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材料成形（二）总复习一、复习要点铸造1.铸造工艺图：单件小批→手工造型，整模、分模、活块、三箱、挖砂大批量→机器造型，不能三箱（用外型芯），不能挖砂（用假箱），少用活块②浇注位置的选择：重要的平面朝下、回转面侧立，大平面朝下，薄壁朝下，厚壁(热节)在上或靠近分型面↙↓↓防平面上粘砂防浇不足便于放置冒口进行补缩③分型面、分模面的选择：最大截面，铸件大部分在下箱，平直，少用活块和型芯④工艺参数：加工余量（图上添，文字：上侧底），拨模斜度，收缩率，孔（25以下不铸），浇注系统2.定向凝固（顺序凝固）和同时凝固定向凝固原则→防止缩孔，适用于收缩大的合金（如铝青铜、铸钢、铝硅合金等）或壁厚差别大的铸件同时凝固原则→防止应力和变形，适用于收缩小的合金或结晶间隔大的合金（如灰铸铁、锡青铜等）重点关注书中或上课PPT中的阶梯形零件的两种方案（图）：浇口、冒口、冷铁的不同摆放位置3．铸造应力和变形分析：热应力（残余应力）→壁厚不均匀，造成冷却有先有后、收缩有先有后、有大有小，形成相互阻碍机械应力→砂的阻碍，暂时的4．铸件的结构工艺性（不合理结构的修改）从铸造工艺（简化造型过程）和合金铸造性能（防止铸件缺陷）两方面考虑锻压1.塑性变形后的组织性能变化①加工硬化：塑变后，强度、硬度上升，塑性、韧性下降②回复：T回=0.25T熔，部分消除加工硬化③再结晶：T再=0.4T熔，完全消除加工硬化2.自由锻工艺规程（自由锻件图、变形工步、坯料尺寸）坯料质量m坯=m锻件+m烧损+m料损镦粗0D＝（0.8～1.0）3坯V拔长0D＝5.1~3.1maxD3.模锻分模面及模锻件图（最大截面，上下形状一致、深浅基本平分，平直面，冲孔连皮，不锻孔：25mm）胎模、平锻模结构图（有侧凹的锻件）①造型方法的选择4.简单模、连续模、复合模结构简图及刃口尺寸计算（冲孔+落料；落料+拉深）凹D＝（maxD－x）凹＋0凸d＝（mind+x）0凸凸D＝（凹D－minZ）0凸凹d＝（凸d＋minZ）凹＋05.模锻件、冲压件的结构工艺性（修改不合理的结构）焊接综合HT200，50件→手工砂型铸造HT200，50万件→机器砂型铸造ZL102，镶嵌铜轴孔，10万件→压力铸造45钢，200件→胎模锻45钢，200万件→平锻机上模锻QT600-2，100万件→机器砂型铸造40Cr，100万件→曲柄压力机上模锻W18Cr4V，10万件→斜轧(回转成形)ZGW18Cr4V，10万件→熔模铸造汽轮机叶片、大模数齿轮滚刀→熔模铸造污水管、气缸套→离心铸造铝合金台扇底座、马达罩→压力铸造铝制牙膏壳→复合挤压螺栓、螺母→冷镦+搓丝钢球→回转成形（斜轧）钛合金球罐→超塑成形（超塑胀形）纪念币→超塑成形（超塑压印）细钢丝对接→闪光对焊厚钢板叠焊→爆炸焊接钻石与铂金戒托的嵌焊→激光焊二、基本概念铸造1.合金的充型能力不足将产生浇不足和冷隔缺陷，通过控制合金成分（共晶点附近），提高浇注温度及浇注压力……2.合金的凝固方式：纯金属或共晶合金→逐层凝固，结晶间隔特宽的合金→糊状凝固注意区分：定向凝固=顺序凝固≠逐层凝固体积凝固=糊状凝固≠同时凝固3.合金的收缩：液态收缩、凝固收缩是形成缩孔、缩松的基本原因；固态收缩是形成应力、变形、裂纹的原因4.铸造中使用的模样尺寸应比铸件放大一个线收缩率（液态收缩、凝固收缩由冒口补缩）1.各种焊接方法的适用场合2.梁的焊接工艺设计如双联齿轮曲轴落料时冲孔时麻花钻毛坯成形方法选择5.常用合金中，铸钢收缩最大，灰口铸铁收缩最小（石墨的膨胀抵消了部分收缩）6.铸造应力：热应力→壁厚不均匀，收缩受阻造成；残余热应力规律→厚拉薄压；圆柱体车外圆、钻孔后的变形。机械应力→受型、芯阻碍形成的，是暂时的。7.机器造型是指由机器完成紧砂和起模。常用机器造型方法：气动微振压实造型、高压造型、垂直无箱挤压造型注意：机器造型不能三箱、不能挖砂，对妨碍起模的地方经常使用外型芯块8.特种铸造方法的特点及选用：①熔模铸造→用于形状复杂、难切削的高熔点合金的精密铸件，如叶片、滚刀、工艺品等。②压力铸造→用于形状复杂的或带嵌件的有色金属薄壁件，如铝合金台扇底座、马达罩、摩托车轮毂等。但内部有大量气孔，不宜机加工、热处理，不宜作气密件。压力铸造的压力比低压铸造大，但其铸件的致密度不如低压铸件③低压铸造→用于致密度要求较高的薄壁件，材料不限，如高速内燃机铝活塞、摩托车气缸体。④离心铸造→无型芯、无浇注系统，致密度高，用于空心回转件生产，如中等直径的污水管、气缸套等。⑤陶瓷型铸造→生产精密铸件，如塑料注塑模、橡胶鞋底成形模具等锻压1.塑性变形的实质：单晶体→滑移、孪晶；多晶体→晶内滑移和孪晶，晶间滑动和转动2.冷变形和热变形的划分：以T再为分界线3.锻造流线（又称纤维组织）造成力学性能的各向异性（纵向好于横向），用热处理无法消除；只有重新锻造才能改变流线。工作时，零件最大正应力方向与流线一致，最大切应力与流线垂直4.金属的锻造性能取决于金属的本质和工艺条件，即化学成分、金属组织、变形温度、速度和应力状态5.锻比：Y镦粗=H0/H，Y拔长=F0/F盘类锻件以镦为主，有时中间插入拔长是为增大锻比改善性能6.锤上锻模模膛：制坯模膛（拔长、滚挤、弯曲、切断等）；模锻模膛（预锻、终锻）；拔长→减小某部分截面积增加其长度；滚挤→减小某部分截面积增加另一部分的截面积只有终锻模膛设置飞边槽，飞边槽作用→促使金属充满终锻模膛、容纳多余金属自由锻→单件小批及大型锻件；7.锻造方式胎模锻→成批生产（几百件）锤、摩擦压力机→中等批量，材料塑性较差用压力机模锻曲柄压力机→大批量，塑性差的合金。不能拔长、滚挤，与辊锻机配合才能生产连杆、扳手平锻机→大批量，带通孔或凹槽的锻件（水平、垂直双向分模），如双联齿轮等8.普通冲裁件的断面特征：圆角、光亮带、撕裂带、毛刺9.弯曲件毛坯的下料应使板料流线方向垂直于弯曲线10.拉深系数m=后道直径/前道直径，m越小变形越大，越易开裂和起皱11.拉深模与冲裁模的区别：间隙大小、圆角与刃口12.连续模（又称跳步模、级进模）、复合模的定义和应用13.精密冲裁模具与普通冲裁模具的区别：V形齿圈压板、反力推板、极小间隙、滚珠导柱导套14.轧锻的应用实例（大批量生产）：轴承内外套圈→碾环；钢球、麻花钻→斜轧；汽车半轴→摆碾15.超塑性定义，超塑成形的条件及设备：超塑性材料的延伸率δ100%，甚至高达成2000%超塑成形条件→微细晶粒、特定温度下等温变形、极低的变形速度；超塑成形设备→液压机焊接1．常用焊接方法的归类、热源、保护措施、适用范围手弧焊→电弧，气-渣保护，适用于钢材焊接埋弧焊→电弧，渣保护，适用于中厚板、长直焊缝、大环缝的平焊（平板的长直焊缝：焊接小车匀速移动；大型筒形件的环缝：筒形件匀速转动）熔化焊电渣焊→液态熔渣的电阻热，熔渣保护，适用于厚板、长直焊缝、大环缝的立焊点焊→薄板，不密封（硬规范指大电流、短时间；软规范指小电流、长时间，用于厚度大、变形难材料）缝焊→薄板，密封，如汽车油箱、水箱等压力焊电阻对焊→20毫米以下、强度不高的杆、管对接闪光对焊→不同材料、等截面，细丝、薄壁管等对接摩擦焊→不同材料、不等截面，必须有一个圆截面2．电焊机：直流正接，直流反接→薄板、有色合金、碱性焊条3．手工电弧焊的焊条组成、作用、分类及选用原则：焊芯→导电引弧、填充焊缝；药皮→稳弧、造气、造渣、脱氧、渗合金；酸性用于一般构件，碱性用于重要构件；结构钢焊条选择与母材相同强度等级的。毛坯选择1．毛坯选择的5大原则：工艺性原则、适应性原则、生产条件兼顾原则、经济性原则、可持续性发展原则2．轴杆类、盘套类及机架箱体类零件的主要成形方法3．单级齿轮减速器组件的成形方法选择实例（教材P280图）CO2焊→电弧，气保护，适用于碳钢、低合金钢（需配合高锰焊条，如H08MnSiA）（自动焊、全位置焊；如轿车车壳的焊接）氩弧焊→电弧，氩气保护，适用于铝、铜、钛、不锈钢的薄板细丝CO2焊→0.8~4mm的薄板粗丝CO2焊→5~30mm的中厚板