第二篇 材料成形技术
金属材料成型基础之金属液态成型
（2） 凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。 T液 — T固
（3） 固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。 T固 — T室
体收缩率:
体收缩率是铸件产生缩 孔或缩松的根本原因。
线收缩率:
线收缩率是铸件产生应 力、变形、裂纹的根本
原因。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
7.0
白口铸铁: P+Fe3C+Le
（wC+wSi）%
麻口铸铁: P+Fe3C+G+Le 灰口铸铁:
珠光体灰口铸铁: P+G片
6.0
白 5.0 口
铸 4.0 铁
10 20
珠光体+铁素体灰口铸铁: P+F+G片 铁素体灰口铸铁: F+G片
灰口铸铁
30 40 50 60 70
3．麻口铸铁: 组织中既存在石墨、又有莱氏体，是白口和灰 口之间的过渡组织，因断口处有黑白相间的麻 点，故而得名。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
根据铸铁中石墨形态的不同，灰口铸铁又可分为:
1．普通灰口铸铁 : 简称灰口铸铁，其石墨呈片状。如图a所示 2．可锻铸铁: 其石墨呈团絮状。。如图b所示。 3．球墨铸铁: 其石墨呈球状。如图c所示。
2.缩孔与缩松
液态合金在冷凝过程中, 若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积 得不到补充, 则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的 称为缩孔, 细小而分散的称为缩松。
1)缩孔和缩松的形成
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
2)缩孔和缩松的防止
防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固 次序, 使铸件实现“顺序凝固”。
材料成型技术基础
材料成型技术基础材料成型技术是一种将材料加工成所需形状和尺寸的制造方法。
它包括热成型、挤压、压缩成型、注塑成型、吹塑成型和复合成型等多种技术。
下面将对材料成型技术的基础知识进行介绍。
首先是热成型技术。
热成型是利用高温将材料加热到一定温度后，通过压力使其成型的一种方法。
常见的热成型方法有热压成型、热拉伸成型和热吹塑成型。
热成型技术可用于金属材料、塑料、橡胶等。
其次是挤压技术。
挤压是指通过将高温的材料推入压模中，利用模具的形状来使材料成型的一种方法。
挤压技术广泛应用于铝合金、铜合金、塑料等材料的生产。
再次是压缩成型技术。
压缩成型是指将粉末或颗粒材料装入压模中，然后通过压力使其成型。
常用的压缩成型方法有冲压、压铸、注射等。
压缩成型技术适用于金属、陶瓷等材料的制造。
注塑成型技术是指通过将熔融的塑料注入模具中，经过冷却凝固后取出成型的方法。
注塑成型技术广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料管等。
吹塑成型技术是将加热的塑料吹入空气或气体的膨胀中，通过气流的作用使塑料成型。
吹塑成型技术常用于制造塑料瓶、塑料容器等。
最后是复合成型技术。
复合成型是指将多种材料通过压合、热熔等方法使其粘结在一起的一种方法。
常见的复合成型方法有层压、模压和注射等。
复合成型技术可用于制造复合材料、夹层玻璃等产品。
总之，材料成型技术是一种将材料加工成所需形状和尺寸的制造方法。
不同的成型技术适用于不同的材料和产品，对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
了解和掌握这些基础知识对于进行材料成型工作是至关重要的。
材料成型技术
材料成型技术
材料成型是将材料通过加工，改变其形状，使其适合用作机械零件、建筑物或其他用
途的工艺过程。
该工艺可以分为成型和改性两大类，分别介绍如下：
成型是将原料（金属、塑料、玻璃等）按照一定的工艺步骤压制或模制，变换成所要
求的特定形状和规格的工艺，包括压力成型、拉伸成型、铸造成型、冲压成型等。
改性是将材料（金属、塑料、玻璃等）通过各种方法进行热处理，以改变其物理、化
学和形状的特性，使其适应特定应用需求的工艺。
改性工艺包括熔化热处理、形变热处理、淬火、渗碳等。
材料成型技术广泛应用于汽车、家电、电子、机械、建筑等多个领域，并且越来越成
为这些领域发展的重要力量。
成型技术在实现快速制造、高效率成型、高精度加工等目标
时均有重要作用，它不仅可以迅速减小生产成本，而且提高了产品的精度和质量，在多个
制造领域发挥着重要的作用。
因此，对材料成型技术的研究和推广具有十分重要的意义。
材料成型技术的未来发展方向主要在于研究多物理场相互作用实现精确的复合成形成
型技术，以实现更高效、精度更高的成型加工过程，进而实现节约材料、低污染、更低成
本的实时生产。
同时，将利用计算机辅助设计、精确成型工艺分析等技术，提高材料成型加工的精度
和效率；还要利用智能化技术，开发智能化的装备，实现自动的材料成型加工。
材料成型概论第二章材料成型的基础220110427资料
挤压模具
结构钢—工程结构钢、机械结构钢
工程结构钢：大多规定了钢的最低抗拉强度、最低屈 服强度,使钢具有一定的综合力学性能，保证材料设计 和使用中结构部件的最低安全要求。 工程结构钢分为： 1.通用工程结构钢—碳素结构钢、低合金高强度结构钢 2.专用工程结构钢—压力容器用钢、锅炉用钢、桥梁用 钢；焊接用钢、汽车大梁用钢；地质钻探钢管用钢、 钢轨、铆螺钢；船用钢、管线钢、锚链钢等。
金属压力加工产品标准和技术要求
内容包括： 3 验收试验标准—验收规则、做试验时的取样部位、
试样形状和尺寸、试验条件和试验方法。 4 交货标准—钢材交货时的包装和标志方法，以及资
料证明书内容等。
2.2.1 钢铁材料的种类及编号
工程上常采用的分类方法主要有：
按主要性能及用途分类 按化学成分分类 按合金元素种类分类 按质量等级分类 按冶炼方法分类 按金相组织分类
材料成型概论
第一章 材料成型概述 第二章 材料塑性成型的基础 第三章 轧制成型 第四章 挤压成型 第五章 拉拔成型 第六章 锻造成型 第七章 冲压成型 第八章 陶瓷成型
2.2 金属材料的种类及编号
2.2.1 钢铁材料的种类及编号 2.2.2 铝 铝合金及铜 铜合金 2.2.3 钛及钛合金
高级优质钢 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.025 ≤0.025
特级优质钢 ≤0.025 ≤0.020 ≤0.025 ≤0.015
3. 钢材按用途分类
工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
结构钢
滚动轴承钢
刃具钢
工 具 钢 模具钢
量具钢
特 殊 性 不锈钢 能 钢 耐热钢
耐磨钢
2.钢材按质量分类
钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
材料成形技术基础知识总结
第一章绪论1. 现代制造过程的分类：质量增加、质量不变、质量减少2. 质量增加过程：渗碳，渗氮，氰化处理，电镀3. 质量减少过程：切削，切割，电解，落料，冲孔，剪切4. 质量不变过程：锻造，轧制第二章液态材料铸造成形技术过程1. 充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
表征方式：最小壁厚2. 充型能力弱：产生浇不足，冷隔，气孔，夹杂，缩孔，热裂等缺陷3. 充型能力取决于：金属自身的流动能力（主要），铸型性质（速度，热交换强度，蓄热系数），浇筑条件（速度温度），铸型结构（折算厚度）4. 金属的流动性：1. 定义：液态金属自身的流动能力2. 测量方法：将金属液浇入螺旋型试样铸型中，表征方式：螺旋线试样长度5. 收缩铸件在液态，凝固和固态冷却过程中所产生的体积和尺寸减小的现象6. 收缩的三个阶段1. 液态凝固阶段表现：腔内液面降低2. 凝固收缩阶段3. 固态收缩阶段表现：铸件外形尺寸减少；是产生拉力、变形、裂纹等缺陷的基本原因凝固：逐层凝固，体积凝固，中间凝固。
7. 铸件的实际收缩1. 铸型表面的摩擦阻力2. 热阻力（壁厚均匀则无3. 机械阻力只受到1，自由收缩否则为受阻收缩8. 缩孔：凝固过程，大而密集的孔洞形成条件：金属在恒温/很窄的温度范围结晶，铸件由表及里逐层凝固原因：金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿形成部位：铸件最后凝固区域9. 缩松：凝固过程小而分散的孔洞形成条件：结晶温度范围较宽，体积凝固原因：金属的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩形成部位：铸件壁中心区域厚大部位10. 防止方法：1. 采用顺序凝固即a.合理设计内浇口位置和浇注工艺b.合理应用冒口、冷铁和补贴等技术措施2. 加压补缩11. 铸造应力：铸件在凝固和随后的冷却过程中，固态收缩受到阻碍而引起的内应力分类：热应力【薄壁、细小部位：冷的快，受压应力（凸出）；厚壁、粗大部位：冷得慢，受拉应力（凹进）】，相变应力，机械阻碍应力12.减少措施：选弹性模量，收缩系数小；同时凝固；浇冒口，缓冷；选退让性好的砂芯13. 热裂：形状特征：裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化颜色防止措施：改善型砂退让性冷裂：形状特征：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色14. 吸气性：金属在熔炼过程中会溶解气体（主要H2、N2、O2）15. 吸气过程：气分子撞击金属液表面，高温而离解为原子，吸附在金属表面，扩散到内部16. 偏析：铸件凝固后，截面上不同部位，以至于晶粒内部产生化学成分不均匀的现象宏观偏析：成分不均匀现象表现在较大尺寸范围，分类：正偏析（k＞1），逆偏析（k＜1）k：溶质平衡分配系数（固相溶质/液相溶质）微观偏析：微小范围内的化学成分不均匀，分类：晶内偏析（消除：扩散退火，均匀化退火）和晶界偏析（细化晶粒）17. 气孔分类：侵入气孔：砂型或型芯中的挥发物挥发生成析出气孔：溶解于金属液的气体因溶解度下降析出反应气孔：化学反应产生的气体18. 浇注系统结构和功能1. 结构：浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道2. 功能：连接型腔浇包，平稳导入液态金属；挡渣及排除腔中气体；调节温度分布控制凝固顺序；合理地充满铸型19. 冒口定义：储存金属液补偿铸件收缩，防止缩松缩孔。
材料成型技术
材料成型技术
材料成型技术是一种用特定的手段将材料从一个形状转变成另一个形状的技术。
材料成型技术的应用十分广泛，包括注塑成型、压力成型、挤压成型、压缩成型、粘接成型等多种方法。
以下将从注塑成型、挤压成型和粘接成型三个方面进行介绍。
注塑成型是一种常用的材料成型技术，其原理是将熔融态的材料注入到模具中，然后在模具中冷却硬化得到所需要的成品。
注塑成型具有生产效率高、成型精度高、成本相对较低等特点。
它广泛应用于塑料制品、橡胶制品、陶瓷制品等领域。
注塑成型的缺点是模具制造成本高，适用于大批量生产，不适用于小批量生产。
挤压成型是一种将熔融态的材料通过模具挤压出来，从而得到所需要的成品的技术。
挤压成型主要适用于材料为熔融态的情况，例如金属、塑料等。
挤压成型可以得到复杂形状的材料，生产效率高，成型精度高。
它广泛应用于汽车制造、机械制造、建筑材料等领域。
粘接成型是一种利用胶水或其他粘接剂将两块材料黏合在一起的技术。
粘接成型具有成本低、加工简单、生产效率高等优点。
它被广泛应用于纸板制品、橡胶制品、电子产品等领域。
粘接成型的缺点是胶水的质量和粘结强度受到很多因素的影响，需要进行严格的控制和检测。
综上所述，材料成型技术是一种将材料从一个形状转变成另一个形状的技术，包括注塑成型、挤压成型和粘接成型等多种方
法。
这些方法具有各自的优缺点，应根据实际需求选择合适的成型技术。
材料成型技术的应用广泛，对于现代工业的发展至关重要。
材料成形技术基础(第二版)知识点总结
合金的收缩三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩定向（顺序）凝固：在可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，并同时采取其他措施，先使铸件上远离冒口或浇注部位凝固，然后使靠近冒口部位凝固，最后冒口本身凝固。
使先凝固的收缩量由后凝固的液体补充，最后将缩孔转移至冒口中。
措施：合理安放冒口；在该厚大部位设置冷铁，以加快其冷却速度，使其最先凝固，以实现自下而上的顺序凝固。
同时凝固的原则：（1）减小铸件各部分间的温度差，使其均匀冷却。
（2）改善铸型和型芯的退让行；（3）去应力退火浇注位置的选择：1铸件上重要加工面或质量要求高的面或大平面，尽可能置于铸型的下部或处于侧立位置。
（防气孔、砂眼、夹渣、拱起或开裂等缺陷）3面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其垂直或倾斜。
（免浇不足和冷隔）4厚大部分置于铸型的顶部或侧面。
（补缩）5尽量减少型芯数量，且便于安放、固定分型面的选择：1选择分型面应考虑方便起模和简化造型：应选在最大截面处，尽量平直，尽可能减少分型面数目、活块数目和型芯的数目。
2尽可能将铸件的重要加工面或大部分加工面与加工基准面放在同一砂箱内，以保证其精度。
3应便于下芯、扣箱（合型）及检查型腔尺寸等操作，尽量使型腔和主要型芯位于下箱。
铸造工艺参数的确定：机械加工余量和最小铸出孔槽、起模斜度、收缩率、型芯及芯头铸件结构工艺过程简化：1外形结构力求简单（避免外侧侧凹，减少分型面；使铸件分型面平直，避免圆角；加强肋、凸台的设计应便于起模；侧壁应具有斜度）2铸件的内腔结构应简单实用，避免不必要的复杂结构（应尽量少用或不用型芯；应便于型芯的固定、排气、定位和清理）熔模铸造：制造蜡模、制造型壳、脱蜡、型壳焙烧、浇注、脱壳清理金属型铸造：1铸型排气（型腔上设排气孔、通气塞，分型面开通气槽）2铸型涂料（金属性与高温金属液接触面喷刷耐火涂料）3铸型预热压力铸造：不能进行热处理离心铸造：不用铸芯即可铸出中空回旋铸件、铸件组织致密、充型能力强、便于制造双金属铸件实型铸造：无分型面，无需起模，无分型面，无型芯；铸件尺寸精度高金属塑性：塑性和变形抗力综合衡量塑性变形规律：最小阻力定律，加工硬化，体积不变定律自由锻：（是大型锻件的唯一加工方法，锻件形状简单精度低）镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割绘制锻件图因素：敷料、锻件余量、锻件公差自由锻件的结构工艺性：尽量避免锥体或斜面结构、避免交接处形成空间曲线、避免加强筋、凸台、工字形、椭圆形或其他非规则截面及外形、合理采用组合结构模膛：制坯模膛（拔长、滚挤、弯曲），模锻模膛（预锻、终锻）绘制模锻件图：1分模面（顺利取出锻件，通常选最大截面。
《材料成型技术》课件
锻造
通过对金属进行加热和冷却，使其在压力下改变形 状，常用于制造零件和工具。
挤压
将材料穿过模具的缝隙，使其变形成所需形状，常 用于制造管道、线材等。
铸造
将液态材料注入模具中，待冷却后得到所需形状， 广泛应用于汽车、航空等行业。
成型
通过热塑性材料的加热和压力，将其形成所需形状， 常见于塑料制品生产。
常见的材料成型技术
局限性
• 材料限制 • 工艺复杂性 • 有限的成型尺寸
材料成型技术的发展趋势
1
智能化制造
通过引入自动化和智能化技术，提高生产效率和质量。
2
新材料应用
开发和使用新型材料，提高产品性能和使用寿命。
3
环保节能
减少能源消耗和废弃物产生，实现可持续发展。
总结和展望
材料成型技术在各个领域都扮演着重要角色，随着科学技术的进步，我们可以期待在未来看到更多创新和突破。
《材料成型技术》PPT课 件
材料成型技术是一门研究材料加工和加工工艺的学科，涵盖了大量不同类型 的材料和方法，对各个领域的工业和科研都具有重要的意义。
什么是材料成型技术
材料成型技术是通过加热、压力、变形等方式将原材料转变为所需形状和尺寸的工艺。它包括了常见的加工方法， 如锻造、铸造、挤压等。
不同类型的材料成型技术
航空航天领域对高强度和轻质的材料需求较高， 成型技术为其提供了多种解决方案。
3 电子产品
4 建筑领域
成型技术在电子产品制造中的应用包括电路板、 塑料外壳等部件的生产。
通过材料成型技术可以生产建筑中常见的构件， 如钢结构、玻璃幕墙等。
材料成型技术的优势与局限性
优势
• 高效生产 • 多样化的产品形状 • 成本效益
材料成型原理第二版
材料成型原理第二版材料成型原理是指利用各种成型工艺将原料加工成所需形状和尺寸的工件的基本原理。
在工程制造中，材料成型是非常重要的一环，因为它直接影响着工件的质量和性能。
本文将介绍材料成型原理的相关知识，包括成型工艺的分类、成型原理的基本概念以及常见的成型工艺及其特点。
首先，我们来看成型工艺的分类。
根据成型方法的不同，成型工艺可以分为传统成型和非传统成型两大类。
传统成型包括铸造、锻造、压力加工、焊接等，而非传统成型则包括注塑成型、激光烧结、3D打印等。
每种成型方法都有其独特的特点和适用范围，工程师需要根据实际情况选择合适的成型工艺。
其次，成型原理是指在成型过程中，原料经过一系列的加工和变形，最终形成所需的工件。
成型原理的基本概念包括原料的塑性变形、应力分布、成型温度控制等。
在成型过程中，原料会受到各种外力的作用，从而产生塑性变形，这是实现成型的基础。
同时，成型过程中还需要考虑原料的应力分布，以及控制成型温度，以确保工件的质量。
接下来，我们将介绍一些常见的成型工艺及其特点。
首先是铸造工艺，它是利用熔融金属或合金倒入模具中，通过冷却凝固形成工件的方法。
铸造工艺适用范围广泛，成本低廉，但是工件的密实度和力学性能相对较低。
其次是锻造工艺，它是利用金属在较高温度下受到压力变形，从而改变其形状和尺寸的方法。
锻造工艺能够提高工件的密实度和力学性能，但是成本较高。
此外，注塑成型是利用塑料在一定温度和压力下充填模具，冷却凝固形成工件的方法。
注塑成型工艺简单、成本低廉，但是对原料的要求较高。
综上所述，材料成型原理是工程制造中的重要环节，它直接影响着工件的质量和性能。
工程师需要根据实际情况选择合适的成型工艺，并且掌握成型原理的基本概念，以确保工件的质量。
希望本文能够帮助读者更加深入地了解材料成型原理，为工程制造提供一些参考和帮助。
材料成型技术 第二章 .ppt
++++++++ ----------
（2）变形规律：
一般，受拉应力部分（厚壁），向内凹; 受压应力部分（薄壁），向外凸。
AUTS
（3）形成原因： 1）铸造应力超过了材料的屈服强度； 2）切削加工破坏了应力平衡。
（4）防止措施： 1）减小和消除内应力， 2）采用反变形法：
在制造木模时，把模样制成与铸件变形 相反的形状。
（3）裂纹的防止措施：
1）减小和消除内应力， 2）严格控制硫的含量（对热裂纹），
严格控制磷的含量（对冷裂纹）。
2.1.3 常用铸造合金的铸造性能
1.铸铁
常用的有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。 （1）灰铸铁：
铸造性能优良。流动性好，收缩小。 一般采用同时凝固原则，无需设置冒口。 （2）球墨铸铁： 铸造性能介于灰铸铁和铸钢之间。 流动性较差，收缩较大，易产生缩孔、缩松缺陷。 一般采用顺序凝固原则。
（3）可锻铸铁： 原铁液铸造性能差。
为获得白口坯件，原铁液C、Si含量较低， 凝固区间大，故流动性较差，收缩也较大。
一般采用顺序凝固原则，设置冒口。
2.铸钢
铸造性能差。流动性差，收缩大。 易产生冷隔、浇不到，缩孔、裂纹等缺陷。
一般采用顺序凝固原则，设置冒口。
3.铸造铝合金：
铝硅合金铸造性能好，其它系列合金较差； 且易吸气、氧化，故易产生夹杂、气孔等缺陷。 一般采用顺序凝固原则，设置冒口； 熔炼时应注意除气和去渣。
（4） 防止措施
①采用顺序凝固原则
铸件凝固顺序：薄壁→厚壁→冒口。
②合理选择铸造合金， 如选用共晶成分或合金温度范围窄的合金。
③合理使用冒口、冷铁和补贴，
材料成型技术
材料成型技术材料成型技术是一种将原材料通过加工、成型等工艺形成所需形状和尺寸的技术。
在现代工业生产中，材料成型技术被广泛应用于各种领域，如汽车制造、航空航天、电子设备等。
本文将就材料成型技术的发展历程、主要方法和应用领域进行探讨。
首先，材料成型技术的发展历程可以追溯到史前时代的陶器制作和金属铸造。
随着工业革命的到来，材料成型技术得到了迅速发展，出现了各种成型工艺，如锻造、铸造、挤压、注塑等。
随着材料科学和工艺技术的不断进步，材料成型技术也不断得到改进和完善，出现了许多新的成型方法，如激光烧结、3D打印等，使得材料成型技术在制造业中发挥着越来越重要的作用。
其次，材料成型技术的主要方法包括传统成型方法和现代成型方法。
传统成型方法包括锻造、铸造、压力加工等，这些方法已经被广泛应用于各种工业生产中。
而现代成型方法则包括粉末冶金成型、注塑成型、激光烧结、3D打印等，这些方法在制造业中得到了越来越广泛的应用，并且在一定程度上改变了传统的生产方式。
这些成型方法各有特点，可以满足不同材料和产品的成型需求，为制造业的发展带来了新的机遇和挑战。
最后，材料成型技术在各种领域都有着重要的应用。
在汽车制造领域，各种成型技术被广泛应用于汽车零部件的制造，提高了汽车的安全性和性能。
在航空航天领域，各种轻质高强材料的成型技术得到了广泛应用，使得飞机和航天器的结构更加轻盈和坚固。
在电子设备领域，微型化的成型技术使得电子产品更加小巧精致，满足了人们对便携性和高性能的需求。
可以说，材料成型技术已经成为现代制造业不可或缺的一部分，推动了各个领域的发展和进步。
综上所述，材料成型技术在现代制造业中发挥着重要作用，随着材料科学和工艺技术的不断进步，相信材料成型技术将会迎来更加广阔的发展前景，为人类社会的发展做出更大的贡献。
材料成型原理材料成型技术
材料成型原理材料成型技术材料成型原理及材料成型技术材料成型原理材料成型是通过制造工艺将原材料转化为所需的形状和尺寸的过程。
在材料成型的过程中，需要了解和应用材料成型原理，以确保最终产品的质量和性能。
1. 塑性成型原理塑性成型是指通过在一定温度下施加力来改变金属材料形状的方法。
在塑性成型过程中，材料受到的作用力使其发生塑性变形，从而得到所需的形状。
常见的塑性成型方法包括轧制、挤压、拉伸、冷冲压等。
2. 粉末冶金原理粉末冶金是指将金属或非金属粉末经过成型和烧结等工艺制成所需产品的方法。
在粉末冶金过程中，首先将粉末与有机增塑剂混合，然后通过成型工艺将其压制成所需形状，最后进行烧结使其结合成整体。
3. 注塑成型原理注塑成型是将塑料通过加热溶融后，通过高压注入模具中，并通过冷却使其固化成为所需形状的方法。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产过程中，如塑料杯、塑料零件等。
4. 焊接成型原理焊接成型是通过热能使两个或多个工件相互结合的过程。
焊接成型可以分为熔化焊接和非熔化焊接两种类型。
熔化焊接是利用能量将工件加热至熔化状态，使其相互结合，如电弧焊、气焊等；非熔化焊接是通过压力或热传导使工件相互结合，如电阻焊、激光焊接等。
材料成型技术在材料成型的过程中，常用的成型技术有许多种类，以下是其中几种常见的成型技术。
1. 压力成型技术压力成型技术是通过施加压力改变材料形状的技术。
压力成型技术包括锻造、挤压、冲压等。
锻造是将金属材料置于模具中，并通过锤击、压力等力量改变其形状。
挤压是通过在模具中施加高压使材料产生塑性变形，并得到所需形状和尺寸。
冲压是通过模具的剪切和冲击力将金属材料剪切或冲击成所需的形状。
2. 热处理技术热处理技术是通过加热或冷却材料以改变其组织结构和性能的技术。
热处理技术包括退火、淬火、回火等。
退火是通过加热材料至一定温度后缓慢冷却至室温，以改变其组织结构和性能。
淬火是将材料加热至一定温度后迅速冷却，以使材料达到高强度和硬度。
材料成型技术
材料成型技术
材料成型技术是一种将原材料加工成所需形状和尺寸的工艺方法。
它是制造业
中非常重要的一环，涉及到各种材料的加工和成型，包括金属、塑料、陶瓷等。
在现代工业生产中，材料成型技术的应用非常广泛，可以说是制造业的基础。
首先，材料成型技术可以分为传统成型技术和现代成型技术两大类。
传统成型
技术包括铸造、锻造、冲压等，这些技术已经有着悠久的历史，经过长期的发展和改进，已经非常成熟。
而现代成型技术则包括注塑成型、3D打印、激光切割等，
这些技术在近年来得到了快速的发展，为制造业带来了革命性的变化。
其次，材料成型技术的发展对制造业起到了至关重要的作用。
它不仅可以大大
提高生产效率，降低生产成本，还可以实现复杂产品的加工和成型。
比如，注塑成型技术可以生产出各种形状复杂的塑料制品，而3D打印技术更是可以实现个性化
定制，为制造业带来了更多的可能性。
此外，材料成型技术的发展也带动了材料科学的进步。
随着材料科学的不断发展，新型材料的涌现为材料成型技术的应用提供了更多的可能性。
比如，高强度、高韧性的新型金属材料可以大大提高传统成型技术的加工性能，而具有特殊功能的复合材料也为现代成型技术的发展带来了新的动力。
总的来说，材料成型技术是制造业发展的重要支撑，它的发展不仅可以提高生
产效率，降低生产成本，还可以推动材料科学的进步。
随着科技的不断进步和创新，相信材料成型技术在未来会有更加广阔的发展空间，为制造业带来更多的惊喜和可能性。
(完整版)工程材料及材料成型技术基础
§1-1 材料原子(或分子)的相互作用
1、离子键 当正电性金属原子与负电性非金属
原子形成化合物时，通过外层电子的重 新分布和正、负离子间的静电作用而相 互结合，故称这种结合键为离子键。
离子晶体硬度高，强度大，脆性大。 如氯化钠，陶瓷。
18
2、共价键 当两个相同的原子或性质相差不大的
原子相互接近时，它们的原子间不会有电 子转移。此时原子间借共用电子对所产生 的力而结合，这种结合方式称为共价键。
14
3．陶瓷材料 ① 普通陶瓷—主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料. ② 特种陶瓷—高熔点的氧化物、碳化物、氮化物
等烧结材料。 ③ 金属陶瓷—用生产陶瓷的工艺来制取的金属与
碳化物或其它化合物的粉末制品。 4．复合材料 是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。 ①按基体相种类分：聚合物基、金属基、 陶瓷基、 石墨基等。 ②按用途分：结构、功能、智能复合材料。
15
本部分重点
1)工程材料的概念
– 制造工程结构和机器零件使用的材料
2)工程材料的分类
• 金属材料
钢铁材料 有色金属及其合金
• 有机高分子材料
塑料 橡胶等
• 陶瓷材料 • 复合材料
16
第一章 工程材料的结构与性能
§1-1 材料原子(或分子)的相互作用
当大量原子(或分子)处于聚集状态时， 它们之间以键合方式相互作用。由于组成 不同物质的原子结构各不相同，原子间的 结合键性质和状态存在很大区别。
8
绪论
一、材料的发展史
材料(metals) 是人类用来制作各种产品的物质，是 先于人类存在的，是人类生活和生产的物质基础。 反映人类社会文明的水平。
1 . 石器时代 ：古猿到原始人的漫长进化过程。原料： 燧石和石英石。 2. 新石器时代：原始社会末期开始用火烧制陶器。 3. 青铜器时代：夏(公元前2140年始)以前就开始了 4. 铁器时代：春秋战国时期(公元前770～221年)开始 大量使用铁器
材料成型工艺学 中 第二篇 拉拔
因此，实现游动芯头拉拔的条件是：
芯头轴向游动的几何范围应有一定的限度。
3） 游动芯头拉拔的特点
A 能生产长管、盘管（生产率、成品率高）；
B 能消除芯杆带来的竹节、偏心等缺陷；
C 拉拔力低，道次加工率大；
D 由于芯头游动，内表面易出现明暗交替的环纹；
E 工艺难度大。
4 长芯杆拉拔
1） 变形过程
与固定短芯头拉拔时相同，即空拉、减径和定径区。
5）拉拔速度
当速度< 5m/min时，拉拔力随速度的升高而升 高；当速度在6－50 m/min时，拉拔力随速度的升 高而降低；再增加速度，拉拔力变化不明显。
6）反拉力
反拉力对拉拔力和模壁压力的影响如图。随反拉力的 增加，模壁压力下降，但拉拔力开始不变，直到 Q 值增 加到 Qc（称为临界反拉力）后才开始升高。因此，采用 反拉力小于临界反拉力值进行拉拔是有利的，体现在： 在不增加能量消耗的情况下，可减小模孔的磨损。
P Q
N P
Q
Qc
N
原因：当 Q Qc时，随 Q 值的增加， N 值下 降，进而摩擦力下降，因此可认为，此时 Q 值 的增加与摩擦力的下降值相等，所以拉拔力不 变。
2）变形程度：变形程度大，拉拔力大； 3）模角：与挤压类似，存在一最佳模角，其值为6－9°。
4）摩擦与润滑：润滑时，摩擦系数小，拉拔力小。 摩擦系数与润滑剂的性质、润滑方式、模具和金属的
材料以及表面状态有关。模具和金属的材料越硬、表面 越光洁，摩擦系数越小。
在润滑方式上，近年来采用了流体动力润滑方法，使
2）特点
A 拉拔力小，道次加工率大。因为 a 芯杆承担了
一部分拉拔力；b 芯杆给管坯 内壁的摩擦力方向与拉拔方向 一致，有助于拉拔；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铸造碳钢的凝固收缩率
含碳量 （%） 凝固收 缩率（%） 0.10 2.0 0.25 2.5 0.35 3.0 0.45 4.3 0.70 5.3
第7章 液态成形技术
2）体收缩对铸件的影响
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩 减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些 孔洞 。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。
第7章 液态成形技术
合金的铸造性能（可铸性）
获得形状完整、轮廓清晰、品质合格的铸件的能力
指标有：
1、液态合金的流动性 2、合金的收缩性 3、合金的氧化吸气性 4、合金的偏析性
第7章 液态成形技术
1）流动性
图7-1-2 螺旋形试样
第7章 液态成形技术
常用合金的流动性（砂型，试样截面8㎜×8㎜）
合金种类 铸铁：WC+Si=6.2% WC+Si=5.9% WC+Si=5.2% WC+Si=4.2% 铸钢：WC=0.4% 铝硅合金（硅铝明） 镁合金（含Al和Zn） 锡青铜（WSn≈10%，WZn≈2%） 铸型种类 浇注温度/℃ 砂型 1300 砂型 1300 砂型 1300 砂型 1300 砂型 1600 砂型 1640 金属型（300℃） 680～720 砂型 700 砂型 1050 螺旋线长度/㎜ 1800 1300 1000 600 100 200 700～800 400～600 420
2、按原（材）料初始状态成形技术（过程）分为：
液态成形技术 固态塑变成形技术 固态连接成形技术 颗粒态成形技术 粘流态成形技术 如：铸造； 如：锻压； 如：焊接、铆接、粘接等； 如：粉末压制； 如：塑料，橡胶，复合材料成形等。
第7章 液态成形技术
7.1 液态成形技术理论基础
原理:
第7章 液态成形技术
4、合金的偏析性 1）枝晶（微观）偏析 • 枝晶偏析对铸件的品质影响较小 • 降低铸件的塑韧性和耐蚀性 • 扩散退火消除 2）区域（宏观）偏析（铅锡合金、铅青铜） • 严重的区域（宏观）偏析会恶化铸件的性能 • 范围大，不能用扩散退火的方法消除 • 搅拌和采取快速冷却进行预防或减轻。
铸件的凝固方式
（1）合金的结晶温度范围
逐层凝固
温度
中间凝固
糊状凝固
a b c
温度
液相线
液相线 固相线
S
成分
固
表层
液
中心
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固
第7章 液态成形技术
（2）铸件的温度梯度
在温度范围已定的前提 下，凝固区域的宽窄取决 于铸件内、外层之间的温 度差。若铸件内、外层之 间的温度差由小变大，则 其对应的凝固区由宽变 窄。
（一）手工造型 优点：操作方便灵活、适应性强，对模样、砂箱的要求 不高，模样生产准备时间短，投资少。 缺点：生产率低，铸件的精度及表面质量均不高，对工 人的技术要求较高，劳动强度大，劳动环境差等。 主要适用于单件、小批生产 。
第7章 液态成形技术
第7章 液态成形技术
第7章 液态成形技术
第7章 液态成形技术
第7章 液态成形技术
（4）防止裂纹的措施
① 热裂 高温下产生。 特征：热裂纹尺寸较短、缝隙较宽、形状曲折、缝内呈严重的氧化色。 ② 冷裂 低温形成。 特征：表面光滑，具有金属光泽或呈微氧化色，贯穿整个晶粒，常呈圆 滑曲线或直线状。 影响因素主要有： 1. 合金性质(脆性大、塑性差、硫磷的含量等) 2. 铸型性质（退让性等） 3. 铸件结构（复杂、壁厚不均匀等）
常用铸造合金的线收缩率
合金种类 线收缩率 （%） 灰铸铁 0.8～1.0 可锻铸铁 1.2～2.0 球墨铸铁 1.2～2.0 碳素铸钢 1.38～2.0 铝合金 0.8～1.6 铜合金 1.2～1.4
第7章 液态成形技术
化学成分、凝固特征不同，合金的收缩率也有差别。 碳素铸钢随含碳量的增加，其结晶温度范围变宽，凝固收 缩率增大； 灰铸铁在凝固时有石墨化膨胀，随碳当量（C%+1/3Si%） 增加，凝固收缩减小等。
防止方法： 铸件结构合理；型（芯）砂的退让性；限制硫、磷的含量。
第7章 液态成形技术
（5）铸件残余内应力的消除
将铸件加热到550～650℃之间，保 温数小时，进行去应力退火。
第7章 液态成形技术
3、合金的氧化吸气性
合金呈液态时，溶解（吸收）气体的能力称为吸气性。 • 液态合金与空气中的氧发生氧化，形成的氧化物不及时清除则在铸件 中就可能出现夹渣缺陷（夹渣的形状通常不规则，孔眼内充满熔渣）。 • 气体在铸件凝固结壳之前若来不及逸出，就形成气孔缺陷（气孔的内 壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色）。 夹渣、气孔 减小承载面积而降低强度 引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性 降低铸件的致密性 对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。 影响氧化吸气的主要因素 合金的化学性质（活跃则易氧化也易吸气） 合金液温度（温度高，溶解气体的能力也就大，也易氧化）
温度
温度
T2
S2
T1
S
成分
表层 中心
第7章 液态成形技术
（2）铸型及浇注条件
铸型
发气量大、排气能力较低，铸型的结构越复 杂、热容量大、导热性好，浇注系统结构复杂等， 使合金的流动性下降； 浇注条件 提高浇注温度和浇注速度，增大静压头的高 度等会使合金的流动性增加。
第7章 液态成形技术
2、合金的收缩性
（二）机器造型
特点：大批量生产砂型，提高劳动生产率，改善劳动条件。并提高铸件的 尺寸精度、表面质量，使加工余量减小。
1 ．机器造型的造型方法：
1）振击压实 2）汽动微振压实 3）高压造型 4）抛砂紧实
第7章 液态成形技术
震压造型机的工作过程
第7章 液态成形技术
（三）制芯
有空腔，外壁有内凹，有影响起模的外凸等，要 用型芯成形。 制作型芯的工艺过程称为制芯。 • 手工制造 • 机器制造 注意： • 刚度和强度，需在型芯中放入芯骨； • 透气性，需在型芯的内部制作通气孔； • 强度和透气性，一般型芯需烘干使用； • 形状复杂的型芯可分块制造，然后粘合成形。
第7章 液态成形技术
依据铸造工艺图，结合所选造型方法，便可绘 制出模样图及合箱图。
第7章 液态成形技术
(一)、浇注位置的选择
浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。
1.铸件的重要加工面和受力面应朝下或位于侧面 2.应将面积较大的薄壁部位置于铸型下部，或使其倾斜位置 3.铸件的大平面应朝下 4.为防止铸件产生缩孔、缩松的缺陷，应使铸件的厚大部位朝 上或侧放 ②
第二篇 材料成形技术基础
产品的设计与制造 “做什么”、 “怎么做”， “怎么做” ：什么材料？ 什么加工方法或技术来做？
现代制造过程分类
1、按被加工材料在过程中的质量变化分为：
质量不变过程（如铸造、粉末压制、热处理等） 质量减少过程（如切割、冲裁、切削加工、电火花加工等） 质量增加过程（如焊接、铆接、粘接、涂镀等）。
下 上上 下 ②
下 上 上 上
①
下 下
上 下
①
第7章 液态成形技术
(二)、分型面的选择
1. 分型面应选在铸件的最大截面处。 2. 应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件 的尺寸精度。
① ②
第7章 液态成形技术
3. 应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型。
② ① 上 下 上 下
上 中 下
① ②
第7章 液态成形技术
4. 为便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚， 应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。
②
上 下 上 下 ①
第7章 液态成形技术
（三）工艺参数的确定
1．机械加工余量和铸孔
灰铸铁的机械加工余量 （mm）
第7章 液态成形技术
铸件毛坯的最小铸出孔 （mm）
生产批量 大量生产 成批生产 单件、小批生产
1）收缩的概念 液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸 减小的现象称为合金的收缩。 收缩可使铸件产生缩孔、缩松、内应力、变 形和裂纹等铸造缺陷。
第7章 液态成形技术
收缩的三个阶段:
(a) 相图
(b) 冷却曲线
(c) 冷却曲线
液态收缩和凝固收缩----体收缩率 固态收缩----线收缩率
第7章 液态成形技术
第7章 液态成形技术
5、常用铸造合金的可铸性
合金种类
可铸性
铸铁
好 小
铸钢
差 大
铝合金
中 较大
铜合金
中 较大
流动性 收缩性
氧化吸气性
偏析性 熔点温度
小
小 较高
较大
较大 高
大
较大 低
大
较大 中
第7章 液态成形技术
7.2砂型铸造
一、砂型铸造工艺流程
第7章 液态成形技术
二、砂型铸造制作铸型（即造型制芯）的方法 制作砂质（原砂、粘结剂和添加物）铸型的工艺过程称为造 型制芯（简称为造型）。
几种铁碳合金的体积收缩率
合金种类 碳素铸钢 白口铸铁 灰铸铁 含碳量 （%） 0.35 3.0 3.5 浇注 温度 /℃ 1610 1400 1400 液态 凝固收缩 固态收缩 总体积收缩 收缩 （%） （%） （%） （%） 1.6 2.4 3.5 3.0 4.2 0.1 7.86 5.4～6.3 3.3～4.2 12.46 12～12.9 6.9～7.8
液体---流动性良好但没有几何形状和尺寸， 几何参数取决于容器 液态成形原理----将液体注入预先制作好的 “容器”内腔中，冷凝定形。 1）合格的液体； 2）准备好 “容器”。
第7章 液态成形技术
工艺流程:
铸造工艺设计 （零件图→铸造工艺图、技术文件等） ↓ ┌——————————┬—————————————┐ ↓ ↓ ↓ 模样制作 工装、铸型材料等准备 合金液熔炼 ∣ ∣ ∣ └——→ 铸型制作 ←—┘ ∣ ∣ ∣ └——————→ 合型浇注 ←—————┘ ↓ 冷凝后开型 ↓ 清理检验