材料成型技术概要.ppt

第11章 材料成型技术 11.1 铸造 11.2 锻压 11.3 焊接 11.1 铸造 11.1.1 概述 11.1.2 金属的铸造性能 11.1.3 合金的收缩 11.1.4 铸件的结构设计 11.1.5 特种铸造 11.1.2 金属的铸造性能 合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。通常用流动性和收缩性来衡量。 1、流动性概念 流动性——液态合金的充型能力。 流动性好的合金： 易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件； 有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除； 易于补缩及热裂纹的弥合。 合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长，流动性越好。 11.1.3 合金的收缩 11.1.4 铸件的结构设计 卧式压铸机 常见的压铸件 离心铸造示意图 卧式离心铸造机 11.2.1 概述 11.2.2 自由锻 基本工序——拔长 基本工序——镦粗 基本工序——冲孔 基本工序 —— 弯曲 11.2.4 板料冲压 11.3 焊接 碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条 铸铁焊条 堆焊焊条 镍和镍合金焊条 铜和铜合金焊条 铝和铝合金焊条 1——焊缝区（熔化区） 2——熔合区（半熔化区） 3——热影响区 4——母材 11.2.3 模锻 1、概述 （1）定义：将加热后的坯料放在模膛内受压变形而获得锻件的一种加工方法。 （2）特点： 1）尺寸精度高； 2）锻件形状复杂； 3）操作简单，生产效率高； 4）流线完整、性能好。 （3）应用： 中、小型锻件的成批和大量生产。 2、模锻设备 1）模锻锤 可以镦粗、拔长、滚挤、弯曲、成形、预锻、终锻。 2）曲柄压力机 行程不能调节；不能拔长和滚挤；每个变形工步在一次行程 中完成。 3）平锻机 4）摩擦压锻机 螺杆与滑块非刚性连接，承受偏心能力差； 滑块行程、打击能量可自动调节。 3、锤上模锻工艺 模锻的变形工步和模锻模膛 变形——制坯（制坯模膛）——初步成形 ——模锻工步（模锻模膛）——最终成形。 制坯工步，制坯模膛（锻件初步成形） 模锻工步，模锻模膛（锻件最终成形） 弯曲连杆的多模膛锻模 1、板料冲压： 2、设备： 金属板料 产生分离、变形 冲压件 冲模和冲床 冲床——冲压设备 冲模——冲压工具（分上模和下模） （1）冲裁：板料沿封闭轮廓分离的工序（落料和冲孔）。 相同： 1、模具结构； 2、坯料变形过程。 落料 冲孔 （2）弯曲：将平直板料弯成一定的角度和圆弧。 （3）拉深：平面板料 → 开口中空形件。 （4）成形：使板料或半成品改变局部形状的工序。 刚模压坑 软模胀形 刚模胀形 4、特点： （1）可冲压形状复杂的零件，废料少； （2）冲件尺寸精度高，质量稳定，互换性好； （3）质量轻、强度高、刚性好； （4）操作简单，生产率高； （5）板料必须具备足够的塑性，冲模制造复杂、费用高。 5、板料冲压的应用：飞机、汽车、电机、仪器、仪表等。 11.3.1概述 1、定义：通过加热或加压，使焊件达到原子结合的一种加工方法。 2、种类： 熔化焊 —— 气焊、电弧焊、电渣焊等； 压力焊 —— 电阻焊、压力焊； 钎焊 —— 软钎焊、硬钎焊。 3、焊接的特点与应用 优点： 连接性能好，省工省料成本低，重量轻，简化工艺 缺点： 结构不可拆卸，焊接接头的组织、性能变坏，产生残余应力和变形，易产生焊接缺陷 应用： 金属结构件——自行车三角架、钢窗、锅炉、压力容器、管 道、船舶、车辆等； 机器部件——轴、齿轮、刀具等。 11.3.2 熔焊过程和焊接质量 1、熔焊冶金过程和电焊条 （1）熔焊的冶金过程 空气中的O2、N2、H2O在电弧的作用下： O2→2O发生氧化反应，焊缝性能降低； N2→2N高温熔入液态金属，冷却后形成气孔； H2O→2H+O形成气孔，产生氢脆。 保证焊缝质量措施： 减少有害元素进入熔池，消除已进入熔池的有害元素，增加金属元素。 （2）电焊条 1）焊条的组成： 专用焊接金属丝， 由多种矿石粉和 铁合金配成。 专用焊接金属丝 由多种矿石粉铁合金配成 2）焊芯的作用： 作电极传导电流，产生电弧；作填充金属（调整成分） 3）药皮的作用： 机械保护作用(气体和熔渣) 冶金处理（熔渣） 改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定） （3）焊条的种类、型号与牌号 种类 按用途分 按熔渣性质分 酸性焊条（SiO2、MnO等） 碱性焊条（CaO、FeO等） 碱性焊条和酸性焊条的特性： 碱性焊条： 机械性能好（韧性高，抗裂性好）；焊接工艺性能差；对油污、锈、水敏感性大；排出有毒烟尘。 酸性焊条与碱性焊条相反 （4）焊条的选用 选用原则： 焊缝和母材具有相同水平的使