武汉理工大学,金属工艺学第12章 特种压力加工
《金属工艺学》课程笔记
《金属工艺学》课程笔记第一章：绪论，金属材料主要性能一、金属材料的基本概念1. 金属金属是一种具有金属光泽、良好的导电性、导热性和可塑性的物质。
在自然界中，金属以元素形式存在或者以化合物的形式存在。
2. 合金合金是由两种或两种以上的金属，或者金属与非金属通过熔合制成的具有金属特性的物质。
合金的性能通常优于其组成的纯金属。
二、金属材料的分类1. 按化学成分分类- 纯金属：如铁、铜、铝等。
- 合金：如不锈钢、黄铜、青铜等。
2. 按用途分类- 结构材料：用于承受力的材料，如建筑用钢材、飞机用铝合金。
- 功能材料：具有特殊物理、化学或生物功能的材料，如超导材料、形状记忆合金。
3. 按冶金工艺分类- 铸造合金：适用于铸造工艺的合金，如铸铁、铸钢。
- 变形合金：适用于压力加工的合金，如冷轧钢板、热轧型钢。
三、金属材料的主要性能1. 物理性能- 密度：不同金属的密度差异较大，如铁的密度约为7.87 g/cm³，铝的密度约为2.70 g/cm³。
- 熔点：金属的熔点范围很广，如钨的熔点高达3422°C，而汞的熔点为-38.83°C。
- 导电性：金属的导电性通常很好，银的导电性最高，铜和铝也具有良好的导电性。
- 导热性：金属的导热性与其导电性有关，银的导热性最好，其次是铜和铝。
2. 化学性能- 耐腐蚀性：金属在特定环境下的抗腐蚀能力，如不锈钢在空气中具有良好的耐腐蚀性。
- 抗氧化性：金属在高温下抵抗氧化的能力，如镍基合金在高温下具有良好的抗氧化性。
3. 力学性能- 强度：金属抵抗外力作用的能力，分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
- 塑性：金属在受力时产生永久变形而不破裂的能力，如金、银具有良好的塑性。
- 韧性：金属在受到冲击载荷时吸收能量并产生塑性变形的能力，如低碳钢具有较高的韧性。
- 硬度：金属抵抗局部塑性变形的能力，常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度等。
四、影响金属材料性能的因素1. 化学成分：不同元素的加入会改变金属的晶格结构，从而影响其性能。
金属工艺学(专科)武汉理工大学 在线作业答案
金属工艺学(专科)-作业答案一、判断1、电焊条焊芯的作用是用于导电的。
（B）A. 正确B. 错误2、金属加热温度越高，可锻性越好。
（B）A. 正确B. 错误3、自由锻件上应避免锥体或斜面结构。
（A）A. 正确B. 错误4、生产类型就是指年产量。
（B）A. 正确B. 错误5、生产类型就是指生产批量。
（A）A. 正确B. 错误6、铸造合金的铸造性能主要包括合金的流动性和合金的收缩。
（A）A. 正确B. 错误7、含碳量4.3﹪的灰口铸铁铁水的流动性最好。
（B）A. 正确B. 错误8、加工铸铁等脆性材料和采用硬质合金高速切削时，不采用切削液。
（A）A. 正确B. 错误9、分模面在锻件上的位置是否合适，关系到锻件成形、锻件出模、材料利用率及锻模加工等。
（A）A. 正确B. 错误10、孕育铸铁由于晶粒细化，所以它是一种高强度铸铁。
（B）A. 正确B. 错误11、车床上的四爪卡盘是用来装夹回转体零件的。
（B）A. 正确B. 错误12、点焊就是用焊条每隔一定距离焊一个焊点。
（B）A. 正确B. 错误13、一般进行热处理的钢都是镇静钢。
（A）A. 正确B. 错误14、闪光对焊对接头清理工作要求不高。
（A）A. 正确B. 错误15、共晶成分的铸铁是在恒温下结晶的，所以结晶后不会产生集中缩孔。
（B）A. 正确B. 错误16、钢的质量好坏是按其中的碳含量来区分的。
（B）A. 正确B. 错误17、钎焊焊前焊件准备（加工、清理、装配）工作要求高。
（A）A. 正确B. 错误18、采用直流电焊机焊接时，反接法就是焊条接正极，工件接负极。
（A）A. 正确B. 错误19、气焊焊接黄铜时应该采用中性焰。
（B）A. 正确B. 错误20、由于扩孔钻钻芯截面较大，故可对孔进行精加工。
（B）A. 正确B. 错误21、车外圆时可以用丝杠走刀。
（B）A. 正确B. 错误22、把钢加热成为奥氏体后速冷到Ms线以上等温一段时间再冷却下来的热处理叫分级淬火。
金属工艺学课程教学大纲
《金属工艺学》课程教学大纲课内学时54（3学分）实习时间2周大纲正文一、理论教学内容绪论金属工艺学的性质、目的和任务。
机器制造过程。
机械制造工业在国民经济中的地位和作用。
课程教学基本要求与学习方法。
第一部分热加工(一)金屑材料的基本知识1．金属材料的力学性能力学性能的概念。
力学性能主要指标(强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度)的符号、单位、物理意义与试验方法。
2．金属的晶体结构与结晶纯金属的晶体结构，纯金属的结晶过程。
冷却曲线和过冷度。
晶粒、晶界、晶格、晶胞、晶面的概念。
晶粒大小对金属力学性能的影响。
金属的同素异构转变。
3．合金的相结构与相图合金的相结构。
二元合金相图的概念。
4．铁碳合金铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。
典型铁碳合金的组织转变。
铁碳合金相图的应用。
5．钢的热处理热处理的基本概念。
钢在加热和冷却时的组织转变。
钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。
钢的表面淬火和化学热处理。
6．常用钢材含碳量和常存元素对碳钢力学性能的影响。
钢的分类、牌号和用途。
(二)铸造1．铸造的实质、特点及应用范围。
铸造方法分类。
2．合金铸造性能充型能力和流动性的概念。
充型能力和流动性对铸件质量的影响。
影响充型能力和流动性的主要因素，提高充型能力和流动性的主要措施。
收缩的概念。
铸造应力、收缩对铸件质量的影响。
缩孔、缩松、变形、裂纹等铸造缺陷的形成机理和防止措施。
3．常用合金铸件及其生产灰铸铁件：灰铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。
铸铁的石墨化。
孕育处理。
灰铸铁件的生产特点。
球墨铸铁件：球墨铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。
球墨铸铁件的生产工艺和铸造工艺特点。
可锻铸铁件：可锻铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。
可锻铸铁件的制造过程和铸造工艺特点。
蠕墨铸铁件和合金铸铁件。
铸铁的熔炼：冲天炉的工作原理。
铁水温度和化学成分的控制。
铸钢件、铜合金铸件和铝合金铸件生产。
4．砂型铸造及铸造工艺规程设计铸造工艺规程设计的意义、内容及步骤。
(完整word版)金属工艺学A卷及答案
武汉理工大学《金属工艺学》考试试题 (A卷)站点：姓名：专业：层次一、填空题（每空1，共40分）1、金属的力学性能主要有__________ ___________ ____________等。
2、铁碳合金室温的基本组织有________ ________ _______ _______和_________等。
3、常见碳素钢按含碳量分为__________ _________ __________。
4、热处理工艺过程都由__________ ___________ ___________ 三个阶段组成.。
5、常用的整体热处理有_________ __________ __________ ___________等。
6、铸铁按碳存在形式分____________ ____________ ___________ ___________等.7、灰铸铁按基本组织的不同分___________ ___________ _____________8、工业上广泛应用的铜合金按化学成分的不同分_________ _________ __________。
9、划线可分为___________ 和___________。
10、切削用量主要有___________ ____________ ____________称为切削用量三要素。
11、通常把铸造分为____________ ____________两大类。
12、焊条电弧焊常用的引弧方法有____________ 和____________。
13、钻孔工具主要是麻花钻，它由__________ _________和___________组成。
二、单项选择题（每个1分，共40分）1、金属材料表现出是力学性能的是A 导电性B 抗氧化性C 导热性D 硬度2、式样拉断前承受的最大标称拉应力称为A 屈服强度B抗拉强度 C 塑性强度 D 抗压强度3、常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和A 硬度B 强度C 断面收缩率D 屈服极限4、金属的韧性通常随温度降低A 变好B 变差C 不变D 都不对5、铁碳合金相图中，ECF线是A 液相线B 共析线C 固相线D 共晶线6、钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于A 0.77%B 2.11%C 4.3%D 6.69%7、碳钢中常有杂质存在，其中有害元素是A 硅B 锰C 硫D 碳8、钢号45的优质碳素结构钢，其平均含碳量是A 45%B 4.5%C 0.45%D 0.045%9、对铸钢ZG200——400说法正确的是A 200是屈服点的最低值B 200是抗拉强度最低值C 400是屈服点最低值D 400是抗拉强度最高值10、淬火后主要获得的室温组织为A 奥氏体B 渗碳体C 贝氏体D 马氏体或贝氏体11、对40Gr的说法正确的是A 渗碳钢B 调质钢C 工具钢D 高速钢12、下列用于制造弹簧的优质碳素结构钢为A Q195B 08FC 35D 6513、T12中含碳量平均为A 12%B 0.12%C 1.2%D 0.012%14、对完全退火说法正确的是A 能降低硬度B 主要用于共析钢C退火后组织为奥氏体D 不利于切削加工15、合金钢淬火时一般选用的冷却介质为A 水B 油C 盐水D 石灰水16、以提高钢件表面耐蚀力为目的，可选A 渗碳B 淬火C 高频加热表面淬火D渗氮17、对W18Gr4V多次回火说法正确的是A 硬度降低B 硬度升高C硬度不变 D 都不对18、可锻铸铁中石墨是A 大片状B 团絮状C 球状D 蠕虫状19、当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850——950保温，目的是A 石墨细化B 石墨分解C 渗碳体分解为石墨C 石墨分解为渗碳体日20、对防锈铝性能说法正确的是A 可焊接B 可不变形C 强度比纯铝低D 塑性差21、对青铜说法错误的是A Wsn＜5%适于冷加工B Wsn＝5%—7%适于热加工C Wsn＞10%适于铸造 C Wsn＞20%时塑性最好22、下列是热固性塑料的是A 电玉B 聚乙烯C 聚丙烯D 氟塑料23、安全玻璃是A 一种塑料B 橡胶制品C 陶瓷制品D玻璃复层24、有一轴图标尺寸∮20.045，选测量工具为A 游标卡尺B 百分表C 钢直尺D 千分尺25、对钳工加工特点说法正确的是A 可大批量生产B 制造高精度零件C 劳动强队小D 生产率高26、削时，身体的重心要落在A左脚 B 右脚 C 左右脚皆可 D 右脚弯曲27、锉削时，锉刀往返一次速度一般为每分钟A 10次B 10——20次C 20——30次D 30——60次28、有一材料测量硬度为HBW500，对测量压头说法正确的是A 圆硬质合金球体B 圆钢球C 金刚石圆锥D 金刚石四棱29、材料的冲击韧性值越大，其韧性A 越好B 越差C 两者无关D 以上都不对30、铁碳合金相图中PSK线为共析线，其共析产物是A 铁素体B 珠光体C 奥氏体D 莱氏体31、在铁碳合金相图中ACEF线以下任意成分的铁碳合金均为A 固体B 液体C 液——固共存D 都不对32、碳素钢中含碳量为20%时，这种钢是A 低碳钢B 中碳钢C 高碳钢D碳素工具钢33、正火与退火比正确的是A 正火成本高B正火时间长 C 正火硬度高 D 正火后强度低34、铸铁薄壁处出现白口现象，原因主要是A 化学成分B 冷却太慢C 冷却太快D 都不对35、对可锻铸铁描述正确的是A 可铸造B 石墨团絮状C 强度比灰铁低D 退火时间短36、被称为“硅铝明”的合金铝是A 防锈铝B 变形铝合金C 铸造铝合金D 超硬铝37、橡胶的说法错误的是A 低的弹性B 吸振性好C 易老化D 良好绝缘性38、百分表说法正确的是A 刻度为0.1MMB 刻度为0.01MMC 能测量绝对数值D 小指针每格读数为0.01MM39、为达到尺寸精度和表面粗糙度要求应A 选粗锉刀B 交叉挫C 推挫D 中细锉刀，顺向挫40、对螺纹加工说法错误的是A 攻螺纹前先钻孔B 丝锥用来加工外螺纹C 板牙加工外螺纹D 套丝前，先确定圆杆直径三、简答题（每题6分，共12分）1、金属的晶粒大小对其力学性能有何影响？如何控制液态金属的结晶过程，以获得细小晶粒？2、阐述产生焊接应力和变形的原因。
金属工艺学——武汉理工大学
一、单选( 每题参考分值2.5分 )1、下列材料中那种钢的锻造性能最好（）。
A. T12 AB. 45C. 20D. 9SiCr正确答案：【C】2、牌号为KHT350-04的铸铁的石墨形态是（）A. 片状B. 蠕虫状C. 球状D. 团絮状正确答案：【D】3、键槽加工应选用（）。
A. 车削B. 铣削C. 刨削D. 磨削正确答案：【B】4、机床型号“CA6140”表示（）。
A. 车床类B. 铣床类C. 磨床类D. 刨床类正确答案：【A】5、下列材料中流动性最好的是（）。
A. ZG35B. QT400－15C. HT200D. ZL102正确答案：【C】6、锻件拔长时，其锻造比Y应等于（）。
A. 坯料体积与锻件体积之比B. 锻件最大截面积与坯料截面积之比C. 坯料截面积与拔长后最大截面积之比D. 坯料长度与锻件长度之比正确答案：【C】7、特别适合焊接异种金属的焊接方法是（）。
A. 摩擦焊B. 电渣焊C. 闪光对焊D. 手工电弧焊正确答案：【A】8、在切削铸铁等脆性材料时，得到的切削类型是（）A. 带状切屑B. 节状切屑C. 粒状切屑D. 崩脆切屑正确答案：【D】9、在下列孔加工方法中，能加工孔内环形槽的是（）。
A. 钻孔B. 扩孔C. 铰孔D. 镗孔正确答案：【D】10、确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是（）。
A. 操作方便B. 保证铸件精度C. 利于铸件补缩D. 保证充型正确答案：【B】11、为简化锻件形状，将小孔、凹档、小台阶不予锻出而添加的那部分金属，称为（）。
A. 敷料（余块）B. 余量C. 坯料D. 料头正确答案：【A】12、变形工序中拉深系数的选择一般不小于________，坯料塑性差取________限。
（）A. 0.5-0.8、上B. 0.2-0.6、上C. 0.5-0.8、下D. 0.2-0.6、下正确答案：【A】13、金属压力加工不是指（）。
A. 自由锻B. 板料冲压C. 压力铸造D. 冲裁正确答案：【C】14、下列材料中可锻性最好的是（）。
《金属工艺基础》课件—12特种加工技术
3、离子束加工
➢离子束加工特点
➢易于精确控制。由于离子束可以通过离子光学系统进行扫 描，使离子束可以聚焦到光斑直径lμm以内进行加工，同时 离子束流密度和离子的能量可以精确控制，因此能精确控 制加工效果，如控制注入深度和浓度。 ➢加工洁净。因加工是在真空中进行，离子的纯度比较高， 因此特别适合于加工易氧化的金属、合金和半导体材料等。 ➢加工应力变形小。离子束加工是靠离子撞击工件表面的原 子而实现的，这是一种微观作用，宏观作用力很小，不会引 起工件产生应力和变形，对脆性、半导体#、高分子等材料都 可以加工。
2、电子束加工
➢工作原理
➢电子束加工特点
➢能量密度高。电子束聚焦点范围小，能量密度高，适合于 加工精微深孔和窄缝等。且加工速度快，效率高。 ➢工件变形小。适合于加工脆性、韧性、导体、半导体、非 导体以及热敏性材料。 ➢加工点上化学纯度高。适合于加工易氧化的金属及合金材 料，特别是要求纯度极高的半导体材料。 ➢可控性好。电子束的强度和位置均可由电、磁的方法直接 控制，便于实现自动化加工。
➢电解加工的应用
➢电解加工广泛应用于模具的型腔加工，枪炮的膛线加工， 发电机的叶片加工、深孔加工，以及电解抛光、倒棱、去毛 刺等。
12.5 超声波加工
1、超声波加工的原理
➢超声波加工的特点
➢适合脆性材料工件加工。材料越脆，加工效率越高，可加 工脆性非金属材料，如玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石、金刚石等 ，但硬度高、脆性较大的金属，如淬火钢、硬质合金等的加 工效率低。 ➢机床结构简单，较软工具可以复杂设制、成型运动简单。 ➢宏观力小的冷加工工艺，无热应力、无烧伤、可加工薄壁 、窄缝、低刚度零件。
➢工作原理
➢电解加工特点
➢不受材料硬度的限制，能加工任何高硬度、高韧性的导电 材料，并能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的形面和 型腔。 ➢与电火花加工相比，加工形面和型腔效率高5—10倍。 ➢加工过程中阴极损耗小。 ➢加工表面质量好，无毛刺、残余应力和变形层。 ➢加工设备投资较大，有污染，需防护。
武汉理工大学《金属工艺学》复习
将熔炼好的液态金属浇注到与零件的形状和尺寸相适应的铸型型腔中，待其 冷却凝固后，所获得毛坯或零件的成型方法，称为铸造。 液态金属充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰的成型件的能力，称为充 型能力。充型能力不足时会产生浇不足、冷隔、夹砂、气孔、夹渣等缺陷 影响充型能力的因素 合金的流动性；浇注条件（浇注温度，充型压力）；铸型填充条件（铸型蓄 热能力，铸型温度，铸型中的气体）；铸件结构。
铸造工艺参数：
机械加工余量和铸孔；铸造收缩率；拔模斜度；铸造圆角。
定性地绘出图示零件的铸造工艺图
先绘出零件图，再在零件图上表示出浇注位置、分型面、加工余量、拔模 斜度、型芯轮廓 （P98）
课件画工艺图部分
铸件的结构设计（教材 、课件及作业相关部分）
压力加工
金属压力加工 定义：金属压力加工是指固态金属在外力作用下产生塑性变 形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方 法，又称金属塑性加工。
焊缝的布置
焊缝分散布置的设计
焊缝对称布置的设计
焊缝避开最大应力集中位置的设计
焊缝远离机械加工表面的的设计
焊缝的布置
焊缝位置便于手弧焊的设计
便于自动焊的设计
便于点焊及缝隙焊的设计
错误的焊缝布置
焊接顺序原则：先自由后约束
切削加工
切削运动
机 床 名 称 卧 式 车 床 钻 床 主运动 进给运动 机床 名称 主运动 进给运动
需一副冲孔模、一副落料模。 冲孔模：φ凸=φ孔=100 φ凹=φ凸+Z=100+0.2=100.2 落料模：φ凹=φ落料=200 φ凸=φ凹－Z=200－0.2=199.8
焊 接
焊接方法分类：熔焊，压焊，钎焊
电弧焊
《金属工艺学》考核标准
考试方式与标准考试方式：闭卷•先要获得考试资格再参加理论考试•成绩: 平时20%(课堂作业、课外作业、实验、考勤）+考试80%•若有大作业，大作业作为平时成绩，占总比例10%考试标准：考试内容根据专业特点的不同，重点内容有所变化，但均以大纲为依据，主出卷人出好题目后，需经同类课程其他老师审查，无误后交给教学主任审核签字后试卷才能生效。
考试题型：判断题、填空题、名词解释、单选题、多选题、问答题、改错题、综合题。
《金属工艺学》考试大纲绪论机器制造过程。
第1章金属材料的主要性能1、力学性能的概念。
力学性能主要指标：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。
2、金属材料的工艺性能及物理化学性能。
第2章铁碳合金铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。
典型铁碳合金的组织转变。
铁碳合金相图的应用。
第3章钢的热处理热处理的基本概念。
钢在加热和冷却时的组织转变。
钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。
钢的表面淬火和化学热处理。
第4章非金属材料塑料、陶瓷和复合材料的基本知识。
熟悉常用工程塑料、工业陶瓷及复合材料的分类、性能特点及应用，学会在生产实践中，正确选择并应用这些材料。
第5章铸造工艺基础要重点掌握铸造合金液体的充型能力与流动性及其影响因素，缩孔与缩松的产生与防止，铸造应力、变形与裂纹的产生与防止。
掌握铸件质量的综合控制方法。
第6章常用合金铸件的生产掌握各种铸铁的生产方法、牌号的表示方法、组织、性能、使用范围和铸造工艺特点。
第7章砂型铸造工艺了解常用的机械造型方法；掌握砂型铸造工艺及铸造工艺图的表示方法，正确选择铸造工艺参数；根据砂型铸造工艺特点，能够正确地设计铸件的结构。
第8章特种铸造熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法特点及应用。
第9章金属压力加工基础了解金属塑性变形的有关理论基础，特别是塑性变形对金属组织和性能的影响，金属可锻性的影响因素等。
第10章常用的锻造方法初步掌握自由锻和模锻的基本工序、特点及应用。
特种加工简介
超声波加工广泛就用于加工 半导体和非导体的脆硬材料， 如玻璃、石英、金刚石等；
由于其加工精度和表面粗糙 度优于电火花、电解加工，因 此电火花加工后的一些淬火钢、 硬质合金零件，还常用超声抛 磨进行光整加工；
还可以用于套料、清洗、焊接 和探伤等。
金属工艺学 · 华中农业大学工学院
5.4.7 电子束加工
金属工艺学 · 华中农业大学工学院
1. 电解加工的原理 利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理
来去除工件上多余材料
电解加工示意图 1-工具阴极 2-工件阳极 3-电解液泵 4-电解液 5-直流电源
金属工艺学 · 华中农业大学工学院
5.4.4 电解加工
2. 电解加工的特点
3. 电解加工的应用
（1）加工范围广，不受金属材料本
身力学性能的限制，可加工硬质合金、
金属工艺学 · 华中农业大学工学院
5.4.5 激光加工
1. 激光加工的原理
固体激光器加工简图
1-全反射镜、 2-激光工作物质、 3-激励能源、4-部分反射镜、 5-
透镜、 6-工件
2. 激光加工的特点
（1）对材料的适应性强。激光 加工几乎可以用于任何金属材料和 非金属材料，如高熔点材料、耐热 合金及陶瓷、宝石、金刚石等硬脆 性材料。
如对表面质量和精度要 求很高，以及低刚度零 件的加工。
特种加工已经成为机械制造领
特种加工的主要特点:
域不可缺少的加工方法，为新产品 设计与开发提供了许多加工手段，
（1）不是依靠机械能去除材料。
为新材料的研制提供了应用基础。
（2）工具硬度可以低于被加工材料硬度。
（3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。
超声波加工原理示意图 1-超声波发生器 2-换能器 3-振幅扩大器 4-工具 5-工件 6-磨料悬浮液
《金属工艺学》教学大纲.doc
重庆交通大学2020年攻读硕士学位研究生入学考试复试《金属工艺学》考试大纲一、考试要求及主要内容第一章铸造总体要求：主要考核砂型铸造中手工造型的特点及其应用、铸造工艺设计、合金的铸造性能和铸件结构工艺性，目前几种较为普遍的特种铸造方法的特点和应用。
重点：铸造工艺设计图的制定及实例，合金的流动性和收缩性及其影响因素，铸件结构设计。
难点：浇注位置和分型面的合理选择、铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。
内容要求：1．了解手工造型的特点和应用2．掌握浇注位置和分型面的选择原则3．了解合金的流动性及其影响因素4．了解合金的收缩和收缩的三个阶段以及影响收缩的因素5．了解铸造内应力的概念，产生变形和裂纹的原因及其防止措施6．掌握铸件结构工艺性（铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求）7．基本术语：分型面、起模斜度（拔模斜度、铸造斜度）、浇注系统、冒口、合金的流动性、合金的收缩、缩松、铸造内应力第二章金属压力加工总体要求：主要考核金属塑性变形的实质，锻造和板料冲压的工艺特点、应用及其结构工艺性。
重点：金属塑性变形的实质，自由锻基本工序及其结构工艺性，模锻工艺规程、板料冲压的基本工序。
难点：金属塑性变形的实质，自由锻件结构工艺性内容要求：1．掌握金属塑性变形及其实质2．掌握产生加工硬化的原因、冷变形与热变形的区别3．了解金属的可锻性及其影响因素4．掌握自由锻的特点及自由锻件的结构工艺性5．了解模锻的特点及模锻件的结构工艺性6．了解板料冲压的基本工序7．基本术语：加工硬化、再结晶、纤维组织、可锻性、分模面、模锻斜度第三章焊接总体要求：主要考核熔化焊的理论基础、常用金属材料的焊接和焊接结构设计，常用焊接方法的工艺特点及应用。
重点：熔化焊的理论基础；焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊的工艺过程、特点及其应用；焊接结构设计。
难点：熔化焊的理论基础和焊接结构设计。
内容要求：1．了解焊接的实质和分类2．了解电焊条的组成、种类及应用3．掌握焊接的热影响区及各区段的组织变化4．掌握焊接应力与变形产生的原因及预防措施5．了解焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊的工艺过程、特点及应用6．了解碳钢、合金钢的焊接特点及铸铁的补焊7．掌握焊接结构设计8．基本术语：焊接电弧、酸性焊条、碱性焊条、焊接性、坡口第四章切削加工总体要求：主要考核金属切削加工和金属切削机床的基础知识，五种常用金属切削加工方法（车削、钻削、刨削、铣削、磨削）的工艺特点、应用及其对零件结构工艺性的要求。
金属压力加工培训教材
优点：设备工具简单、通用性大，成本低，工艺灵活性，使 用范围广，特别适用于单件、小批量生产。自由锻是大型件唯一 的锻造方法。
缺点：生产率低，劳动强度大，锻件精度差、表面粗糙、加 工余量大。
2023/5/22
自由锻分自由锻分为手工自由锻和机器自由锻两种，目前大 多采用机器锻造。
2023/5/22
1、自由锻的工序
基本工序：使金属坯料实现较大变形，达到或基本达到锻 件所需形状和尺寸的工序。主要包括：镦粗、拔长、冲 孔、弯曲、错移、扭转等。
辅助工序：进行基本工序之前的预变形工序。如压钳口、 倒棱、压肩等。
精整工序：在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位 置精度的工序。如修整鼓形、平整端面、校直弯曲。
2023/5/22
三、塑性成形（压力加工）的特点
1．力学性能高 1）组织致密； 2）晶粒细化； 3）压合铸造缺陷；
4）正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，可以提高零 件的抗冲击性能
2．节约材料 金属塑性成形主要是靠金属的体积重新分配，而不需
要切除金属 。 3．生产率高
金属塑性成形加工一般是利用压力机和模具进行成形加工 4。. 毛坯或零件的精度较高
经过回复处理能使冷变形后的金属在具备高强度的同时，减 少脆性，适当提高其塑性。
2023/5/22
4. 再结晶
对具有加工硬化现象的金属加热，使原子获得热能，当加 热温度T再(用K氏温标)并使某些碎晶或杂质为核心构成新晶粒 ，从而消除了全部加工硬化现象。
T再 = 0.4 T熔 (K )
经过回复处理能使冷变形后的金属恢复良好的塑性。
①晶粒沿变形最大方向伸长； ②晶格与晶粒均发生畸变； ③晶粒间产生碎晶。
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特点：径向锻造材料消耗低、 自动化程度高、生产率高、劳动条 件好、锤头形状简单、工艺适应性 强，适于各种批量生产
26/02/2015 21:12
12.4
• 零件轧制的特点
• 设备结构简单，吨位小。 • 劳动条件好，易于实现机械 化和自动化，生产率高。 • 轧制时模具可用价廉的球墨 铸铁或冷硬铸铁来制造，节 约贵重的模具钢材，加工也 较容易。 • 锻件质量好。 材料利用率高 ，可达到90％以上，即达到 少切屑，甚至无切屑。
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12.8
高能高速成型
高能高速成型是一种在极短时间内释放高能量 而使金属变形的成型方法。
高能高速成型的特点:
模具简单 零件精度高，表面质量好 可提高材料的塑性变形能力 利于采用复合工艺
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高能高速成型的类型
1．爆炸成型
爆炸成型是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的化学 能对金属毛坯进行加工的高能高速成型方法。除高能高速成型 共有的特点外，爆炸成型还具有以下特点： (1)简化设备 (2)适于大型零件成型
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第12 章 特种压力加工方法简介
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8
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精密模锻 高速锤锻造 径向锻造 轧制 挤压 拉拔 超塑性成形 高速高能成形(高能率成形)
12.1
复杂、锻件精度高的模 锻工艺。如精密模锻伞齿轮，其齿形部分可直接锻出而不必再经 切削加工。模锻件尺寸精度可达IT12～IT15，表面粗糙度为 Ra3.2～1.6。
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12.2
高速锤锻造
高速锤锻造是利用高压气体(压力为14 MPa的空气或氮 气)在极短时间内突然膨胀，推动锤头和框架系统作高速相 对运动，对坯料进行悬空对击的工艺方法。
12.3
径向锻造
径向锻造(旋转锻造)是在旋锻机上，使棒(管)料直径减小 而长度增加的一种精锻工艺，类似于拔长工序。
精密模锻工艺过程：
先将原始坯料普通模锻成中间坯 料→再对中间坯料进行严格的清理， 除去氧化皮或缺陷→最后采用无氧化 或少氧化加热后精锻(如图)。
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精密模锻工艺特点：
需要精确计算原始坯料的尺寸，严格按坯料质量下料。 需要精细清理坯料表面，除净坯料表面的氧化皮、脱碳 层及其它缺陷等。 应采用无氧化或少氧化加热法，尽量减少坯料表面形成 的氧化皮。 精密模锻的锻件精度很大程度上取决于锻模的加工精度。 为排除模膛中的气体，减小金属流动阻力，使金属更好地 充满模膛，在凹模上应开有排气小孔。 模锻时要很好地进行润滑和冷却锻模。 精密模锻一般都在刚度大、精度高的模锻设备上进行。 如曲柄压力机、摩擦压力机或高速锤等。
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液态模锻原理仿真
直接式液态模锻：压头（成型凸模）直接作用在液态金属 上，在压力下充型、凝固、并伴有微量的塑性变性组织。适合 于生产形状简单、性能要求较高的零件。 间接式液态模锻：同全立式压铸相似。
直接式液态模锻
间接式液态模锻
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液态模锻工艺的主要特点：
端盖
12.9
粉末锻造的原理：
粉末锻造
粉末锻造是粉末冶金成型方法和锻造相结合的一种金属加工 方法。它是将粉末预压成型后，在充满保护气体的炉子中烧结制 坯，将坯料加热至锻造温度后模锻而成。
粉末锻造的优点（与模锻相比）
材料利用率高，可达90%以上。而模锻的材料利用率只 有50%左右。 力学能高。材质均匀无各向异性，强度、塑性和冲击韧 性都较高。
在成型过程中，液态金属在压力下完成结晶凝固。
已凝固的金属在压力作用下，产生塑性变形，使制 件外侧壁紧贴模壁，液态金属自始至终获得等静压。 液态模锻对材料的选择范围很宽，不仅适用于铸造 合金，而且还适用于变形合金。
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汽车同步齿轮
油泵齿轮
冲击齿轮
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2．电液成型
电液成型是利用液体中强电流脉冲放电所产生的强大冲击 波对金属进行加工的一种高能高速成型方法。
3．电磁成型
电磁成型是利用脉冲磁场对金属坯料进行压力加工的高能高 速成型方法。
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12.8
液态模锻的工艺流程：
液态模锻
原材料配制→熔炼→浇注→加压成型→脱模→冷却→热处 理→检验→入库。
轧制
零件的轧制工艺过程
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12.5
挤压
挤压是施加强大压力作用于模具，迫使放在模具内的金属 坯料产生定向塑性变形并从模孔中挤出，从而获得所需零件或半 成品的加工方法。
零件挤压的类型：
1、正挤压 金属流动方向与凸模运动方向相同
2、反挤压 金属流动方向与凸模运动方向相反 3、复合挤压 挤压过程中，坯料上一部分金属的流动方向与凸模运动方向相 同，而另一部分金属流动方向与凸模运动方向相反
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工艺特点
锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。 生产率高。每小时产量可达500～1000件。 锻造压力小。如130汽车差速器行星齿轮，钢坯锻造 需用2500～3000kN压力机，粉末锻造只需800kN压力 机。 可以加工热塑性差的材料。如难于变形的高温铸造 合金可用粉末锻造方法锻出形状复杂的零件。采用粉 末锻造出的零件有差速器齿轮、柴油机连杆、链轮、 衬套等。
超塑性成型
26/02/2015 21:12
超塑性成型工艺的应用
1．板料冲压
零件直径较小，但很高。选 用超塑性材料可以一次拉深成型， 质量很好，零件性能无方向性。
2．板料气压成型
超塑性金属板料放于模具中， 把板料与模具一起加热到规定温 度，向模具内吹入压缩空气或抽 出模具内的空气形成负压，板料 将贴紧在凹模或凸模上，获得所 需形状的工件。该法可加工的板 料厚度为0.4～4 mm。
冷挤压工艺过程
26/02/2015 21:12
热挤压工艺过程
12.6
拉拨是将金属坯料从 拉拨模的模孔中拉出而变 形的加工方法。 拉拔模用工具钢、 硬质合金或金刚石制成， 金刚石拉拔模用于拉拔直 径小于0.2 mm的金属丝。
拉拔
拉拔产品形状
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模具示意图
12.7
超塑性是指金属或合金在 特定条件下，即低的变形速率(e =10－2～10－4/s)、一定的变形 温度(约为熔点一半)和均匀的细 晶粒度(晶粒平均直径为0.2～ 5m )，其相对延伸率δ超过 100%以上的特性。如钢超过 500%、纯钛超过300%、锌铝 合金超过1000%。
4、径向挤压 金属运动方向与凸模运动方向成90°
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挤压成形工艺过程
• 零件挤压的特点:
• ① 挤压时金属坯料在三向受压 状态下变形，因此它可提高金 属坯料的塑性。 • ② 可以挤压出各种形状复杂、 深孔、薄壁、异型断面的零件 。 • ③ 零件精度高，表面粗糙度低 。一般尺寸精度为IT6～7，表 面粗糙度为Ra3.2～0.4，从而 可达到少、无屑加工的目的。
④ 提高了零件的力学能。 ⑤ 节约原材料，材料利用率可达 70%，生产率也很高，可比其它锻 造方法提高几倍。
26/02/2015 21:12
挤压过程动画仿真
正挤压
反挤压
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挤压过程动画仿真
复合挤压
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2．按金属坯料所具有的温度分类 (1)热挤压 (2)冷挤压 (3)温挤压
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