《材料成形技术基础》串讲资料-辽宁自考网.doc

《材料成形技术基础》串讲资料 （2012年10月18日整理） 第一章 1.铸造：将液态金属注到与零件形状、尺寸相适应的铸型形腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法，称为铸造。 优点：能够制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，而且铸件大小不受限制，重量可从几克到几百吨。成本低。 缺点：是易产生组织疏松、晶粒粗大，内部易产生孔、缩孔、气孔等缺陷。铸件的废品率较高；劳动条件比较差。 2.糊状凝固：如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较为平坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在固体层，而液、固并存的凝固区贯穿整个断面。由于这种凝固方式与水泥类似，即先呈糊状而后固化，故称为糊状凝固。 3.影响铸件凝固方式的因素： 影响铸件凝固方式的主要因素有合金的结晶温度范围和铸件的温度梯度。 （1）合金的结晶温度范围 合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固。 （2）铸件的温度梯度 在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决于铸件内外层间的温度梯度。若铸件的温度梯度由小变大，则其对应的凝固区域又宽变窄。 4.影响合金充型能力的主要因素有： （1）合金的流动性 熔融合金自身的流动的能力。 5.决定合金流动性的因素主要有： 合金的种类； 合金的成分； 杂质与含气量； 6.铸型的蓄热能力：表示铸型从熔融合金中吸收并传出热量的能力。 7.合金的收缩 （1) 收缩的概念：合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象，称为收缩。 合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，通常以本收缩率来表示。这是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。固态收缩时铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 （2）影响收缩的因素 1）化学成分；2）浇注温度；3）铸件结构和铸型条件； 8.防止缩孔和缩松的主要工艺措施有： 按照定向凝固原则进行凝固：定向凝固原则是指采用各种工艺措施使铸件上从远离冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序地凝固。 合理地确定内浇道位置及浇注工艺； 合理地应用冒口。 9.铸件各部分由于冷却速度不同、收缩量不同而引起的阻碍称热阻碍，铸型、型芯对铸件收缩的阻碍，称机械阻碍。 10当残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时，铸件将发生塑性变形，当铸造应力超过材料的抗拉强度时，铸件将产生裂纹。 11.塑性差的合金较易产生裂纹，塑性好的合金因内应力可通过其塑性变形来自行缓解，冷裂倾向小。 金属的塑性成型 次塑性加工是冶金工业中生产板材、型材、管材、线材等的加工方法。 轧制是使金属坯料在两个旋转轧辊间的特定空间内产生塑性变形，以获得一定截面形状材料的塑性成型方法。 挤压是在金属坯料的后端施加一定的压力，使其通过一定形状和尺寸的模孔产生塑性变形，以获得符合模孔截面形状的型材或零件的塑性成形方法。 塑性成形工艺特点是： （1）力学性能好 金属塑性成形过程中，能将坯料中的缩孔、缩松压合，使其组织致密，还可以细化晶粒，使制件性能得以提高。 （2）材料利用率高 （3）生产效率高 （4）尺寸精度高 在钢锭组织的晶界上存在着一些过剩相和夹杂物，塑性变形时，随金属晶粒的变形方向被拉长或击碎呈链状分布，金属再结晶后也不会改变，仍然保留下来，使金属组织具有一定方向性，称为纤维组织，即流线。 自由锻造工艺规程的内容包括： （1）绘制锻件图，制定锻件技术条件。 （2）确定锻造工序和锻造比。 （3）计算坯料重量，选择坯料尺寸。 （4）选择锻压设备。 （5）确定锻造温度范围和加热、冷却规范。 （6）填写锻造工艺卡片等。 100KG以下的小型锻件，选择空气锤。1500KG以下的锻件，选择蒸气空气锤。 加热的目的是为了提高金属的塑性，减少变形抗力，使易于变形，并获得良好的锻后组织和力学性能。 将材料允许加热的最高温度称为始锻温度。随着锻压加工的进行，金属坯料的温度下降，塑性变差，抗力增加，到一定程度时，不宜再继续变形，否则将出现裂纹，这时的温度称为终锻温度。 始锻温度一般取固相线以下150-200；终锻温度一般高于金属的再结晶温度50-100。 摩擦压力机广泛用于中小型锻件的中小批模锻生产，如螺栓、齿轮、三通阀体等。 板料冲压与其他加工方法相比具有以下特点： （1）可冲制形状复杂的零件，且废料、较少。 （2）产品具有足够的精度和较低的表面粗糙度，互换性好。 （3）能获得质量轻，材料消耗少，强度和刚度较高的零件。 （4）冲压工艺操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产率高，成本低。 弯曲时，金属的塑性变形集中在公模尖角的狭窄区域内。金属的外侧受拉应力的作用，产生拉伸变形，金属的内侧受压应力作用，产生压缩变形。。 第三章 材料的连接成形 焊接热影响区是指焊接两侧金属