1、第 1 页 共 9 页第一篇：金属液态成型加工工艺第一章液态成型理论基础一、 铸件的凝固方式金属的凝固过程是一个结晶过程，包括形核和晶体长大两个基本过程。铸件的凝固方式： 1）逐层凝固（流动性最好） 2）糊状凝固 3）中间凝固，影响凝固方式的因素：1）合金的结晶温度范围 2）铸件断面的温度梯度（温度梯度 凝固区宽度）二、液态金属的工艺性能液态金属的工艺性能称铸造性能，具体包括流动性、收缩性、吸气性、偏析等。充型能力：金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。流动性越好，充型能力越强。影响流动性的因素：1）合金成分 2）合金种类 3）浇注条件 4）铸型的填充条件浇注条件：浇注温度和
2、充型压力 合金成分越远离共晶成分，结晶温度范围越宽，流动性越差。三、合金的收缩1）液态收缩：液面下降2）凝固收缩：液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的根本原因3）固态收缩：铸件的外形尺寸减小；用线收缩率：产生铸造应力，变形、裂纹等的原因叙述缩孔的形成？缩松的形成？（书上有）4）缩孔和缩松的防止1 缩孔的防止：采用定向凝固原则经冒口充型、向冒口和内浇道方向凝固、最终将缩孔转移到冒口中、可获得致密的铸件，但使铸件各部分温差大，易产生内应力。冒口增加成本用于收缩大，凝固温度范围窄的合金合理确定浇注系统和浇注工艺浇注系统的位置影响铸型的温度分布，进而影响其凝固定向合理应用冒口、冷铁、补贴，目的为使
3、铸件顺序凝固2 缩松的防止第 2 页 共 9 页加压补缩使铸件在压力下凝固，可显著减少缩松在热节处安放冷铁或在局部砂型表面涂敷激冷涂料，加大冷却速度。加大结晶压力，破坏树枝状晶体，减少其对金属液流动的阻力3 铸造应力铸造应力有热应力、收缩应力和相变应力。热应力产生原因：凝固和冷却过程中，不同部位由于温差造成不均匀收缩而引起的铸造应力减少和消除热应力的方法：1）合理设计铸件的结构2）采取同时凝固的工艺3）合理选用金属4）减少收缩应力5）对铸件进行时效热处理铸件裂纹有热裂(宽) 和冷裂(细 )（弹性状态和塑性状态）防止裂纹的措施减少和消除应力控制 S、P 含量第二章 常用合金铸铁的生产1.按碳的存
4、在形式不同将铸铁铸铁分类：白口铸铁：全部 Fe3C 形式灰口铸铁：全部石墨形式 麻可铸铁：有 Fe3C 和石墨灰口铸铁又分为：1）灰铸铁（石墨以片状存在）2）可锻铸铁（石墨以团絮状存在）3）球墨铸铁（石墨呈球状）4）蠕墨铸铁（石墨呈蠕虫状）第 3 页 共 9 页2. 牌号形式：HTHT：表示灰铸铁数字表示抗拉强度其 b 与壁厚有关，越厚， b，数值表示其最低抗拉强度如，HT100最低抗拉强度为 100Mpa球墨铸铁 1. 牌号形式：QTQT：表示球墨铸铁前一数字表示最低抗拉强度后一数字表示最低延伸率如，QT45010可锻铸铁 1.牌号：KT最低抗拉强度最低延伸率蠕墨铸铁 牌号：RuT，最低抗拉
5、强度第三章液态金属的成型方法按工艺方法不同分为：砂型铸造和特种铸造1 金属型铸造的优缺点可一型多铸，节省造型材料工艺简便，易于实现自动化铸件精度高，表面光洁，力学性能好费用高；无透气性冷速快，不宜铸造结构复杂、大型、薄壁件铸型寿命低；灰铁件易产生白口组织金属型铸造主要应用于大量生产形状简单的有色金属铸件和灰铸铁件。2、熔模铸造工艺过程：制造蜡模，制壳，脱蜡，焙烧，浇注2. 特点及应用1）铸件精度高，表面光洁第 4 页 共 9 页2）可铸出形状复杂的薄壁件3）适用于各种合金4）生产批量不受限制缺点：工序复杂，周期长， 原材料价贵，铸件成本高，铸件不能太长太大，否则蜡模变形应用：高熔点难以加工的铸
6、件3.离心铸造(使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转的铸型，在惯性力的作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。)离心铸造分为立式离心铸造和卧式离心铸造。4.陶瓷型铸造1 工艺过程砂套造型灌浆与胶结起模与喷烧焙烧与合箱浇注2. 特点及应用1）陶瓷型的高温变形小，铸件的尺寸精度高，且陶瓷耐高温，可浇注高熔点金属2）适合于单件，小批量生产3）铸件大小不受限制，目前主要用于生产厚大精密铸件5 壳型铸造：用的是覆膜砂第二篇：金属的塑性成形加工工艺1、金属变形的实质单晶体塑性变形基本方式是“滑移”与“孪生” ，滑移是金属中最主要的塑性变形方式。2 金属塑性变形后的组织和性能A、冷塑性变
7、形1 冷塑性变形后的组织和性能： 1) 晶粒沿变形方向拉长2) 晶粒破碎 3) 晶粒择优取向4) 残余内应力2 冷变形后金属在加热时组织和性能的变化1） 回复2） 再结晶B、热塑性变形1.金属致密度提高2.组织细化，力学性能提高3.出现锻造流线（纤维状）第 5 页 共 9 页（在压铸中，用锻造比来衡量变形强度）3 金属的可锻性及其影响因素可锻性的优劣是以金属的塑性和变形抗力来综合评定的。1、材料性质1）化学成分 2）金属组织与结构的影响2、加工条件的影响：1）变形温度 2）变形速度 3）应力状态 4）坯料表面质量第六章 常用金属的塑性成形金属的塑性成形主要有：自由锻、胎模锻、模锻、轧制、挤压、
8、拉拔等几种方法。1 自由锻与胎模锻一、自由锻造适合于单件、小批量和大型锻件2. 自由锻工序工序分为：基本工序、辅助工序、修整工序。二、胎模锻胎模锻的模具主要有：扣模、筒模、和模三种。适合于中、小批量生产2 模锻模锻:分为锤上模锻和压力机模锻锤上模锻：施加力为冲击力压力机模锻：施加力为静压力一、锤上模锻1 锻模结构：由上模和下模组成。1.1 模膛：模膛根据其作用分为模锻模膛和制坯模膛（1）模锻模膛又分为终锻模膛和预锻模膛（2）制坯模膛又分为拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛和切断模膛。锻件图设计时，应考虑以下问题： 确定分模位置分模面是上下模在锻件上的分界线原则：第 6 页 共 9 页a）保证锻件能从
9、模膛中取出b）选定在锻件侧面的中部c）选在使模膛深度最浅的位置d）使零件上的敷料最少e）使分模面为一个平面确定加工余量、公差和敷料 锻斜度模锻圆角半径（作用：减少应力，获得轮廓分明的零件，金属易充满型腔，提高模具寿命）二、压力机模锻主要是施加静压力压力机模锻包括：曲柄压力机上模锻平锻机上模锻摩擦压力机上模锻三、轧制、挤压与拉拔1、轧制分类：纵轧，横轧，斜轧，楔横轧2、挤压分类： 正挤压反挤压复合挤压径向挤压 1第七章 板料冲压基本工序有分离工序和变形工序一、 分离工序1. 落料及冲孔落料：封闭轮廓内的部分是工件 冲孔：封闭轮廓外的部分是工件冲裁的变形过程 性变形阶段 塑性变形阶段 断裂分离阶段
10、冲裁件的质量高毛刺高度小，断裂带窄，光亮带宽，圆角小冲裁间隙的影响间隙过小，降低了模具寿命、外表尺寸增大，内腔尺寸缩小，工件质量较高间隙过大，材料的弯曲与拉伸增大合适，零件尺寸几乎与模具一致，满足要求冲裁刃口尺寸的确定以光面的尺寸为基准，测量冲裁件的尺寸落料件的光亮带：因凹模刃口挤切材料产生第 7 页 共 9 页冲孔件的光亮带：因凸模刃口挤切材料产生落料模：先按落料件确定凹模刃口尺寸：取凹模作设计基准，根据间隙 Z 确定凸模尺寸。 ，落料凹模的基本尺寸应取尺寸公差范围内的最小值（凸模尺寸=凹模尺寸 Z）冲孔模：先按冲孔件确定凸模刃口尺寸： 取凸模作设计基准，根据间隙 Z 确定凹模尺寸。 冲孔凸
11、模尺寸取公差范围内的最大尺寸（凹模尺寸=凸模尺寸+Z ）二、 变形工序变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序1. 拉深 2.弯曲 3.其他（翻边、涨形、旋压、缩口）拉伸件质量影响因素：（拉伸系数，拉伸模参数、润滑、压边力）拉伸件常见问题：拉裂和起皱冲压模具及其结构冲模基本上可分为简单模，连续模，复合模三种。第三篇 金属的连接成型九冶金反应：有害杂质（氧化物、氮化物）连接成型原理不同：机械连接 冶金连接 物化连接焊接的三要素：热源，熔池的保护与净化，填充金属热源：电弧、等离子弧、电子束、激光、电阻、摩擦、化学热、高频热源焊接接头由焊缝，热影响区和熔合区组成熔合区（熔合区最薄
12、弱）热影响区（过热区，正火区、部分相变区）焊接过程中，由于焊接热源对焊接局部不均加热，常使焊件产生应力和变形。焊接应力和焊接变形第 8 页 共 9 页焊接过程中由于热源对焊接件局部不均匀加热和冷却使焊接件产生应力和变形冷却时，中间条压缩，被两边牵制，产生拉应力；两边条被中间条压缩，产生压应力减小和防止焊接应力的措施：1 选择合理的焊接顺序2 焊前预热或加热减应区3 采用小电流，快速焊4 锤击或輾压焊缝5 焊后热处理6 焊后拉伸或振动工件矫正焊接变形的方法：1.机械矫正法 2.火焰加热矫正法第十章 焊接成型工艺基础1.焊接原理及特点按焊接过程的特点分为： 熔化焊 压力焊 钎焊A.熔化焊：将待焊接
13、处的母材金属熔化，结晶形成焊缝的焊接方法。包括焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊焊条电弧焊简单、灵活，单件小批量短焊埋弧焊批量生产的长直焊缝气体保护焊1 二氧化碳气体保护焊（主要用于低碳钢和部分合金结构钢，不适用于有色金属，不锈钢）2 氩弧焊第 9 页 共 9 页1 保护作用好，焊缝质量好；2 表面没有熔渣，成形美观；3 焊后焊件变形较小；4 操作性能好；5 焊接成本较高电渣焊广泛用于重型机械制造中B.压力焊 电阻焊 摩擦焊电阻焊:点焊、缝焊和对焊电焊：厚度小的冲压件、轧制薄板的大批量生产对焊：（电阻对焊 闪光对焊）摩擦焊：（利用摩擦所产生的热量使端面达到塑性状态） 2接头形式：等断面或不等断面，不会产生气孔，夹渣。C.钎焊加工小而薄，精度要求高的零件，机械、仪表等10.4 焊接新方法等离子弧焊接、电子束焊、激光焊接、爆炸焊、扩散焊、超声波焊
