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第1页共7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、铸件的凝固方式二、液态金属的工艺性能三、合金的收缩（化学成分浇注温度铸件结构和铸型条件）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）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厚壁部分热应力拉应力，薄壁部分的热应力是拉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（常发生在铸件拐角处和截面厚度突变处等应力集中的部位或铸件最后凝固区的缩孔附近或尾部。特征是裂纹短，缝隙较宽，形状曲折，裂口表面氧化较严重）和冷裂（弹性状态和塑性状态，特征是裂纹细小，呈连续直线状，具有金属光泽或微氧化色，常出现在收拉应力部位）4）缩孔和缩松的防止其产生使铸件的机械性能下降，甚至渗漏1缩孔的防止：①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②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③合理应用冒口、冷铁、补贴，目的为使铸件顺序凝固2缩松的防止①加压补缩使铸件在压力下凝固，可显著减少缩松②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。③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。凝固组织对铸件的力学性能影响很大，一般情况下晶粒越细小均匀，铸件的强度、硬度越高，塑性和韧性越好。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↓）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）铸型的填充条件铸型的填充条件包括：（1）铸型的蓄热能力（蓄热系数）（2）铸型结构（3）铸型温度（4）铸型中气体浇注条件：浇注温度和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。第2页共7页③防止裂纹的措施●减少和消除应力●控制S、P含量四.合金的吸气性有三种类型的气孔：1.侵入气孔2.析出气孔3.反应气孔五、铸件的质量与检验铸件质量：铸件本身能满足用户要求的程度。包括外观质量、内在质量、使用质量第二章常用合金铸铁的生产1.按碳的存在形式不同将铸铁铸铁分类：①白口铸铁：全部Fe3C形式②灰口铸铁：全部石墨形式③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【灰铸铁的孕育处理】）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）影响石墨化的因素：铸铁成分冷却温度2.牌号形式：HT×××HT：表示灰铸铁数字表示抗拉强度其σb与壁厚有关，越厚，σb↓，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：QT×××—××QT：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，QT450—10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×××，最低抗拉强度**铸钢的铸造性能劣于铸铁具体表现在哪几个方面？答：熔点高，流动性差，收缩大，钢液易氧化，易产生粘砂、冷隔、浇不到，缩孔、气孔，易产生变形、裂纹。因此，其铸造性能差。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（重点掌握）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●铸件质量较稳定，废品率低▲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。金属型铸造工艺：1金属型应保持合理的工作温度2喷刷涂料，防止高温的熔融金属对型壁直接进行冲击，保护型腔3控制开型时间4提高浇注温度和防止铸铁件产生“白口”金属型结构：整体型水平分型式垂直分型式复合分型式第3页共7页2、熔模铸造3.离心铸造4.陶瓷型铸造1工艺过程砂套造型→灌浆与胶结→起模与焙烧→烧结与合箱→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6压力铸造第四章铸型结构及工艺设计1铸造工艺对铸件结构的要求：1）铸件的外形应便于取出模型：避免外部侧凹分型面尽量平直凸台、筋条的设计应考虑便于造型2）合理设计铸件内腔：节省型心的设计便于型心的固定、排气和铸件清理3)铸件要有结构斜度2合金铸造性能对铸件结构的要求：1）铸件壁的设计：铸件的壁厚应合理（厚壁铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩松和缩孔，力学性能下降）铸件壁厚应均匀按顺序凝固原则设计铸件结构铸件壁的连接（结构圆角避免十字交叉和锐角连接厚壁与薄壁间连接要逐步过渡）2）铸件筋（可以增加铸件的刚度和强度防止铸件变形，减小铸件壁厚，防止铸件产生缩孔和裂纹）的设计：尽量分散和减少热节设计铸铁件加强筋时应使其处于受压状态尺寸应适当3）铸件结构应尽量减少铸件收缩受阻，防止变形和裂纹：尽量使铸件能自由收缩采用对称结构防止铸件变形4）铸件结构应尽量避免过大的水平壁3、浇注位置的选择1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2）铸件宽大平面应朝下3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置4）易形成缩孔的铸件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面，便于安放冒口，使铸件自下而上定向凝固5）应尽量减少型芯的数量，且便于安放、固定和排气4、铸型分型面的选择1）便于起膜，使造型工艺简化（为便于起模，分型面应选在铸件的最大截面处，分型面的选择应尽量减少型心和活块的数量，简化制模、造型、合型等工序，分型面应尽量平直，同时尽量减少分型面）2）尽量将铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在同一个砂箱中3）使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和检查型腔尺寸工艺过程：制造蜡模，制壳，脱蜡，焙烧，浇注1）制造蜡模：①制造压型②蜡模压制③蜡模组装配2）制壳，在蜡模组上涂挂耐火材料层制成较坚固的耐火型壳。制壳包括：①浸涂料②撒砂③硬化、风干2.特点及应用1）铸件精度高，表面光洁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件离心铸造分为立式离心铸造和卧式离心铸造。立式：垂直轴旋转。因液体自重，壁厚不均，多用于高度小于直径的环类，不适用于长件卧式：壁厚均匀。多用于管类、套筒类。第4页共7页第二篇：金属的塑性成形加工工艺绪论：塑性成形可以分为体积成形和板料成形。第五章金属塑性成形理论基础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。滑移是晶体的一部分相对于另一部分的相对滑移，即通过位错运动来变形。2金属塑性变形后的组织和性能一、冷塑性变形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，位错密度增加，产生加工硬化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3）晶粒长大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、材料性质的影响：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）变形温度的影响2）变形速度的影响3）应力状态的影响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、拉拔等几种方法。1自由锻与胎模锻二、胎模锻胎模锻的模具主要有：扣模、筒模、和模三种。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、锤上模锻二、热塑性变形具有锻造流线的金属，形成流线后，性能呈各向异性。在纤维方向上（纵向）上，塑性和韧性提高，在垂直于纤维方向上塑性和韧性降低。（在压铸中，用锻造比来衡量变形强度）1.特点和应用通用性强，灵活性大，工具简单适合于单件、小批量和大型锻件2.自由锻工序锻造过程由一系列变形过程组成根据变形性质和变形程度不同，工序分为：基本工序、辅助工序、修整工序。基本工序：能够大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序。辅助工序：为了完成基本工序使坯料预先变形的工序修整工序：用来精整锻件尺寸和形状而使其完全达到锻件图要求的工序其中基本工序包括：拔长、镦粗、冲孔、扩孔自由锻工艺规程：绘制锻件图、加工余量、锻造工差、工艺余块一、自由锻造定义：坯料在铁砧间受力变形时，可朝各个方向自由流动，不受限制适用范围：用于制坯和形状简单的锻件第5页共7页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：①确定分模位置分模面是上下模在锻件上的分界线，按以下原则确定a）保证锻件能从模膛中取出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②确定加工余量、公差和敷料③模锻斜度④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）自由锻件的结构设计：1零件形状应力力求简单2自由锻件上不应有锥面体或斜面结构3锻件由数个简单几何体构成时，几何体的斜线处不应形成空间曲线4自由锻锻件设计时，应避免加强筋、表面凸台等结构5锻件横截面积急剧变化或形状较复杂时，应设计成几个容易锻造的简单锻件，分别锻造后再用焊接成形或机械连接方法组合成整体二、压力机模锻—主要是施加静压力压力机模锻包括：①曲柄压力机上模锻②平锻机上模锻③摩擦压力机上模锻三、轧制、挤压与拉拔1、轧制分类：纵轧（○1辊锻轧制○2辗环轧制），横轧，斜轧，楔横轧2、挤压分类：○1正挤压②反挤压③复合挤压④径向挤压第七章板料冲压基本工序有分离工序和变形工序一、分离工序一部分与另一部分相互分离。习惯上称冲裁。如，落料、冲孔、切断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其过程分为三个阶段：①弹性变形阶段②塑性变形阶段③断裂分离阶段冲裁件的质量高—毛刺高度小，断裂带窄，光亮带宽，圆角小a）开式模锻是变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式。开式模锻时，多余的金属沿垂直于作用力方向流动形成毛边。随着作用力的增大，毛边减薄，温度降低，金属由毛边向外流动受阻，最终迫使金属充满型腔在开式模锻过程中，毛边槽的作用是：●增加金属从模膛流出的阻力，使金属易于充满●容纳多余的金属●缓冲锤击，提高模具寿命b）闭式模锻：优点：●省去毛边槽的材料消耗●毛坯坯料处于三向压力状态，提高了材料的塑性。●锻造的流线沿着锻件的轮廓连续分布，没有断开。局限：■要求坯料体积精确■要求坯料形状和尺寸比例合适，并在型槽内准确定位■锻件出模困难，需要顶件装置，使锻模结构复杂■应用范围窄第6页共7页冲裁间隙的影响冲裁刃口尺寸的确定以光亮带的尺寸为基准，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确定凹模尺寸凹模尺