机械制造基础课题三-金属材料与非金属材料的成型.pptx

课题三 金属材料与非金属材料的成型; 学习情境一 金属的凝固成型;2、铸造的分类;3、金属的铸造性能;二、砂型铸造;2、造型材料;3、造型和造芯;整模造型：整模造型过程如图所示。其特点是模样为一整体，放在一个砂箱内，能避免铸件出现错型缺陷，造型操作简单，铸件的尺寸精度高。适用于形状简单、最大截面在端部且为平面的铸件。;分模造型：分模造型过程如图所示。为了便于造型时将模样从砂型内起出，模样沿最大截面处分开。造出的铸型型腔不在同一砂箱中，上下铸型错移会造成铸件错型。这种方法操作也很简便，对各种铸件的适应性好，应用最为广泛。 ;挖砂造型：有些铸件外形轮廓为曲面，但又要求整模造型，则造型时需挖出阻碍起模的型砂。挖砂造型要求准确挖砂至模样的最大截面处，技术要求较高，生产率低，只适合单件小批量、最大截面不在端部且模样又不便分开的铸件的生产。;刮板造型：刮板造型时用一个与铸件截面形状相应的刮板代替模样，来刮出所需铸型的型腔。刮板造型节省了模样材料和模样加工，但操作费时，生产率较低，多适用于单件、小批量，尤其是尺寸较大的旋转体铸件的生产。;;最常用的造芯方法是用芯盒造芯。将芯砂填入芯盒，经紧砂、脱盒、烘干、修整后即可制成型芯。根据结构的不同，芯盒可分为整体式、对开式、可拆式等结构形式。 根据填砂与紧砂的方法不同，造芯也可分为手工造芯和机器造芯。前者主要用于单件小批量生产，生产批量大时应采用机器造芯。 由于型芯是放置于砂型内腔的，浇注时受四周金属的包围，因此制造型芯时除采用合适的芯砂外，还需在型芯中放置芯骨，并将型芯烘干以增加强度。在型芯中应做出通气孔，将浇注时产生的气体由型芯经芯头通至铸型外，以免铸件产生气孔缺陷。;浇注系统是指为将金属液体注入型腔而在铸型中开设的一系列通道。它是在造型时利用一定的模样来形成的。浇注系统包括冒口在内，统称为浇冒系统。;合型是铸型的装配工序。合型要保证砂型型腔的几何形状、尺寸的准确性，并检查型芯的安放是否稳固。在型芯放好后，必须详细检查各个部分，才能扣上上型，然后放置浇口杯。扣型时应防止偏差或错型，合型后，为防浇注时上砂箱被金属液抬起，造成抬型、射箱（铁液流出箱外）或跑火（着火的气体窜出箱外）事故，应将上、下两型紧扣或放上压箱铁。;三、铸造工艺设计;2、分型面的选择;3、工艺参数的确定;砂型铸造铸件表面粗糙，须留有较大的切削加工余量，废品率较高，生产效率低，劳动条件差等，为了克服上述缺点，实践中有一些与砂型铸造不同的铸造方法，这些方法统称为特种铸造。 1.熔模铸造 2.金属型铸造 3.离心铸造 4.压力铸造; 学习情境二 金属的塑性成形;2）多晶体的塑性变形 多晶体的塑性变形与单晶体比较无本质上的区别，一般可分为晶内变形和晶间变形两种形式。晶粒本身的塑性变形称晶内变形。晶粒与晶粒之间的相对滑动或转动称为晶间变形。 晶内变形方式和单晶体的塑性变形方式一样，也是滑移和孪生。但多晶体由许多形状、大小、位相不同的晶粒组成，各晶粒在塑性变形时将受到周围位相不同的晶粒及晶界的影响。因此在外力的作用下，各个晶粒产生滑移变形的难易程度有很大差别。 ?;2、金属的冷塑性变形;2）冷塑性变形对金属性能的影响;冷变形金属加热时组织和性能的变化;1）热变形对金属组织的影响 改善铸态组织，如气泡、缩孔、疏松在高温下焊合，提高了金属的致密程度。铸态的粗大柱状晶通过变形破碎，经再结晶退火使晶粒细化。一些合金钢组织中的大块初生碳化物在变形中被粉碎，并使其分布状况得到了改善等等。在热加工过程中，钢锭中的粗大枝晶和各种夹杂物都沿变形方向伸长，形成流线，这种流线即称为纤维组织。 2）热变形对金属性能的影响 金属的热变形提高了金属的力学性能。钢经热变形加工后，有时会出现带状组织，这是由于铸态组织中存在较严重的偏析，或终锻（轧）温度过低造成的，这些带状组织应认为是一种缺陷。纤维组织和带状组织的存在，使金属材料力学性能呈现各向异性，在沿纤维伸展的方向上，具有较高的抗拉强度，而在垂直于纤维伸展的方向上抗剪强度较大。 ?;金属的冷、热变形通常是以再结晶温度为界加以区分。 在再结晶温度以上，加工后不造成加工硬化的塑性变形叫做热变形。由于热变形的温度高于再结晶温度，变形所引起的加工硬化很快又发生了再结晶过程，因此，也可以把热变形过程看做是加工硬化和再结晶两个过程叠加的结果。因此，可以用较小的能量获得较大的变形量。适合于尺寸较大、形状比较复杂的工件变形加工。热变形产品表面易形成氧化皮，尺寸精度和表面质量较低，而且劳动条件较差。自由锻、热模锻、热轧等工艺都属于热变形范畴。 冷变形是指坯料低于再结晶温度状态下进行的变形加工。变形后具有明显的加工硬化现象，所