材料成形技术基础_第2版.docVIP

材料成形技术基础 1、绪论§1.1 材料成形技术过程形态学模型简介 1.1.1 产品和过程。 产品技术的主题是“设计”——“做什么” 过程技术的主题是“制造”——“怎么做” 1.1.3 材料过程系统。 贯通过程 —— 质量不变过程； 2、发散过程 —— 质量减少过程； 3、收敛过程 —— 质量增加过程。§1.2 现代制造过程分类1.2.1 质量不变过程。 被加工材料在制造过程没有或很少改变质量。  1、 塑性变形。 锻造、扎制、粉末压制。 2、 浇注。1.2.2 质量减少过程。 被加工材料的质量在制造过程会减少。  1、切削加工； 3、电加工；  2、化学腐蚀加工； 4、冲压加工。  1.2.3 质量增加过程。  被加工材料的质量在制造过程会增加。 1、电镀； 2、快速成型。 2、液态材料铸造成形技术过程 §2.1 概述 铸造成形技术是指制造铸型、熔炼金属、将金属液注入型腔凝固，获得金属工件的成形方法。 优点：投资小，生产周期短，技术过程灵活，能制造形状复杂的零件。 缺点：工序多，难以精确控制；易产生铸造缺陷，铸件品质不稳定。 类型： 1）生产方式分类： 砂型铸造，特种铸造。 2）材料分类： 铸铁，铸钢，铸铜，铸铝，…… 铸造是制造零件毛柸常用的一种生产方式。 §2.2 铸造成型技术过程理论基础 2.2.1 液态金属的充型能力。 —— 液态金属充满铸型型腔，获得合格铸件的能力。 影响充型能力的因素： 1）金属的流动性； 2）铸型的性质； 3）浇注条件； 4）铸件结构。 R = V / S (折算厚度) 2.2.2 铸件的凝固。——铸型中的合金从液态转变成固态的过程。 1、金属凝固的条件。 液、固两相的能量差为相变驱动力。 2、金属凝固的过程。 液相中不断形成晶核并长大，直至结晶终了。 3、铸件的三种凝固方式。 1）逐层凝固； 2）体积凝固； 3）中间凝固。 2.2.3 铸件的收缩。 1、基本概念。—— 铸件在“液态→凝固→固态→冷却”过程中体积减小的现象。 2、收缩的三个阶段。1）液态收缩阶段； 2）凝固收缩阶段；3）固态收缩阶段。 3、铸件的实际收缩。1）摩擦阻力； 2）热阻力； 3）机械阻力。 4、铸件的缩孔和缩松 缩孔形成 缩松形成 缩孔和缩松的防止：1）采用顺序凝固原则； 2) 加压补缩。 5、铸造应力。 —— 铸件在冷却过程中，因固态收缩受到阻碍而引起的内应力。 ◎铸造应力的防止： 1）热应力； - 合理设计铸件结构； 2）相变应力； -尽量选用收缩率小的合金；采用同时凝固工艺； 3）机械阻碍应力。 -合理设置浇口和冒口； -时效处理。 6、铸件的变形和裂纹。 —— 当铸造残余应力超过金属的屈服强度极限时，铸件变形； —— 当铸造残余应力超过金属的抗拉强度极限时，铸件开裂。 1）变形与防止。 防止：铸造应力；采用反变形法。 2.2.4 金属的吸气性。 1、金属液吸收气体的过程。 1）气体分子撞击到金属液表面，并吸附在表面； 2）气体分子扩散进入金属液内部。 2、气体在金属液中的溶解度。—— 金属吸收气体的饱和浓度。 （ cm3 / 100g ） 3、气体的析出。1）气体以分子形式扩散析出； 2）于金属内形成化合物排出； 3）以气泡形式从金属液中逸出。 4、气孔。 侵入气孔， 析出气孔， 反应气孔。 5、气体对铸件品质的影响。 2.2.5 铸件化学成分的偏析。 宏观偏析， 微观偏析。 §2.3 液态金属成形件工艺过程设计 2.3.1 铸造工艺设计内容与步骤。 1、铸造工艺设计的内容。 大批量生产或大型铸件： 铸件图，铸造工艺过程图，铸型装配图， 小批量生产或一般产品： 铸件图，铸造