粉末冶金成形及非金属成形

第5章粉末冶金成形

粉末冶金是制取金属粉末并经过成形和烧结等工艺将金属粉末〔或与非金属粉末〕的混合物制成制品的加工方法特点既可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊资料，又可以制造各种精细的机械零件省工省料模具和金属粉末本钱较高批量小时或制品尺寸过大时不宜采用普通粉末冶金制品的密度较低且很不均匀，强度比相应的铸件或锻件约低20%～30%；普通只适用于中、小型制品的成批、大量消费。常用的粉末冶金资料硬质合金用高硬度、难熔的金属碳化物〔WC、

TiC等〕粉末为硬质点，以Co、Mo、Ni等作为粘结剂，经过混合、压制和烧结而成的非铁合金硬度高、耐磨性好，耐热性好制造刃具及和不受冲击和振动的高耐磨零件烧结减摩资料铁与石墨或青铜与石墨粉末烧结普通用于中速，轻载荷的含油轴承烧结摩擦资料用铁、铜等作基体，参与石棉、Al2O3等摩擦组元及石墨或MoS2广泛用来制造机器上的制动带和离合器片等烧结钢以碳钢或合金钢粉末为主制成的资料。精度较高、外表光洁、有减振、消声作用用于制造电钻齿轮和油泵齿轮等(P36)5.1粉末冶金根底5.1.1粉末的化学成分及性能

粉末通常指尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体，颗粒尺寸普通以微米〔μm〕或纳米〔nm〕计量1、粉末的化学成分

常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末,杂质和气体的含量普通不超越1%～2%颗粒外形常见的有球状、粒状、片状和针状等粒度单个粉末颗粒的线性尺寸粒度分布按粒度不同分为假设干级，每一级粉末

〔按质量、数量或体积〕所占的百分比。比外表积单位质量粉末的总外表积2、粉末的物理性能3、粉末的工艺性能流动性：粉末的流动才干，采用球形或接近球形的

颗粒及较宽的粒度分布，有利于提高粉末

的流动性。松装密度：在规定条件下粉末自在填充单位容积的质

量。采用密度较高的粉末、球形或接近

球形的颗粒、较粗的粒度或较宽的粒度

分布，均有利于提高粉末的松装密度紧缩性：在加压条件下粉末被紧缩的程度，提高压

制压力或松装密度、减小压制速度或粉末

颗粒的强度，均有利于提高粉末的紧缩性，

从而提高压坯的密度。成形性：粉末被紧缩成一定外形并在后续加工中

坚持这种外形的才干，在一定压力下获

得的压坯强度越高，那么成形性越好。5.1.2粉末冶金的机理压制和烧结是粉末冶金的二个重要工序1．压制的机理

压制是在模具或其它容器中，在外力作用下，将粉末紧实成具有预定外形和尺寸的工艺过程。紧缩过程中，随着粉末的挪动和变形，较大的空隙被填充，颗粒外表的氧化膜被破碎，接触面积增大，使原子间产生吸引力且颗粒间的机械楔协作用加强，从而构成具有一定密度和强度的压坯。2．烧结的机理烧结是粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处置，目的在于经过颗粒间的冶金结合以提高其强度，是粉末冶金的一个关键工序水和有机物的蒸发或挥发、吸附气体的排除、应力的消除以及粉末颗粒外表氧化物的复原等，粉末表层原子间的相互分散和塑性流动。还会产生再结晶和晶粒长大，有时还会出现固相的熔解和重结晶以上各过程往往相互重叠，相互影响5.2粉末冶金工艺金属粉末的制取→预处置→坯料的成形→烧结→后处置等5.2.1粉末的制取机械法和物理化学法两大类1．机械法用机械力将原资料粉碎而化学成分根本不发生变化的工艺过程球磨法：用于脆性资料及合金研磨法：用于金属丝或小块边

角料雾化法：用于熔点较低的金属2．物理化学法借助物理或化学作用，改动物料的化学成分或聚集形状而获取粉末的方法复原法：用复原剂复原金属氧化物或盐类，使其成为金属粉末的方法，最常用，工艺简便、本钱较低，适用于由金属氧化物或卤族化合物制粉。电解法：在溶液或熔盐中通入直流电，使金属离子电解析出成为金属粉末的方法。可制得高纯度粉末，但本钱较高，适用于从金属盐类中制取粉末热离解法：将金属与CO、H2或Hg作用，生成化合物或汞齐〔即汞合金〕，再加热使其分解出CO、H2或Hg，从而制得金属粉末的方法。用于能与CO、H2或Hg作用生成化合物或汞齐的金属。5.2.2粉末的预处置1．分级将粉末按粒度分成假设干级的过程。使配料时易于控制粉末的粒度和粒度分布，以顺应成形工艺的要求。2．混合

将两种或两种以上不同成分的粉末均匀掺合的过程经过混合可获得所需的组分。

为提高粉料的成形性能，常需参与某些添加剂，如用于提高压坯强度或防止粉末成分偏析的增塑剂，用于减少颗粒间及压坯与模壁间摩擦的光滑剂。3．制粒

为改善粉末流动性而使较细颗粒聚会成粗粉团粒的工艺。5.2.3成形将粉末转变成具有所需外形的凝聚体的过程1．模压：

经过模冲加压使刚性封锁模中的粉末密实成形单向压制：模具简单，操作方便，消费效率高，但制品密度不均匀，适于压制高度或厚度较小的制品。双向压制：压坯密度较单向压制均匀，适于压制高度或厚度较大的制品浮动模压制：浮动模压制

压坯密度较均匀，适于压制

高度或厚度较大的制品。2．粉末轧制将粉末引入一对旋转轧辊之间使其压实成延续带坯的方法。适用于消费多孔资料、摩擦资料、复合资料和硬质合金等的板材及带材。3．挤压成形将置于挤压筒内的粉末、压坯或烧结体经过模孔压出的成形方法设备简单、消费率高，可以获得沿长度方向密度均匀的制品。

用于消费截面较简单的条、棒和螺旋形条、棒〔如麻花钻〕4．等静压制对粉末〔或压坯〕外表或对装粉末〔或压坯〕的软膜外表施以各向大致相等的压力的压制方法(1)冷等静压制：在室温下的等静压制，压力传送媒介通常为液体冷等静压制压坯密度较高，较均匀，力学性能较好，外形可较复杂，尺寸可较大(2)热等静压制：高温下的等静压制

同时进展压制和烧结，压制压力和烧结温度均低于冷等静压制，能耗较低，消费效率较高；制品密度高且均匀，晶粒细小，力学性能较高，外形和尺寸不受限制；但投资大。用于粉末高速钢，难熔金属，高温合金和金属陶瓷等制品的消费5．松装烧结成形粉末未经压制有直接进展的烧结。可用于多孔资料的消费6．粉浆浇注将粉末中参与悬浮剂、水等并调成粉浆，再注入石膏模内，利用石膏模汲取水分使之枯燥后成形。粉浆浇注设备简单、本钱低，但消费效率低，适于成形外形复杂的大型制品用于消费硬质合金、高温合金等制品。7．爆炸成形借助爆炸波的高能量使粉末固结的成形方法。可加工普通压制和烧结工艺难以成形的资料，如难熔金属、高合金资料等，且成形密度接近于实际密度。可压制普通压力机无法压制的大型压坯。5.2.4烧结按一定的规范加热到规定高温并保温一段时间，使压坯获得一定物理与力学性能的工序。1．延续烧结和间歇烧结延续烧结：待烧结资料延续地或平稳、分段地经过具有脱腊、预热、烧结或冷却区段的烧结炉进展烧结的方式。消费效率高，适用于大批、大量消费(2)间歇烧结：在炉内分批烧结零件的方式。经过对炉温控制进展所需的预热，加热及冷却循环消费效率较低，适用于单件、小批消费2．固相烧结和液相烧结固相烧结：烧结速度较慢，制品强度较低(2)液相烧结：烧结速度较快，制品强度较高，用于具有特殊性能的制品如硬质合金、金属陶瓷等3．影响粉末制品烧结质量的要素

粉末制品的烧结质量取决于烧结温度、烧结时间和烧结气氛等要素。(1)烧结温度和时间：烧结温度过高或或过低，时间过长或过短，都会使产品性能下降(2)烧结气氛：烧结时通常采用复原性气氛，以防压坯烧损并可使外表氧化物复原。对于活性金属或难熔金属还可采用真空烧结。5.2.5后处置

根据产品的详细要求，可对烧结后的压坯进一步处置。常用的后处置方法复压、浸渍、热处置、外表处置等。

还可经过锻压、焊接、切削加工、特种加工等方法进一步改动烧结体的外形或提高精度，以满足零件的最终要求。1．尽量采用简单、对称的外形，防止截面变化过大以及窄槽、球面等，以利于制模和压实，2．防止部分薄壁，以利于装粉压实和防止出现裂纹5.3粉末冶金零件构造的工艺性3．防止侧壁上的沟槽和凹孔，以利于压实或减少余块4．防止沿压制方向截面积渐增，以利压实。各壁的交接处应采用圆角过渡，以利于压实及防止应力集中1.5非金属资料1.5.1高分子资料(P37)机械工程资料中常用的高分子资料有塑料、橡胶、合成纤维、涂料和胶粘剂等1．塑料塑料是以高聚物为主要成分，并在加工为废品的某阶段可流动成形的资料(1)塑料的分类：按用途和受热时的性能进展分类。1〕按用途分类：①通用塑料：力学性能和运用温度较低的塑料〔PE、PP等〕约占塑料总产量的70%②工程塑料：力学性能和运用温度较高的塑料〔ABS、强度较高，刚性较大，韧性也较好，价钱PA等〕较高，常用于制造机械零件和工程构件。2〕按受热时的性能分类：按受热时的性能不同分类①热塑性塑料：在整个特征温度范围内，能反复加热〔ABS、PA等〕软化和反复冷却硬化，且在软化形状经过流动能反复模塑为制品力学性能较好，加工成形方便，耐热性较差②热固性塑料：固化时，能变成根本不溶、不熔的

〔PF等〕产物。有较高的耐热性，受压时亦

不易变形,但力学性能较差。(2)工程塑料的性能特点和运用：工程塑料密度小，比强度〔强度/密度〕高，耐磨性、减振性较好，

易于成形；强度、硬度较低，导热性、耐热性

较差，且易老化。工程塑料可用于替代金属制造工程构件和机械零件丙、丁、苯树脂(ABS)

硬度高，耐冲击，外表可电镀，但耐候性和耐热性差

水表外壳、机外壳、泵叶轮、汽车挡泥板、小汽车车身聚丙烯〔PP〕最轻的塑料，力学性能较高，密度小，耐腐蚀性

化工容器、管道、法兰接头、汽车零件、仪表罩壳尼龙〔PA〕韧性好，耐磨、耐油、吸水性大，影响尺寸稳定性

轴承、密封圈、轴瓦、石墨填充轴承聚甲醛〔POM〕

耐磨、耐疲劳，抗冲击，摩擦系数低，吸水率小，但成形收缩率较大

大型轴承、齿轮、蜗轮、轴套。阀杆、螺母等。酚醛〔PF〕强度和刚性好，耐磨性良好，易于成形

仪表外壳、灯头、插座聚四氟乙烯〔F-4〕

摩擦系数最低，不吸水，耐腐蚀，有“塑料王〞之称。加工成形性不好;耐沸

腾盐酸、硫酸、硝酸及王水。只需熔融碱金属、气态氟才干腐蚀之

无油光滑活塞环，密封圈;保送酚的离心泵端面密封圈;硝铵捕集回流管

子法兰，化工用阀隔膜聚苯醚〔PPO〕强度高，耐热性好，收缩率低高温下任务的齿轮、轴承、外科医疗器械6.2塑料成形6.2.1物料聚合物塑料的主要成分，决议了塑料的根本性能添加剂增塑剂提高加工性、柔韧性和延展性常用邻苯二甲酯、磷酸酯和氯化石蜡等交联剂显著提高制品的强度和耐热耐磨性能。主要是有机过氧化物，如双苯、过氧化异丙苯等。填料改善强度、耐久性、任务性能或其它性能，或降低本钱的相对惰性的固体资料常用种类有碳酸钙、陶土、滑石粉和炭黑等6.2.2塑料成形工艺过程(1)原料预备：(2)配混料：一种或几种聚合物与其它组分如填料、增塑剂、催化剂和着色剂等的均匀掺混料(3)塑炼：使物料在熔融形状下进一步混合浸透并去除水分和挥发物(4)粉碎或切粒：塑炼好的物料需经粉碎或切成粒状，以便于成形加工时机械化保送和加料操作。图6-7密闭式塑炼机任务原理图6-8切碎机构造2、塑料成形方法：

(1)挤出成形：用于消费具有一定断面外形的连续资料，如管材、板材和中空制品等还常用于物料的塑炼和着色等。消费效率高、工艺顺应性强、设备构造简单，但制品断面外形较简单且精度较低。适用于几乎各类热塑性塑料和部分热固性塑料。(2)注塑成形：注塑成形适用于几乎一切种类的热塑性塑料和大部分热固性塑料。制品外形可较复杂、精度和消费效率较高。目前注塑制品产量约占塑料制品总产量的20%～30%。(3)压塑成形：模具构造简单，制品性能较均匀，并可成形流动性很差的物料及大面积的薄壁制品。压塑成形多用于热固性塑料，几乎一切的热固性塑料都适于压塑成形消费效率低、劳动强度大，制品精度难以控制且模具易于磨损,能耗较大。(4)压延成形：使加热塑化的物料经过一系列相向旋转的辊筒之间，受挤压和延展作用成为平面状延续资料的成形方法。消费效率高、产质量量好，且可直接制出各种花纹和图案。设备庞杂、维修复杂，制品宽度受限制。压延成形可用于各类热塑性塑料，主要产品有薄膜、片材和人造革等(5)其它成形方法1〕注坯吹塑成形2〕反响注塑成形用于各类热塑性塑料的瓶体消费主要用于热固性塑料的薄壁和大型件的成形，如浴盆、家具、座椅等。3、塑料的二次加工

经过二次加工，可进一步提高制品的精度、外表质量和运用性能；单件小批消费时，还有利于节省制模费用(1)机械加工

夹紧力和切削力不宜过大，刀具刃口应坚持锋锐(2)衔接加工

塑料焊接消费效率高、但只适用于同类热塑性塑料的衔接加工。

胶接既可用于衔接加工，也可用于修补残缺件，且在塑料与其它资料的衔接上正逐渐取代原用的机械衔接方法。(3)修饰加工

对塑料制品表层进展修整和装饰，以提高精度和外表质量的二次加工6.2.3塑料零件构造的工艺性选用成形性能较好且价廉的聚合物，制品的外形、构造应力求简单，精度和外表质量要求也不应过高(1)壁厚应适当和均匀：通常取1～6mm(2)应防止肋板交叉，以免部分过厚而出现缩孔和气泡(3)宽底容器的底部应设计成拱形面(4)内孔外形应利于抽出型芯(5)与脱模方向平行的内、外外表应具有构造斜度，

以利于脱模和抽芯(6)侧孔轴线应与脱模方向一致，以简化模具和便于

抽出型芯1.6复合资料〔p41〕两种或两种以上性质不同的资料复合而成的多相资料1．纤维加强复合资料以树脂、橡胶、陶瓷或金属为基体相，以无机纤维或有机纤维为加强相复合而成的资料。高强度、高刚性、密度小、易加工是复合资料中最重要的一种，运用最为广泛，如制造轴瓦、齿轮和车、船的壳体等。2．颗粒加强复合资料陶瓷颗粒加强金属基复合资料，又称为金属陶瓷，加强

相主要为氧化物和碳化物，金属基体为Ti、Cr、Ni、

Mo、Fe等高强度、高硬度、耐磨、耐热、耐腐蚀、膨胀系数小用来制造高速切削刀具、重载轴承及火焰喷管的喷嘴等第7章复合资料成形由两种或两种以上不同性质的物质组合在一同的新资料主要组成物可分为二类：一类作为基体资料构成几何外形并起粘接作用，另一类作为加强资料主要用来接受载荷，起提高强度或韧性等作用7.1复合资料成形根底复合是一种包括物理、化学、力学，甚至生物学相互作用的复杂过程7.1.1影响复合资料性能的要素复合资料的性能取决于基体资料性能、加强体特征、组成物比例、界面性质、成形方法和工艺参数等要素基体资料性能：对复合资料的性能有重要影响加强体特征：包括加强体的类型、粗细、强度和弹性模量等。加强纤维越细，复合资料

的强度越高，刚度越大。加强体颗粒

细些，加强效果就会好些，颗粒直径

普通为0.01～0.1mm时加强效果最好。组成物比例及分布等：加强体在复合资料中的含量、

陈列方式和方向以及和基体间的界面

粘结情况等都直接影响到复合资料的

性能，应进展适当控制成形方法和工艺参数：不同的复合资料应选择

适宜的成形方法和工艺参数以使复

合资料和制品获得良好的性能7.1.2复合资料的复合原那么为获得最正确的强度、刚度和韧性，纤维加强复合资料的消费应遵照下述原那么：1、纤维的性能：应具有高强度和高刚度。有时还要

求纤维的密度小，耐热性好。

运用较多的纤维有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等〔2〕基体对纤维应有一定的粘结性能，并能维护

纤维外表不受损伤。2、基体的性能〔1〕基体应有一定的塑性和韧性，以防纤维断裂

时裂纹扩展。聚合物和金属能较好地满足上述要求。3、纤维与基体间应

有适宜的结合强度，

以利于载荷由基体向纤维传送，充分发扬纤维的加强作用4、纤维必需有合理的含量、尺寸和分布

(1)纤维的含量：通常纤维的体积容量越大，加强效果越好。

(2)纤维的尺寸：纤维的直径越小、越长，加强效果越好。

(3)纤维的分布：纤维的陈列可采用不同方向交叉层叠方式，

以到达多方向的加强效果。7.1.3复合资料成形的工艺特点1、资料制备与制品成形同时完成外形复杂的大型制品往往能一次整体成形，工艺简单、消费周期短、本钱低。由于减少甚至取消了接头，应力集中小、制质量量轻、刚度和耐疲劳性高。2、资料性能的可设计性

经过对产品的分析选择相应的基体资料和加强资料和适宜的比例；并设计合理的陈列方向和层数，选用适宜的复合工艺和参数，可使制品构造合理、平安可靠，且有较好的经济性，从而为资料和构造实现最优化设计。7.2.1树脂基复合资料的成形方法1．手糊法

铺一层加强资料刷一次树脂，直至所需层数，最后进展固化、脱模、修整和检验得到所需制品设备简单，不受制品尺寸限制，劳动条件差，制质量量不稳定、强度较低，

适用于大型制品的小批量、

多种类消费。普通用来成形船体、浴盆、波纹瓦、汽车壳体、风机叶片等，是运用最早和目前仍广泛运用的一种成形方法2．放射法：

将手糊法成形操作中的糊制工序改由喷枪完成，将纤维和树脂液同时喷到模具上，再经压实、固化得到制品。

通常放射速率为2～10kg/min放射法成形为半机械化操作，消费率高；制品的飞边少，无搭缝；整体性好。

树脂含量高；制品强度低；且操作现场粉尘大；任务环境差。3．袋压法将手糊法成形的制品或预浸料〔预浸树脂的纤维或织物〕放到模具内，并在制品上覆盖橡胶袋或塑料袋，将气体压力施加到尚未固化的制品外表使其成形的工艺方法。(1)真空袋压法：(2)压力袋压法：制品两面都比较平滑，质量好；成形周期短、顺应的树脂类型广且制品的外形可较复杂。本钱较高，制品尺寸也遭到设备的限制。4．缠绕法：

将延续纤维或布带浸渍树脂后，按照一定规律缠绕到芯模上，经过固化、脱模而得到制品的方法。缠绕法目前主要用于缠绕园柱体、球体等回转体制品，如压力罐、筒，贮罐、和火箭发动机壳体等制品比强度大、精度高、质量好且易实现自动化消费。但制品轴向难以加强，设备投资较大。5．模压法：

将已枯燥的浸胶纤维或织物等放入金属模具内，经过加热、加压使树脂塑化和熔融流动成形，经固化获得制品。

模压法制品尺寸准确、外表光滑、力学性能高。

模压法工艺简便、运用广泛，常用于制造船体、罩壳和汽车车身等制品。7.2.2金属基复合资料的成形方法金属基复合资料是以金属为基体，采用纤维、颗粒等作为加强体经复合而成的。1．等离子喷涂法：

在惰性气体维护下，由等离子弧向陈列整齐的纤维放射熔融金属，待其冷却凝固后构成复合资料的方法界面结合严密，成形过程中纤维不受损伤，但基体组织不够致密。2．液态浸透法：

以金属液渗入加强体制成复合资料的方法，可以经过多种铸造方法来实现用于制造长、短纤维加强以及混杂加强的金属基复合资料，并能制造外形复杂的制品。

设备比较复杂，周期较长，制造大尺寸制品困难。3．热压分散结合法：在高温下，对排布好的纤维和金属基体施加静压力，使纤维和金属产生原子分散和少量塑性变形以完成粘接的成形方法。加热温度低、纤维不易损伤，金属对纤维的润湿性和纤维的取向性好，但消费周期长。是钛基、镍基等熔点较高的金属最主要的复合方法，用于制造板材、型材及外形复杂的壁板、叶片等。7.3复合资料制品的构造工艺性1．纤维的分布应满足承载要求

采用短切纤维或采用延续长纤维在几个方向上交叉铺设，以使制品近似获得各向同性。

为提高板、壳面内的抗剪才干，通常纤维的纵向应与板、

壳的框、肋成45°角。2．构件弯折处应采用圆角过渡防止弯折处应力集中和弯折处树脂聚积或缺胶使

强度降低景象3．尽量采用整体构造

有利于简化制品构造、减少衔接件数量和简化消费工艺，有利于减轻制质量量、隆低本钱和提高制品的运用性能。4．采用刚性较好的构造

提高构件的承载才干和尺寸稳定性。第8章机械零件毛坯的选择毛坯成形方法选择的合理与否直接影响到零件的质量、运用性能、本钱和消费率；而零件的资料选定以后，其毛坯成形方法也大致确定了。8.1机械零件毛坯选择的原那么前提：既满足零件的运用要求，又使零件在制造过

程中具有良好的工艺性和经济性，以利于降

低本钱和提高消费率所以，毛坯的选择是一个全面分析，仔细比较，各方面知识综合运用的过程。适用性原那么：全面满足零件的运用要求和相关的特殊

要求

普通机械零件，以资料的力学性能为主工艺性原那么：使零件的构造、资料与所选择的毛坯

成形方法相顺应，亦即具有良好的工

艺性。经济性原那么：尽量降低零件的制造本钱，以提高经

济效益和产品的市场竞争力。

兼顾现有消费条件原那么：保证方便、快捷地制出高质

量的产品在满足运用要求的前提下，使制造本钱

尽能够降低兼顾零件的各项制造本钱8.2常用毛坯的选择

原那么：结合思索零件的构造，利于简化工艺和

满足毛坯的质量要求8.2.1常用毛坯资料的比较1．铸造合金

(1)铸铁：运用最多。有良好的耐磨性、减振性和

低的缺口敏感性，且价钱较低。1〕灰铸铁：铸造性能好，但焊接性差，力学性能较差；常用于制造受力较小的零件，尤其是承压件，如机座、箱体和机床床身等。2〕球墨铸铁：力学性能较好，铸造性能略低，焊接性差；适于制造受力较大或较复杂以及接受冲击的零件，如内燃机曲轴、连杆、齿轮和轧钢机轧辊等3〕可锻铸铁：力学性能较好，铸造性能及焊接性差，消费周期长；适于制造受力较大或较复杂以及接受冲击的薄壁小件，如壳体、齿轮、摇臂和小轴等(2)铸钢：综合力学性能远优于铸铁，低碳铸钢还具有良好的焊接性；适于制造接受重载荷、复杂载荷或冲击的零件，如曲拐、齿轮和机架等(3)铸造非铁合金：常用的有铸造铝合金和铸造铜合金

强度普通不太高，除铝硅合金外，其他的铸造性能均

较差，焊接性较差，价钱较高。

普通均具有较好的耐磨性和耐蚀性，还有一定的耐热性，故常用于要求耐热、耐蚀或导热性良好的零件，如内燃机活塞、蜗轮和滑动轴承等。2．塑性成形用金属资料(1)低、中碳钢和低合金构造钢：

低碳钢塑性成形性较好，且有良好的焊接性。中碳钢综合力学性能好，热成形时塑性成形性好，但焊接性较差。

低碳钢适于制外型材、板材及普通机械零件

中碳钢适于制造重要一些的机械零件如曲轴、齿

轮和转轴等。(2)高碳钢和合金钢：

强度高，塑性差，热成形时变形抗力也较大，锻造温度范围窄，焊接性也差。

高碳钢和合金钢常用于制造模具、量具、刃具、弹簧、重要的机器零件和耐磨、耐蚀件等(3)变形铝合金：

强度中等或较低，塑性较好；大多数具有高塑性和低的变形抗力，变形温度较低，塑性成形性好，但焊接性较差。

变形铝合金适于制造接受轻载的机械零件和电气元件，如滑动轴承、齿轮等(4)变形铜合金：强度中等，塑性较好；绝大多数塑性高，变形

抗力较低，塑性成形性好，但锻造温度范围窄，焊

接性较差。变形铜合金适于制造机械零件、仪表零件和电气

元件，尤其是耐蚀件和耐磨件，如散热器管和片、

蜗轮、轴承和弹簧等。8.2.2常用毛坯成形方法的比较铸造：资料利用率较高。适于制造各种尺寸且外形较复杂尤

其是具有复杂内腔的零件锻造：产品力学性能好。适于制造受力较大或较复杂的零件冲压：资料的利用率较高，消费率高，适于制造质轻、壁薄

而刚性好的零件及外形较复杂的壳体焊接：资料利用率较高，可到达很高的消费率，适于外形复

杂件或大型构件的衔接成形，也可用于异种资料的连

接和零件的修补粉末冶金：资料利用率和消费率高，制品精度高，适于制

造外形较复杂的中、小型零件及有特殊性能要

求的资料和零件工程塑料：资料利用率和消费率高，防腐性能好，适于外形

复杂但受力不大的普通零件和外观件8.3常用零件的资料和成形方法8.3.1轴杆类零件轻载时：用中碳钢〔如35、40、45等〕

重载时：用中碳合金钢〔如40Cr等〕并经调质处置。

受较大冲击且受摩擦时：用渗氮钢〔38CrMoA1等〕

制造并经渗氮处置。或用渗碳钢〔如20CrMnTi、20Cr等〕制造并经渗碳、淬火处置。

曲轴铸造时：可采用铸钢〔如ZG270—500等〕或球

墨铸铁或球墨铸铁〔如QT450—10等〕资料成形方法光轴和直径差较小的阶梯轴：直接以圆钢作为毛坯；

重要件须锻造制坯。直径差较大的阶梯轴：普通采用锻造制坯异形截面轴和曲轴：采用锻造或铸造制坯8.3.2盘套类零件齿轮：轮齿须有较高的强度和韧性，齿面须有较高

的硬度和耐磨性低速、轻载齿轮用45、50Mn2、40Cr钢，可用圆钢下料，亦可采用自在锻、模锻等方法成形；要求不高时也可采用灰铸铁、球墨铸铁等资料铸呵斥形。

高速、重载齿轮常用18CrMnTi、20CrMo钢制造且齿部经渗碳、淬火处置，也可采用38CrMoAl等渗氮钢制造且齿部经渗氮处置；直径500mm以上的大型齿轮，常采用自在锻、铸造和焊接等成形方法。模具：热锻模常用5CrMnMo、5CrNiMo等合金钢制造并经淬火和中温回火处置。冷冲模常用Cr12、Cr12MoV等合金工具钢制造经淬火和低温回火处置。模具的成形方法通常采用锻造带轮、飞轮等：普通可采用灰铸铁、球墨铸铁等资料铸

呵斥形，或采用Q215、Q235等低碳钢型材焊接成形8.3.3箱体、支架类零件

构造较为复杂，通常有不规那么的外形和内腔，壁厚也不均匀普通根底件：

主要起支承作用，抗拉强度和塑性、韧性要求不高，但应有较好的刚度和减振性，有时还需求有较好的耐磨性。通常采用灰铸铁〔如HT150、HT200等〕铸呵斥形受力复杂件：

要求有较高的综合力学性能，常选用铸钢〔如ZG200—400等〕铸呵斥形，为简化工艺，常采用铸-焊、铸-螺纹衔接构造。单件、小批消费时，也可采用型钢焊接构造，以降低制造本钱航空发动机的缸体、缸盖和曲轴箱等,常采用铝合金〔如ZL105、ZL105A等〕铸呵斥形8.3.4机械零件毛坯选择的例如箱体和箱盖：采用灰铸铁铸呵斥形，也可采用碳素

构造钢型材和板料焊接成形齿轮和轴：可选用中碳钢〔如45钢〕，单件小批消费

时可采用自在锻、胎模锻等成形，大批

消费时可采用模锻成形