材料热加工(材料成型技术)精编.doc

北京理工大学 工程训练中心 热加工（材料成形） 目录 1 铸造 1 1.1铸造的定义及分类 1 1.2 砂型铸造生产 1 1.2.1 砂型铸造的生产工艺过程： 1 1.2.2 砂箱装配图： 1 1.3 浇注系统的组成 2 1.4 铸造工艺图 2 1.5 铸造缺陷 3 2 锻造 4 2.1 定义 4 2.2 锻造的分类 4 2.3 锻造加热 4 2.4 锻造设备： 4 3 冲压/钣金工艺 5 3.1 定义 5 3.2 基本工序 5 3.3 冲模结构 5 4 焊接 6 4.1 定义 6 4.2 分类 6 4.3 手工电弧焊 6 4.4 焊接工艺参数 6 4.5 气焊 7 4.5.1 气焊火焰 7 4.5.2 气焊设备 9 4.6 氧气切割 9 4.7 焊接接头种类及焊接位置 10 4.8 焊接缺陷 10 5 热处理 11 北理工 工程训练中心 郑艺（zhengyi2011@163.com） 1 铸造 1.1铸造的定义及分类 铸造的实质是基于液态成形。 定义：是将熔炼的化学成分合格的液态金属浇注到铸型型腔中，冷却凝固后获得毛坯或零件的方法成为铸造。 铸造分为：砂型铸造和特种铸造。特种铸造方法有：金属型铸造、压力铸造、低压铸造、熔模铸造、离心铸造。 1.2 砂型铸造生产 1.2.1 砂型铸造的生产工艺过程： 在生产中需要配制型砂和芯砂。型砂的组成有4种：石英砂、水、粘接剂、附加物。 型砂的性能包括：可塑性、强度、耐火性、透气性、退让性。 造型方法分为手工造型和机器造型。手工造型方法又分为：整模造型、分模造型、挖沙造型、活块造型、三箱造型等。 1.2.2 砂箱装配图： 1.熔化金属2.浇包3.排气孔4.上箱5.总排气孔6.型腔7.型芯8.型砂9.下箱 1.3 浇注系统的组成 外浇口——承接液态金属，并挡渣； 直浇道——垂直通道，形成充型压力； 横浇道——水平通道，挡渣； 内浇口——控制流速、流向，调节凝固顺序。 冒口—— 用于补缩,设在铸件厚大截面处 1.4 铸造工艺图 1、浇注位置——浇注时，铸件在铸型中所处的 空间位置， 重要表面应朝下放置或立放。 2、分型面——上下铸型分界面。考虑出模和造型方便。 ①加工余量——铸件需要加工的表面上预先附加的金属层。 ②起模斜度——便于模样取出，平行于起模方向。 ③铸造圆角——铸件两壁相交处的圆弧过渡。 ④收缩余量——补偿铸件收缩而增大的数值。不同的合金收缩率不同：灰铸铁0.8-1.0%,铸钢1.8-2.2%,铸铝1.5% ⑤确定型芯——形成铸件的内腔结构。芯体、芯头 1.5 铸造缺陷 类别 缺陷名称与特征 主要原因分析 形 状 尺 寸 不 合 格 浇不足 (pouring shortfall) 有未充满部分 形状不完整 1.浇注温度过低 2.液体金属量不足 3.浇道截面太小,未开出气口 4.局部过薄-结构不合理 冷隔 (cold partition) 有未完全融合缝隙 接头处边缘圆滑 1.浇注温度过低 2.断流,浇注速度太慢 3.浇道位置不当,浇道截面太小 4.局部过薄-结构不合理 5.合金流动性较差 孔 洞 气孔 （pore） 表面或内部 大小不等，内壁光滑，多呈圆形 1.气体太多 型砂太湿，起模、修型时刷水太多 型芯未烘干或通气孔堵塞 金属液中含气太多 2.透气性不好 舂砂太紧或型砂透气性不好 浇注系统不合理，气体排不出 砂眼 （sand small hole） 表面或内部 有充满砂粒的孔洞，孔形不规则 1.砂型掉砂 型砂强度不够，未舂紧 合箱时砂型局部挤坏 浇注系统不合理，无圆角或太小 2.带入砂 型腔、浇道内散砂未吹尽 缩孔 (shrinkage cavity) 厚截面处 形状不规则，内壁粗糙 1.冒口设置不合理 2.合金成分不合格，收缩过大 3.浇注温度过高 4.铸件设计不合理，无法进行补缩 2 锻造 2.1 定义 锻造的实质是塑性变形 定义：是在外力作用下，使金属产生塑性变形，改变其形状、尺寸，改善组织性能的成形工艺方法。 与铸造件相比，锻造能够打碎内部枝晶，使工件组织之谜，力学性能高。所以锻造件一般适用于受力大，工作载荷大的工作条件，例如轧辊、曲轴等。 2.2 锻造的分类 锻造分为：自由锻、模锻和胎模锻 自由锻的工序分为：辅助工序、基本工序、精修工序。 基本工序又分为：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、错移、切割等。 2.3 锻造加热 锻造加热的目的，是为了提高塑性，降低变形抗力。 锻造加热缺陷 ①氧化与脱碳 材料烧损，表层硬度下降，控制在余量范围内。 ②过热 晶粒粗大，塑性下降，锻打时易开裂，应避免。 ③过烧 接近熔点