质量削减质量增加过程：渗碳，渗氮，氰化处理，电镀质量削减过程：切削，切割，电解，落料，冲孔，剪切质量不变过程：锻造，轧制其次章 液态材料铸造成形技术过程表征方式：最小壁厚充型力量弱：产生浇缺乏，冷隔，气孔，夹杂，缩孔，热裂等缺陷〔主要〔数条件〔速度温度构造〔折算厚度〕金属的流淌性：定义：液态金属自身的流淌力量测量方法：将金属液浇入螺旋型试样铸型中，表征方式：螺旋线试样长度收缩铸件在液态，凝固和固态冷却过程中所产生的体积和尺寸减小的现象收缩的三个阶段液态凝固阶段表现：腔内液面降低凝固收缩阶段凝固：逐层凝固，体积凝固，中间凝固。铸件的实际收缩铸型外表的摩擦阻力热阻力〔壁厚均匀则无机械阻力1，自由收缩否则为受阻收缩缩孔：凝固过程，大而密集的孔洞形成条件：金属在恒温/很窄的温度范围结晶，铸件由表及里逐层凝固缘由：金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿形成部位：铸件最终凝固区域缩松：凝固过程小而分散的孔洞形成条件：结晶温度范围较宽，体积凝固缘由：金属的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩形成部位：铸件壁中心区域厚大部位防止方法：1.a.合理设计内浇口位置和浇注工艺b.合理应用冒口、冷2.加压补缩铸造应力：铸件在凝固和随后的冷却过程中，固态收缩受到阻碍而引起的内应力分类：热应力【薄壁、细小部位：冷的快，受压应力〔凸出慢，受拉应力〔凹进削减措施：选弹性模量，收缩系数小；同时凝固；浇冒口，缓冷；选退让性好的砂芯热裂：外形特征：裂缝短，缝隙宽，外形曲折，缝内呈氧化颜色防止措施：改善型砂退让性冷裂：外形特征：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或稍微氧化色吸气性：金属在熔炼过程中会溶解气体〔主要H2、N2、O2〕吸气过程：气分子撞击金属液外表，高温而离解为原子，吸附在金属外表，集中到内部偏析：铸件凝固后，截面上不同部位，以至于晶粒内部产生化学成分不均匀的现象宏观偏析：成分不均匀现象表现在较大尺寸范围，分类：正偏析＞，逆偏析＜1〕k：溶质平衡安排系数〔固相溶质/液相溶质〕微观偏析：微小范围内的化学成分不均匀，分类：晶内偏析〔消退：集中退火，均匀化退火〕和晶界偏析〔细化晶粒〕气孔分类：侵入气孔：砂型或型芯中的挥发物挥发生成析出气孔：溶解于金属液的气体因溶解度下降析出反响气孔：化学反响产生的气体浇注系统构造和功能构造：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道功能：连接型腔浇包，平稳导入液态金属；挡渣及排解腔中气体；调整温度分布掌握凝固挨次；合理地布满铸型冒口定义：储存金属液补偿铸件收缩，防止缩松缩孔。设计要求：凝固时间≥铸件凝固时间；金属液足够；存在补缩通道冷铁作用：加快冷却速度，调整凝固挨次，扩大冒口有效补缩距离常用的机器造型和制芯方法：机器造型：震实/微震压实/高压/抛砂/气冲造型机器制芯：震实，挤芯，射芯，吹芯砂型铸造和特种铸造的技术特点砂型：适应性广，技术敏捷性大，但尺寸精度差，粗糙度高特种：精度高，粗糙度低，适合大批量常用特种铸造：本钱高金属型铸造：液态金属浇入金属铸型。特点：力学性能好，精度高粗糙度低，大批量生产，但是时长本钱高，易缺陷其他：压力，离心，低压铸造铸造性能：流淌性能和收缩性能。缺陷：浇缺乏、冷隔、缩松、气孔、裂纹和变形挨次凝固：保证铸件从远离冒口到冒口建立递增的温度梯度同时凝固：使铸件各局部温差小〔合金特点〕铸铁、铸钢、有色金属熔炼〔熔炼特点〕应电炉，坩埚炉熔炼要求：熔炼出符合要求的金属液，温高，金属液充分，费用噪声污染低塑性变形：学性能的毛胚或零件的加工方法加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度提高，塑性、韧性下降塑性变形根本条件：被成形材料有塑性，有外力作用主要成形方法：轧制，挤压，拉拔，自由锻造，模型锻造，板料冲压冷变形：金属进展塑性变形的温度低于其再结晶温度〔强度硬度提高，塑性韧性下降热变形〔力学性能改善，具有方向性〕可锻性：金属塑性变形的力量影响可锻性的因素：金属本身的性质变形的加工条件：变形温度的影响：温度高，可锻性好；变形速度的影响：作用效果简单，速度大，可锻性下降，但温度上升，可锻性变好；应力状态影响：压应力大，塑性变好可锻性衡量方式：塑性指标，变形抗力。塑性变形根本规律：体积不变定律；最小阻力定理自由锻造需锻件。过程：学会绘制图，考虑敷料，锻件余量，锻件公差冷却：空冷，缓冷，随炉缓冷模型锻造定义：胚料置于锻模模膛，施加冲击力或压力胚料塑性变形得到锻件。分模面确定：选在最大截面上；分模面使深度最浅；分模面使轮廓全都；平面；敷料最少锻件图考虑因素：分模面，加工余量，模锻斜度，模锻件圆角半径胎膜锻造：自由锻设备上上安装肯定外形的模具进展模锻件加工的方法。种类：扣模，套筒模，合模锻模模膛：模锻模膛和制胚模膛模锻模膛：按功用分为两类：终锻模膛，使胚料最终变形到锻件所要求的外形和尺寸；顶锻模膛，使胚料变形到接近锻件的外形和尺寸。制胚模膛：外形简单模锻件〔长轴类，使胚料外形根本接近锻件外形。又分为：拔长〔〕/〔减小某横截面面积增大另一面积〕/弯曲/切断模膛金属变形过程：充型阶段〔所需变形力不大〕——形成飞边和布满阶段〔所需变形力开头增大，金属流入飞边槽的阻力增大〕——锻足阶段〔变形仅发生在分模面四周区域〕布满模膛的因素：金属塑性变形抗力、温度、飞边槽外形位置、锻件外形尺寸、工作速填充模膛方式、润滑预热。飞边作用：强迫充填；容纳多余金属；减轻上模对下模的打击冲孔连皮作用：冷却后孔的变形很严峻，连皮为了减小孔的变形摸具原则：分模面合理；外形简洁平坦对称；避开多孔深孔；简单零件锻焊结合冲压成形过程：通过冲模对板料施加外力，使其分别或成形断休整板料成形：胚料发生塑性变形而成肯定外形和尺寸的工件。主要有拉深翻边弯曲成形在板料的拉深成形中，通常将拉深系数m〔d/D〕掌握在0.5-0.8，为了防止起皱，当板料厚度S与坯料直径D之比<2%时，必需应用压边圈模具类型：简洁/连续/复合模粉末压制：用金属粉末做原料，经压制成形后烧结而制造各种类型的零件和产品硬质合金：将一些难熔的金属碳化物和金属黏结剂粉末混合，压制成形，并经烧结而成的一类粉末压制制品固态材料的连接可分为永久性〔焊接，粘接〕和非永久性〔连接件，紧固件〕连接两种焊接：分别的金属局部加热加压，借助金属内部原子的结合与集中作用连接形成永久性接头。特点：省材减重；接头密封好可受高压；简化加工装配，缩短生产周期，实现机械化自动化。溶化焊接〔压力焊接〔感应、爆炸、超声波、集中，钎焊〔软、硬钎〕影响因素：材料，温度和压力焊接接头的组织：接头由焊缝，融合区，热影响区组成热影响区：按组织变化特征可分为：过热区，正火区，局部相变区。过热区：紧靠熔合区，结晶组织全部转变为奥氏体\，韧性，冲击韧度很低。正火区：紧靠过热区，奥氏体组织细小而均匀局部相变区：紧靠正火区，晶粒大小不均匀，对力学性能不利焊接〔剩余〕应力和变形产生的缘由：局部不均匀加热形成过程：焊件各部位温度不同伸长不同，最终整体只能协调伸长，整个平板存在相互平衡的拉压应力。应力分布为：高温时：焊缝区压应力-〕其余拉应力变形形式：收缩变形〔尺寸减小防止变形的措施：合理设计焊接构件：少缝，短长，减面积，要对称方法削减焊接应力的措施：低碳钢不用处理。选择合理的焊接挨次：先短后长，先收缩大焊前预热：加热“减应区”焊后热处理：去应力退火，高温回火。理。防止措施：裂纹：降低焊缝的集中氢；烘干焊条焊剂，并防止其受潮；预热后热。气孔：去除焊件外表污物；烘烤焊条焊剂；焊接标准参数；操作正确，收弧起弧有停顿直流正接与反接：焊件接电源正极、电极接电源负极的接线法，叫正接；焊件接电源负极、电极接电源正极的接线法，称为反接。焊条：由焊芯〔作为电源的一个电极，传导电流；溶化后作为填充金属和药皮〔提高电弧燃烧稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用〕组成焊条选用原则：依据母材化学成分和力学性能；焊件工作条件和构造特点；焊接设备、施工条件、焊接技术性能。酸性焊条：〔焊件破口处有油污、铁锈、水分〕〔母材中CSP含量高〕埋弧焊：电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊接方特点：生产率高，焊接品质高且稳定，节约金属材料，劳动条件好。敏捷性差，只能焊长而规章的水平焊缝。钎焊：钎料作填充金属，溶化后粘接焊件分类：450450接。电流通过焊接接头的接触面时产生的电阻热将焊件局部加热到溶化或塑性状态，压力下形成焊接接头。摩擦焊：摩擦作为热源，产生塑性变形，压力连在一起焊接性：获得优质焊接接头的难易程度。评定焊接性的方法：碳当量法；冷裂纹敏感系数法：系数大焊接性差焊接铸铁：特点：焊接接头易产生白口组织，难以加工；易产生裂纹；易消灭气孔。措施：气焊，手工电弧焊，接头强度要求不高则钎焊〔是否预热焊接变形小，劳动条件好，但品质无保证。焊接铝合金：特点：氧化，气孔，变形开裂，操作困难。焊前必需去除氧化膜和油污〔关乎质量〕方法