材料成形技术基础知识点总结精要.doc

材料成形技术基础第一章 1-1 铸造的实质、特点与应用 铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。 铸造的实质 利用了液体的流动形成。 铸造的特点 A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）； B成本低 C工序多，质量不稳定，废品率高 D力学性能较同样材料的锻件差。力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀 铸造的应用 铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。 铸造工艺基础 铸件的凝固 （1）铸造合金的结晶 结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。它由晶核的形成和长大两部分组成。通常情况下，铸件的结晶有如下特点： A以非均质形核为主 B以枝状晶方式生长为主。 结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。 （2）铸件的凝固方式 逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固 B糊状凝固 C中间凝固 合金的铸造性能 （1）流动性 合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。 生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手： A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好； B 提高浇注温度，延长金属流动时间； C 提高充填能力 D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。 （2）收缩性 A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。 具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断面，发达的枝状晶彼此相互交错而把尚未结晶的金属液分割成许多小而分散的封闭区域，当该区域内的金属液凝固时，收缩得不到外来金属液的补偿，而形成了分散的小缩孔，即缩松。这类合金即采用顺序凝固加冒口的措施也无法彻底消除缩松缺陷。因此，对于气密性要求不高，而要求内应力小的场合可采用同时凝固措施来满足要求。 B 铸件内应力主要是由于铸件在固态下的收缩受阻而英气的。这些阻碍包括机械阻碍和热阻碍。 热应力与铸件结构有关。壁厚不均铸件，冷却过程中各部分冷速不一，薄壁部分有趣冷速快，率先从塑性变形阶段进入弹性变形阶段，此时，由于厚壁部分仍处于塑性变形收缩时， 由于这两部分为一整体，厚壁部分的弹性收缩必然收到薄壁部分对它的拉应力，而薄壁部分则收到相反的力——压应力，。因此，必须尽力那个使铸件壁厚均匀，避免金属局部积聚，以减小热应力。 铸件的内应力将导致铸件变形，甚至开裂。 1-2铸造方法 铸造按工艺方法分为砂型铸造和特种铸造 砂型铸造 1、砂型铸造的特点: （1）生产周期短，产品成本低； （2）产品批量、大小不受限制； （3）劳动强度大，劳动条件较差； （4）铸件质量不稳定，易产生缺陷。 常用砂型主要特点及适用范围 铸型种类 铸型特征 主要特点 适用范围 湿砂型 以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注的砂型 生产周期短、效率高，易于实现机械化、自动化，设备投资和能耗低；但铸型强度低、发气量大，易于产生铸造缺陷 单件或批量生产，尤其是大批量生产。广泛用于铝合金、镁合金和铸铁件 干砂型 经过烘干的高粘土含量的砂型 铸型强度和透气性较高，发气量小，故铸造缺陷较少；但生产周期长，设备投资较大，能耗较高，且难于实现机械化和自动化 单件、小批生产质量要求较高，结构复杂的中、大型铸件 湿砂型 以粘土做粘结剂，不经烘干可直接进行浇注的砂型 生产周期短、效率高，易于实现机械化、自动化，设备投资和能耗低；但铸型强度低、发气量大，易于产生铸造缺陷 单件或批量生产，尤其是大批量生产。广泛用于铝合金、镁合金和铸铁件 干砂型 经过烘干的高粘土含量的砂型 铸型强度和透气性较高，发气量小，故铸造缺陷较少；但生产周期长，设备投资较大，能耗较高，且难于实现机械化和自动化 单件、小批生产质量要求较高，结构复杂的中、大型铸件 2、常用的造型方法 按使用的工具不同，分为手工造型和机器造型。 （1）手工造型：指全部用手