金属工艺学总结

一.铸造工艺图在零件图上表示出以下内容;1）浇注位置2）分型面；3）工艺参数：机加工余量、拔模斜度、铸造圆角和铸造收缩率等；4）型芯的设计及其他技术要求。二.浇注位置确定：1.重要面置于下型或侧立；2.大平面朝下，以免出现气孔和夹砂缺陷3.大面积薄壁置于下型或侧立，以利充型；4.厚大部位置于顶面或侧面，以利补缩5.近可能减少砂芯数目，简化造型。三.确定分型面原则：1.重要加工和基准面位于同一个砂箱，以保尺寸精度；2.减少分型面和活块数目，简化造型；3.减少砂芯数目；4.采用平直分型面。四.工艺参数的确定：1.机加工余量-----根据铸件结构、大小、材质和在铸型中位置及造型方法的不同而定，或查表或靠经验。2.拔模斜度------根据铸件垂直壁高矮、位置以及造型方法来定。一般为（0.5~4）°，内壁、短壁取大值。3.铸造圆角(Fillet)：壁与壁连接应圆角过渡，以防缩孔和裂纹。4.铸造收缩率（线）灰铸铁收缩率（0.7~1.0）%；铸钢收缩率（1.5~2.0）%；有色金属收缩率（1.0~1.5）%。五.型芯设计及其它技术要求1.设计内容包括：型芯数量、形状、芯头结构、下芯顺序及型芯稳固、排气和清理等。2.芯头(CoreHead)—定位和支撑型芯；排除型芯内气体；落砂时清理型腔内砂子。其它技术要求：如铸件某部位不允许有气孔缺陷。材料铸造性能:金属材料接受铸造、获得优质铸件的难易程度，包括流动性和收缩一.流动性(Fluidity)1.概念：金属液体充满铸型、获得形状正确、轮廓清晰铸件的能力。2.质量影响：流动性不好，易产生浇不足和冷隔、气孔、和夹渣、缩孔和热裂。3.衡量：螺旋形试样长度4.影响因素（1）合金性质1)合金种类：灰铸铁的流动性比铸钢好，铝硅合金和硅黄铜其它合金好。2）化学成分：纯金属和共晶成分合金的流动性最好。如铸铁中的碳越接近共晶点，其流动性越好。3）结晶特征：逐层凝固的（共晶点成分合金）流动性好；糊状凝固的流动性差。4）其它物理特征：粘度大的流动性差。（2）铸型：铸型导热力、蓄热能力越强，流动性越差。（3）浇注条件1）浇注温度：太低，粘度大、流动性差；太高，由于吸气多、氧化严重，会降低流动性。铸钢浇温：1520~1620℃铸铁浇温：1230~1450℃有色合金：680~780℃。总之，薄件取高值，厚件取低值。2）浇注压力：金属液压力越大，流动性越好。3）浇注系统：结构越复杂，流动性越低。（4）铸件结构(StructureofCasting)铸件壁越薄、壁厚变化急剧和大面积水平面等均降低流动性5.改善流动性措施（1）选用共晶点成分或窄结晶温度范围合金铸造；（2）尽可能提高金属液纯度；（3）适当提高浇注温度和压力；（4）合理设计浇注系统；（5）改善铸件结构（以后还会讲到）。1.收缩概念：金属液在冷却过程中引起的体积缩减。用体收缩率或线收缩率表示。2.收缩的三个阶段：（1）液态收缩（2）凝固收缩（3）固态收缩注：液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的基本原因，固态收缩是产生铸造应力、变形和裂纹的基本原因。V以上三个阶段之和为合金总收缩。三.缩孔和缩松缩孔——由于收缩而产生的大而集中孔洞。缩松——也是由收缩引起、但是小而分散。2.形成：A）原因——液态和凝固收缩得不到金属液补充而造成。B）存在部位——缩孔：厚壁处、两壁相交处和内浇口附近,,缩松：缩孔下方、冒口根部和壁的轴线处。3.影响因素（1）合金成分——结晶温度范围窄的或恒温结晶合金易形成缩孔,结晶温度范围宽，倾向于形成缩松。（2）浇注条件——提高浇温、放慢浇速，有利于补缩、减小缩孔倾向。（3）铸型条件——增大铸型冷却能力，可减小凝固宽度，减小缩松倾向。（4）铸件结构——避免厚大壁，消除热节。4.防止缩孔和缩松工艺（1）采用顺序凝固原则。（2）具体措施：A.在铸件厚大部位或经冒口开内浇口；B.合理使用冒口、冷铁和补贴等工艺措施；C.提高浇温和减缓浇速；（3）顺序凝固原则适用范围：A.收缩大合金，如：铸钢、可锻铸铁和高强度灰铸铁；B.壁厚相差大铸件。（4）顺序凝固不足：铸件内应力大，易开裂或变形。四.铸造应力、变形和裂纹1.铸造应力概念：固态收缩受阻而产生的应力。2.分类：热应力和机械应力。热应力——由于冷却速度不一致造成，属于残留应力，厚壁处受拉，薄壁处受压。机械应力——由于受机械阻力造成，属于临时应力。3.减小和消除应力方法1）采用同时凝固原则（1）具体措施；A.内浇口开铸件薄的部位；B.冷铁放在厚的部位。（2）适用范围：A.收缩小的合金，如灰铸铁；B.结晶温度范围宽的合金，如锡青铜；C.壁厚均匀的铸件。（3）不足之处——铸件致密性差。2）改善铸型和砂芯退让性；3）合理设计铸件结构。4）去应力退火。4.变形和裂纹（1）变形A.产生原因——铸造应力大于铸件屈服强度所产生的变形。B.危害——因机加工余量不足而报废,C.防止措施：防止产生铸造应力；采用反变形工艺；加大机加工余量；采用早落砂和及时焖火工艺。（2）裂纹A.产生原因——铸造应力大于铸件抗拉强度就会产生裂纹。B.裂纹分类——热裂和冷裂。C.热裂：在凝固末期产生的1）特征——裂纹有氧化色，属于沿晶开裂，呈曲折状。2）部位——应力集中处、热节处等部位。3）防止——合理设计铸件结构；改善铸型和砂芯退让性；减小浇口、冒口对铸件收缩的阻碍，符合同时凝固原则；提高金属液熔炼质量，以提高高温抗拉强度。D.冷裂：在完全凝固的弹性阶段产生的。1）特征——裂纹有金属光泽、微氧化色，穿晶开裂，直而光滑；一、铸铁介绍2）变形条件（1）变形温度：温度高、塑性好、抗力小。（2）变形速度在某一值以前，变形速度越快，加工硬化来不及消除，变形抗力增大，降低锻造性；超过这一值，变形速度增大，热效应可改善塑性和降低变形抗力。（3）应力状态:::压应力数目越多，表现出塑性越好，锻造性提高。一.自由锻1.概念：坯料受冲击或静压力，向四周流动2.种类：手工自由锻,机器自由锻3.特点：（1）工具简单；（2）锻件精度低；（3）适合简单件；（4）阻力小，锻造大型件唯一方法；（5）劳动强度大和生产率低。4.应用:适合形状简单、单件小批锻件生产。二.模型锻造概念：在模膛冲击力（静压力）下成型2．种类(Classes)：锤上模锻、平锻机、曲柄压力机和摩擦压力机。3．特点(Characteristics)：（1）锻件形状较复杂；（2）纤维分布合理，与锻件轮廓相符；（3）表面光洁，尺寸和形状更接近零件；（4）生产率高，易于机械化；（5）缺点投资成本大。4.应用:(Applications)适合中、小型件大批量生产。三.胎模锻1.概念：自由锻锤上，用不固定模膛生产锻件。2.特点：介于自由锻和模锻之间。3.应用:适合于小型锻件中、小批量生产。.自由锻工序1．基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切割、和错移。2．辅助工序：倒棱、压肩用于基本工序前3．精整工序：平整、校直最后形状和尺寸二.自由锻工艺规程1．绘制锻件图：在零件图上表示出(1)敷料（余块）；(2)尺寸公差；(3)机加工余量。2．确定变形工步(1）锻件必需基本、辅助和精整工序；(2）确定所需工具；(3）各工步顺序和所达尺寸要求。3．坯料重量和尺寸计算(1）重量：G坯=G锻+G锻损=G锻+G锻烧+G锻芯+G锻切(2）尺寸：y钢锭≥2.5-3.0y钢型材≥1.3-1.54．选定设备据锻件大小和材料定。锻件重量加大,锻锤吨位也加大,大型锻件水压机锻压。四.零件自由锻工艺分析:1.避免锥面与斜面出现；2.避免圆柱面与圆柱面相交；3.避免不规则截面和外形；4.避免筋板和凸台；5.截面急剧变化应分段锻造五.锤上模锻.概念:模锻锤进行模锻,应用最多。