金属工艺学重点模板

铸造-----用于制造受力较简单，形状复杂零件毛坯。液态合金充型:液态金属充满铸型型腔,取得形状完整、轮廓清楚铸件能力，称为液态金属充型能力。影响液态金属充型能力原因:1、合金流动性2、浇注条件3、铸型填充条件化学成份对流动性影响最为显著。其中共晶成份合金因为是在恒定温度完成结晶，凝固温区窄，液态流动性最好合金收缩收缩阶段:1、液态收缩：从浇注温度到凝固开始温度（即液相线温度）间收缩。（T浇→T液）2、凝固收缩：从凝固开始到凝固终止温度（即固相线温度）间收缩。（T液→T固）使液面下降，是铸件产生缩孔、缩松基础原因。3、固态收缩：从凝固终止到室温间收缩。（T固→T室）,使铸件外部尺寸减小，是铸件产生内应力、变形和裂纹基础原因。次序凝固法:在铸件厚壁处设置冒口使缩孔集中在冒口中，从而取得致密铸件，但铸件各部温差大，会引发较大热应力，金属消耗大。同时凝固法:铸件热应力小但易产生缩松。铸造内应力、变形和裂纹形成和预防:)预防,a．尽可能使壁厚均匀，结构对称，避免尖角结构。b．采取同时凝固（冷铁）c．提升型（芯）砂退让性d．进行时效处理:人工时效（钢、铸铁去应力退火）自然时效.E．采取反变形法f．严格控制s．p含量(依据石墨形状)铸铁:白口铸铁Fe3c灰口铸铁石墨.麻口铸铁（白口＋灰）一般灰口铸铁片状.可锻铸铁团絮状.球墨铸铁球状.蠕墨铸铁蠕虫状影响铸铁组织和性能原因（石墨化):①化学成份②冷却速度、球墨铸铁:1、组织.金属基体＋球状石墨.应力集中基础消除,一样体积石墨圆球形表面积最小,石墨孤立存在于基体中，基体不再被割裂成不连续状，σb能够发挥80～90％性能①机械性能比其它铸铁高②仍含有灰口铸铁很多优点如：减振、耐磨、缺口敏感性小、切削加工性好。③铸造性能有优于铸钢④热处理性能好。制取方法①熔化一般灰口铸铁②球化处理和孕育处理a．球化剂──稀土镁合金b．孕育剂──75％si硅铁c．冲入法4、铸型工艺①易产生缩孔、缩松a．采取浇口、冒口、冷铁系统对铸件实现次序疑固b．增加铸型刚度②易产生皮下气孔a．严格控制型砂水分和铁水含硫量b．提升型砂透气性牌号QT×××－××6、热处理①退火──取得铁素体球铁②正火──取得珠光体球铁③调质──取得良好综合机械性能型砂应含有性能:强度、透气性、耐久性、退让性、韧性1、手工造型①整模造型：适于形状简单且横截面依次降低铸件②分模造型：适于最大截面在中间铸件③挖砂造型：分型面不是平面铸件单件小批生产。④活块造型：适于带有难起模凸起部分铸件⑤刮板造型：适于大中型回转体铸件。⑥多箱造型：适于形状复杂中间截面小铸件㈡造芯②芯撑：辅助支撑，最终和铸件熔为一体。浇注位置选择质量要求高表面和关键加工面在应朝下或在侧面。易产生缩孔铸件厚部分应朝上。大平面或大而薄平面应朝下型芯数量要少，便于型芯固定和排气。分型面选择分型面要少最好一个且为平面。不用或少用活块和型芯。大部分或全部分放在同一砂箱型腔及关键型芯在下箱。3.3工艺参数1、加工余量2、拔模斜度3、收缩率4、型芯头4.1铸件结构和铸造工艺关系铸件外形设计。1、铸件外形要便于造型2、分型面要少且为平面。3、和分型面垂直非加工面应留结构斜度，且δ内＜δ外。铸件内腔设计1、不用或少用型芯。2、便于型芯固定、排气和出砂。3、设置工艺孔4.2铸件结构和合金铸造性能关系1、壁厚要合理:δmax≤3δmin，δ内＜δ外2、壁厚要均匀3、垂直壁连接要有结构圆角。4、避免锐角联接和交叉。5、厚薄壁联接要逐步过渡。6、避免过大水平面。7、避免收缩受阻。5.1熔模铸造二、特点及应用1、可制造形状相当复杂铸件。4、铸件不能太大尤其适于制造形状十分复杂，高熔点，难切削精密小铸件。5.2金属型铸造三、特点及应用1、实现“一型多铸”关键用于大批量生产形状不太复杂，壁厚较均匀有色金属铸件。5.3压力铸造二、特点及应用1、可制造形状复杂薄壁件或镶嵌件。2、铸件精度高，表面质量好。3、铸件强度和硬度全部较高。4、生产率最高。5、易产生气孔和缩松。6、压铸件不宜经受高温。7、压铸设备投资大，制造压型费用高。关键用于有色合金形状复杂、薄壁小铸件大批量生产。5.4低压铸造二、特点及应用1、充型压力和速度便于控制2、铸件机械性能较高3、金属利用率较高4、铸件成形性好。5、升液管寿命短。关键用于制造质量要求高铝合金，镁合金铸件。5.5离心铸造二、特点及应用2、不需型芯和浇注系统。4、铸件内孔表面质量差，尺寸不正确。关键用于批量生产中空旋转体铸件及双金属铸件。金属塑性加工特点及应用：1压力加工件机械性能好2材料利用率高3不易取得形状复杂锻件，用于制造形状较简单，受力复杂零件毛坯单晶体塑性变形滑移：是使部分晶体相对和另一部分晶体作原子间距整数部移动，是塑性变形关键方法孪生：是使部分晶体相对和另一部分晶体移动，并使这两部分晶体沿某一晶面成镜面对称。再结晶：当经冷变形金属加热到再结晶温度以上时，金属以部分碎晶、杂质为关键，形成细小等轴晶粒,使加工硬化根本消除，塑性完全恢复现象。冷变形──在再结晶温度以下进行塑性变形热变形──在再结晶温度以上进行塑性变形金属铸造性（可锻性金属铸造性是指金属材料铸造难易程度衡量指标：塑性，变形抗力影响原因：金属本质，变性条件（温度，速度，应力状态），模锻锻件大小不限，是制造大型锻件唯一方法自由锻基础工序：自由锻工序可分为基础工序、辅助工序和精整工序三大类1镦粗，拔长，冲孔，弯曲，错移，扭曲，切割，2辅助工序：指进行基础工序之前预变形工序。如压钳口、倒棱、压肩等。3.精整工序:在完成基础工序以后，用以提升锻件尺寸及位置精度工序。锤上模锻飞边槽作用：增大金属流出模膛阻力,使金属愈加好充满模膛。容纳多出金属。(2)制坯模膛①拔长模膛用它来降低坯料某部分横截面积，以增加该部分长度。②滚挤模膛用它来减小坯料某部分横截面积，以增大另一部分横截面积。关键是使金属按模锻件形状来分布。③弯曲模膛对于弯曲杆类模锻件，需要用弯曲模膛来弯曲坯料④切断模膛它是在上模和下模角部组成一对刀口，用来切断金属模锻工艺规程分模面选择a.便于锻件取出且分模面为平面；b.使上下模膛深度最浅；c.上下模膛沿分模面轮廓一致；d.使锻件上加余块最少。锻件结构工艺一、自由锻锻件结构工艺性1.不许可有锥度和斜面2.外形尽可能简单避免截交和相贯.3.不许可有筋和凸台4.复杂件，断面有急剧改变锻件应采取组合件.二、模锻零件结构工艺性1.便于锻件取出，加余块最少，锻模易于制造2.外形努力争取简单、平直和对称，尽可能避免锻件截面积差异过大，避免锻件上有薄壁、高筋和凸起结构3.复杂件要考虑锻焊组合结构落料和冲孔工序将冲压件和板料按要求轮廓线分离工序,如剪切、落料、冲孔。落料和冲孔总称为冲裁冲裁──使坯料按封闭轮廓分离落料──冲下部分为工件，周围为废料冲孔──冲下部分为废料，周围是工件凸凹模工作部分应有锋利刃口。凸凹模间应有合理间隙。正确确定凸凹模刃口尺寸④合理排样冲孔：D凸＝D孔D凹＝D凸＋2Z落料：D凹＝D落D凸＝D凹－2Z其中Z为单边间隙变性工序：材料只发生位移,不破坏(不分离)工序。拉伸弯曲：使板料或坯件弯成一定角度和形状工序翻边：使板料取得一定高度凸缘方法成型：利用局部变形使坯料或半成品改变形状工序。连续冲模：在冲床一次冲程中，在模具不一样部位同时完成数道工序复合冲模：在冲床一次冲程中，在模具同一部位同时完成数道工序。直流反接：焊件(-)焊条(+)溶深小，用于焊薄板，有色合金，不锈钢，铸铁等。直流正接：焊件(+)焊条(-)焊件热量多，溶池深用于焊高熔点或厚大焊件1.熔合区性能最差2.过热区3.正火区4.部分相变区确保焊缝质量方法电焊条组成焊芯：传导电流形成焊缝（50%-70%）药皮：提升电弧燃烧稳定性，预防空气对熔化金属有害作用，对溶蚀脱氧，加入合金元素按药皮熔渣酸碱性分类：、酸性，氧化性强，合金元素烧损严重，焊缝机械性能差，工艺性能很好，劳动条件好，用于焊接通常结构钢碱性：氧化性较小，工艺性能比较差，劳动条件较差，焊缝抗裂性能好，埋弧焊接：关键用于生产批量大、厚度较大(6～60mm)且长直焊缝和大直径环形焊缝。气体保护焊：.明弧焊，溶池可见度好，操作方便。2.电弧受到保护气流压缩，热量集中，焊接速度快；熔池小，溶池深，热影响区窄；焊后变形小，适于薄件及有色件。3.焊缝表面无渣，能够节省大量清渣时间4.适于全位置焊接，并有利于焊接过程自动化5.气体保护焊设备较复杂，焊接时，轻易受气流干扰氩弧焊：保护效果最好，但氩气成本高。关键用于焊接易氧化有色金属，稀有金属，高强度合金钢及部分特殊性能合金钢CO2气体保护焊关键用于低碳钢和一般低合金钢薄板焊接电阻焊：特点：1，生产率高，焊接变形小2不开坡口，不用填充金属、无需保护3操作简单、劳动条件好、易实现自动化4、设备复杂耗电多、焊件尺寸受限适适用于成批大量生产电阻焊：电焊，缝焊，对焊（电阻对焊：电压-通电-电压闪光对焊：通电-移动-加压）①焊接质量好，生产率高；②可焊同种金属或异种金属(钢-钢、铜-钢、铝-钢、铝-铜等)；③可焊直径为0.01mm金属丝和断面为上万平方毫米金属棒、管或异型材料。摩擦焊特点：①加热温度低，接头质量好；②焊接生产率高(1200件/h)，成本低(耗电为闪光焊10～20%,焊接成本为CO2电弧焊70%左右)；③能焊同种金属、异种金属及一些非金属材料；④焊接过程可控性好，质量稳定，焊件精度高；⑤劳动条件好，无弧光、烟尘、射线污染；⑥要求被焊工件最少应有一件是旋转体(如棒料、管材)；⑦摩擦焊设备一次投资大，适适用于成批大量生产。在多种回转体结构焊接中，可逐步替换电弧焊、电阻焊、闪光焊；部分用熔焊、电阻焊不能焊异种金属，可用摩擦焊焊接(如铜-铝摩擦焊等）。钎焊：1、硬钎焊：T熔>450℃接头强度较高，适于钎焊接头受力较大或工作温度较高工件。如刀具、冰箱压缩机管道等。2、软钎焊：T熔<450℃接头强度较低，适于钎焊接头受力不大或工作温度较低工件。如多种电器导线连接，仪表、仪器元件焊接等钎焊关键用于精密仪表，电气零部件、异种金属焊件及空间技术领域碳钢焊接工艺方法：1、焊前预热，焊后缓冷；2、采取小规范方法；3、选择碱性焊条；4、焊后热处理铸铁焊补关键问题：1、易产生白口和淬硬组织；2、易产生裂缝；3、易产生气孔和夹渣焊接材料选择一、尽可能选焊接性能好材料钢＞有色金属＞铸铁二、最好不选择两种性能相差很远材料三、应尽可能选近似焊接结构型材焊缝部署：劲量分散，尽可能对称，焊缝应避开最大应力处和应力集中处，尽可能避开加工部位，焊接便于操作，镗削加工──对已