材料成形工艺基础
材料成型工艺基础
材料成型工艺基础材料成型工艺是制造业中非常重要的一环，它涉及到各种材料的成型加工，包括金属、塑料、陶瓷等材料。
在现代工业生产中，材料成型工艺的发展对产品质量、生产效率和成本控制都有着重要的影响。
因此，了解材料成型工艺的基础知识对于从事相关行业的人员来说是至关重要的。
首先，材料成型工艺的基础包括材料的物理性能和化学性能。
材料的物理性能包括硬度、强度、韧性、塑性等，而化学性能则包括材料的化学成分、腐蚀性等。
了解材料的这些基本性能对于选择合适的成型工艺以及调整工艺参数都有着重要的指导作用。
其次，材料成型工艺的基础还包括成型工艺的分类和特点。
根据成型工艺的不同特点，可以将它们分为传统成型工艺和先进成型工艺。
传统成型工艺包括锻造、铸造、焊接等，而先进成型工艺则包括注塑成型、激光切割、3D打印等。
每种成型工艺都有其独特的特点和适用范围，了解这些特点对于选择合适的成型工艺和优化工艺流程都至关重要。
另外，材料成型工艺的基础还包括成型模具的设计和制造。
成型模具是进行材料成型加工的重要工具，它的设计和制造质量直接影响到成型工艺的效率和产品质量。
因此，了解成型模具的设计原理和制造工艺对于提高成型工艺的水平和质量都至关重要。
最后，材料成型工艺的基础还包括成型工艺的控制和优化。
成型工艺的控制包括工艺参数的设定、设备的调试以及生产过程的监控等，而成型工艺的优化则包括提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量等。
了解成型工艺的控制和优化方法对于提高生产效率和产品质量都有着重要的意义。
总之，材料成型工艺的基础知识对于从事相关行业的人员来说是非常重要的。
只有深入了解材料成型工艺的基础知识，才能更好地选择合适的成型工艺，优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。
希望本文所述内容能对相关行业的从业人员有所帮助。
材料成型工艺基础(第三版) 第9章
图9-2 光固化成型过程
它使用的成型材料是对某特种光束敏感的树脂。其基本原 理为：在液槽内盛有液态的光敏树脂，激光束或紫外光光点在 液面上按计算机切片软件所得到的轮廓轨迹，对液态光敏树脂 进行扫描固化，形成连续的固化点，从而构成模样的一个薄截 面轮廓。一个层面扫描完成后，进行下一层扫描，新固化的层 黏结在前一层上，直至完成整个三维零件，如图9-2所示。
具体工作原理如图9-1所示，激光扫描器在计算机控制下按加 工零件各分解层面的形状对成型材料有选择性地扫描，从而形 成一层片，再进行下一层的扫描，新层黏结在前一层上，直至 整个零件制造完成。
图9-1 快速成型技术的工作原理 (a)三维模型；(b)二维截面；(c)激光扫描；(d)叠加三维制件
零件是点、线、面集合的空间实体，快速成型过程就是将 体-面-线离散与点-线-面叠加的过程。由于它把复杂的三维制 造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具 的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率 和制造柔性。
当激光在模样几何形状所确定的区域内移动时，就能将粉末烧 结，从而生成模样的截面形状，并与下面已成型的部分黏结在 一起。每层烧结都是在先制成的那层顶部进行，一层截面烧结 完成以后，铺上新的一层材料粉末，选择性地烧结下层截面。 未烧结的粉末在制完模样后，可用刷子或压缩空气去除。
9.1.2 快速成型技术的分类及特点
快速成型工艺的种类很多，可按照材料的不同进行分类， 快速成型材料包括液态材料、离散颗粒和实体薄片。液态材料 的快速成型方法有液态树脂固化成型和熔融材料凝结成型，而 液态树脂固化又包括逐点固化和逐面固化；熔融材料凝结成型 又包括逐点凝结和逐面凝结。离散颗粒材料快速成型方法包括 激光熔融颗粒成型和黏结剂黏结颗粒成型两种方法。实体薄片 材料快速成型方法有薄片黏结堆积成型和采用光堆积成型两种。
材料成型工艺基础第三版课程设计
材料成型工艺基础第三版课程设计
设计目的
本课程设计旨在让学生掌握材料成型工艺的基本原理和方法，能够
熟练地运用材料成型工艺技术进行实际生产操作。
设计内容
本课程设计包括三个部分：
1. 理论学习
学生将学习材料成型工艺的基本原理和方法，包括各种成型工艺的
工艺流程、优缺点、设备和工具、原材料、加工要求等方面的知识。
具体内容包括：
•压力成型工艺：压铸、锻造、轧制、拉伸、挤压等。
•热成型工艺：热轧、热挤压、热锻造、真空熔铸等。
•冷成型工艺：冷轧、冷镦、拉拔、冲压等。
•其他成型工艺：注塑、挤出、层压、压裂、射出、喷涂等。
2. 实践操作
学生将通过实践操作，掌握各种成型工艺的具体实现方法和技能，
加深对成型工艺的认识和理解。
具体实践内容包括：
1。
材料成型工艺基础(第三版) (刘建华)章 (5)
3.工艺性能
粉末的工艺性能包括松装密度、流动性、压缩性与成型 性。工艺性能也主要取决于粉末的生产方法和粉末的处理工 艺(球磨、退火、加润滑剂、制粒等)。
松装密度亦称松装比，是金属粉末的一项主要特性，指 金属粉末在规定条件下，自由充填标准容器所测得的单位体 积松装粉末的质量，与材料密度、颗粒大小、颗粒形状和粒 度分布有关。松装密度影响粉末成型时的压制与烧结，也是 压模设计的一个重要参数。
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5.1.4 粉末冶金材料的应用及发展
粉末冶金由于在技术和经济上有优越性，在国民经济中 起到越来越大的作用。可以说，现在没有一个工业部门不使 用粉末冶金材料和制品的，从普通机械制造到精密仪器，从 日常生活到医疗卫生，从五金工具到大型机械，从电子工业 到电机制造，从采矿到化工，从民用工业到军事工业，从一 般技术到尖端技术，粉末冶金材料和制品都得到了广泛的应 用。粉末冶金材料及制品的分类与应用列于表5-1中。
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混合好的粉末通常需要过筛，除去较大的夹杂物和润滑 剂的块状凝聚物，并且应尽可能及时使用，否则应密封储存 起来，运输时应减少震动，防止混合料发生偏析。
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2.物理方法
常用的物理方法为蒸气冷凝法，即将金属蒸气经冷凝后 形成金属粉末，主要用于制取具有大的蒸气压的金属粉末。 例如，将锌、铅等金属蒸气冷凝便可以获得相应的金属粉末。
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3.化学方法
常用的化学方法有还原法、电解法等。 还原法是使用还原剂从固态金属氧化物或金属化合物中 还原制取金属或合金粉末。它是最常用的金属粉末生产方法 之一，方法简单，生产费用较低。比如铁粉通常采用固体碳 还原法，即把经过清洗、干燥的氧化铁粉以一定比例装入耐 热罐，入炉加热后保温，得到海绵铁，经过破碎后得到铁粉。
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材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案1. 金属材料的机械性能通常用哪几个指标衡量？答：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳极限等。
2. 何谓同素异晶转变，纯铁不同温度下的晶格变化如何？答：同素异晶转变：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
纯铁在1538。
C结晶为σ-Fe ,体心立方结构;温度降到1394。
C时，σ-Fe转变为γ-Fe,面心立方结构；降到912。
C时，γ-Fe转变为α-Fe,为体心立方结构3. 从状态图看含碳0.4%、0.9%的碳钢在室温下由哪些组织构成？答：0.4%由铁素体（F）+珠光体（P）0.9%由二次渗碳体（Fe3CⅡ）+珠光体（P）4. 淬火的目的是什么？答：淬火的主要目的是使奥氏体化后的工年获得尽量多的马氏体（或下贝氏体组织），然后配以不同的温度回火获得各种需要的性能。
例如：提高钢件的机械性能,诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。
5.某弹簧由优质碳素钢制造，应选用什么牌号的钢？应选用怎样的热处理工艺？答：含碳量在0.6%-0.9%之间，65、70、85、65Mn.65Mn淬火+中温回火6.从下列钢号中，估计出其主要元素大致含量20 45 T10 16Mn 40Cr答：0.2%C 、0.45%C、1.0%C,Mn≤0.4%,Si≤0.35、0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0.4%C，0.8-1.1%Cr7.简述铸造成型的实质及优缺点。
答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。
优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。
8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。
材料成型工艺基础
材料成型工艺基础
材料成型工艺是指将原材料通过一系列工艺加工操作，变成形状和尺寸符合要求、性能稳定的零件或产品的过程。
常见的材料成型工艺有：
1. 热压成型：将材料加热至一定温度，然后放入模具中进行压制成型。
常见的热压成型工艺有热挤压、热拉伸、热压铸等。
2. 冷压成型：将材料放入模具中进行压制成型，常见的冷压成型工艺有冷挤压、冷拉伸等。
3. 注塑成型：将熔化的塑料注入模具中，通过加压和冷却固化成型。
常见的注塑成型工艺有射出成型、吹塑成型、挤出成型等。
4. 粉末冶金成型：将粉末材料放入模具中，在高压下压制成型，通过烧结或烤模固化成型。
常见的粉末冶金成型工艺有烧结成型、热等静压成型、烤模成型等。
5. 造型成型：将液态、半固态或塑性的材料通过造型工具或手工造型进行成型。
常见的造型成型工艺有砂型铸造、蜡型铸造、压铸等。
以上是常见的材料成型工艺，每种工艺都有各自的特点和适用范围，应根据材料的性质、需求和经济性等因素选择适合的工艺。
材料成型工艺基础第二版课后答案
材料成型工艺基础第二版课后答案第一章基础知识及成形过程概述1.什么是材料成型？答：材料成型指的是将原材料通过加工、处理、加热等方式进行成形，使得材料达到所需形状和性能。
2.说一下材料成型工艺的分类。
答：材料成型工艺可以分为以下几类：–塑性成型工艺：压力作用下材料产生的塑性变形，如锻造、轧制等。
–粉末冶金成型工艺：利用金属粉末冷压或热压成型的工艺，如烧结、热等静压等。
–熔融成型工艺：利用材料在熔融状态下的流动性，通过浇铸、注射等方式进行成型。
–改性成型工艺：采用化学反应加工原理改变材料物理、化学性质的工艺，如塑料注塑。
3.什么是铸造工艺？其优点和缺点是什么？答：铸造工艺是指通过将熔融的金属或合金倒入到砂型或金属型中，待铸料冷却凝固，再从模具中脱出成型的一种成型工艺。
其优点是生产成本低，生产周期短，可以生产大型、复杂形状的产品，缺点是表面质量不高，存在气孔、缩孔等缺陷，环境污染严重。
4.塑性加工与液态成形有哪些区别？答：塑性加工是利用加工设备施加的力作用下，使金属在塑性变形区进行塑性加工，得到所需形状和性能的工艺。
而液态成形是指借助流动性好的液态金属，在一定压力下流动并在模具中形成所需形状的工艺。
两者的主要区别在于加工状态不同。
第二章塑性成型工艺1.什么是锻造？答：錾造是一种以塑性变形为主要原理加工金属的成型方法，其主要特点是将坯料置于锻机上，在加热的条件下，利用极强的压力和应变率进行加工，从而将金属材料塑性变形成所需形状和性能。
2.筛选一下前端原料中哪些适合锻造加工？答：前端原料中适合锻造加工的有中碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金等。
3.什么是冷挤压加工？答：冷挤压是一种以压制变形加工金属为主要特征的加工方法，其主要通过利用压力，使得金属原料在冷态下扭曲、扭转等变形，达到所需的形状和性能的目的。
4.什么是轧制加工？答：轧制加工是一种通过轧辊对金属原材料进行挤压变形而获得所需形状和性能的加工方法。
5.冷挤压和轧制加工有什么区别？答：冷挤压和轧制加工都是塑性加工的一种方法，其主要的区别在于温度不同。
材料成型工艺基础材料成形方法选择教学课件PPT
选择成形方法，要兼顾后续机加工的可加工性。
例如： • 切削加工余量较大的毛坯不能采用普通压力铸造 成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞； • 需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体 球墨铸铁和簿壁灰铸铁，否则难以切削加工; • 一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛 坯，注意各种成形方案结合的可能性，同时要考虑 这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
5．钻套、导向套、滑动轴承、 液压缸、螺母等
该套类零件工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。
通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、 铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料。尺 寸较小、大批量生产时，还可采用冷挤压和粉末冶 金等方法制坯。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底 座、支架、横梁、工作台，以及齿轮箱、轴承座、 缸体、阀体、泵体、导轨等。
可较复杂
冲压
各种 可较复杂
粉末 冶金
粉末间原子 扩散、再结 晶，有时重结 晶
粉末流动性 较好，压缩性 中小件 较大
可较复杂
较高 较低 较高 较高
高
低～高
低 较高或 高
较高或 高
较高
型腔较复杂尤其是内 腔复杂的制件，如箱 体、壳体、床身、支座 等
传动轴、齿轮坯、炮 筒等
受力较大或较复杂， 且形状较复杂的制件， 如齿轮、阀体、叉杆、 曲轴等
二、盘套类零件
盘套类零件 中，除套类零件 轴向尺寸有部分 大于径向尺寸外， 其余零件轴向尺 寸一般小于径向 尺寸、或两个方 向尺寸相差不大。
盘套类零件在机械中的使用要求 和工作条件有很大差异，因此所用 材料和毛坯各不相同。
材料成型工艺基础-材料成形方法选择课件
例5
例6
例7
例8
例9
例10
一、轴杆类零件
特点——一般为重要零件 选材——一般为钢
成型方法——主要为锻造成型（有时也
用复合成型方法）
二、盘套类零件
齿轮
带轮等 法兰等
钻套等
成型方法分析
三、机架、箱座类零件
一般采用铸造成型方法
第三节 毛坯成型方法选择 举例
例1
例2
例3
例4
第六章 材料成形方法选择
成形方法的选择是零件设计的 重要内容，也是零件制造工艺人员 所关心的重要问题。
不同结构与材料的零件需采用不同的成
形加工方法 不同成形加工方法对材料的性能与零件 的质量会产生不同的影响 各种成形加工方法对不同零件的结构与 材料有着不同的适应性 成形加工方法与零件的生产周期、成本、 生产条件与批量等有着密切关系
第一节
材料成形方法选 择的原则与依据
一、材料成形方法的选择原则料成型方法选择的主要依据
零件类别、功能、使用要求及其结构、
形状、尺寸、技术要求等 零件的生产批量 现有生产条件
三、常用成型方法的比较
第二节 常用机械零件的毛 坯成型方法选择
材料成型工艺基础——铸造
机器造型铸件精度高，余量小；手工造型误差大，余量 也大。灰铸铁加工余量小，铸钢加工余量大。
(3) 拔模斜度
(4) 铸造圆角 圆角半径一般约为相交两壁平均厚度的1/4
(5) 型芯头
型芯头的作用：定位、支撑和固定砂芯
(6) 最小铸出孔及槽
最小铸出孔直径 灰口铸铁件 12～15 15～30 30～50 铸钢件 30～50 50
(2) 对于一些需要补缩的铸件，为防止铸件产生缩孔、缩松的 缺陷，应使铸件较厚的部位放在铸型的上部或侧面。 (3) 应将面积较大的薄壁部位置于铸型下部，或使其倾斜位置
(4) 铸件的大平面应朝下
2. 分型面的选择 (1)分型面应选在铸件的最大截面处。
(2)应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型。
(2) 冷裂 冷裂的特征是：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属 光泽或轻微氧化色。 冷裂的防止： 1）使铸件壁厚尽可能均匀； 2）采用同时凝固的原则； 3）对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷的 含量，防止冷脆性。
作 业
1.铸件的凝固应遵循什么基本原则？优缺点是 什么？各适用于什么范围？ 2.在生产中，为什么要选择共晶成分、近共晶 成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金？
2）给定成分的铸件，缩孔和缩松的总容积是一定值，适 当增大铸件的冷却速度可促进缩松向缩孔转化； 3）合金收缩越大，铸件的缩孔体积越大； 4）浇注温度越高，液态收缩越大，缩孔的体积越大； 5）缩孔和缩松总是存在于铸件的最后凝固部位。如果铸 件设计壁厚不均匀，则在厚壁处易于出现缩孔或缩松。
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
提高25~30%，但伸长率有所下降。
(3) 可压铸出形状复杂的薄壁件。 (4) 生产率高。国产压铸机每小时可铸
材料成形技术基础知识点总结
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。
1、铸造的实质利用了液体的流动形成。
2、铸造的特点A 适应性大(铸件分量、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, 成份不均匀3、铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂(特别是腔内复杂)或者简单、分量较大的零件毛胚。
1、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份组成。
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、等轴晶或者混合组织等.(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2、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 选择挨近共晶成份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份最先凝固，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。
材料成型工艺基础考试复习要点
材料成型工艺根底复习资料13上午九到十一点一号公教楼4071铸件的凝固方式及其影响因素凝固方式：〔l〕逐层凝固方式〔2〕糊状凝固方式〔3〕中间凝固方式影响因素：〔l)合金的结晶温度围：结晶温度围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。
低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。
〔2〕逐渐的温度梯度：在合金的结晶温度围已定时，假设铸件的温度梯度↑由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。
2铸造性能含义及其包括容，充型能力含义，影响合金流动性因素〔合金种类、成分、浇注条件、铸型条件〕铸造性能：合金铸造成形获得优质铸件的能力，、合金的铸造性能：主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力。
影响合金流动性因素：〔l)合金的种类。
灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次之，铸钢最差。
〔2〕合金的成分。
同种合金，成分不同，其结晶特点不同，流动性也不同。
〔3〕浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好；温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。
在保证充型能力的前提下温度应尽量低。
生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温度，〔4〕 l.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差2．铸型温度越高，充型能力越好3．铸型中的气体阻碍充型3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段l.收缩。
合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。
合金的收缩过程可分为三阶段〔l〕液态收缩〔2〕凝固收缩〔3〕固态收缩缩孔〔1〕形成条件：金属在恒温或很窄的温度围结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。
〔2〕产生原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。
〔3〕形成部位：在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。
缩松〔1〕形成条件：形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶兴旺，枝晶骨架将合金液分割开的小区难以得到补缩所致。
材料成型工艺基础作业题答案
铸造部分作业一1、名词解释：铸造、铸型、型芯头、起模斜度、铸造圆角、铸造工艺图答：铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型、冷却凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。
铸型：决定铸件形状的容器。
型芯头：（为了在铸型中支承型芯的空腔），模样比铸件多出的突出部分称为型芯头。
起模斜度：凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出的一定的倾斜度。
铸造圆角：模样上相交壁的交角处做成的圆弧过渡。
铸造工艺图：按规定的工艺符号或文字，将铸造工艺方案、工艺参数、型芯等绘制在零件图上形成的图。
2、造型方法主要有哪两种答：造型的方法主要有手工造型和机器造型。
3、整模、分模、挖砂、活块、刮板和三箱造型各适用于铸造什么样的零件答：整模造型适合一端为最大截面且为平面的铸件；分模造型适合最大截面在中部的铸件；挖沙造型适合分型面为曲面的单件铸件；活块造型适合单件，小批量生产带有凸出部分难以起模的铸件；刮板造型适合等截面的或回转体的大、中型铸件的单件货小批量生产；三箱造型适合单件、小批量生产具有两个分型面的铸件。
4、为什么铸件的重要加工面在铸型中应朝下答：位于铸型下面的区域由于重力的作用，其质量一般比上面区域的好，将铸件重要加工面在铸型中朝下，可避免重要加工表面出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷。
5、大面积的薄壁铸件应放在铸型的什么位置为什么答：大面积的薄壁铸件应放在铸型的下部或侧面，因为这样可以避免浇不到、冷隔等缺陷。
6、为什么尽量使铸件全部或大部位于同一个砂箱中答：使铸件全部或大部位于同一个砂箱中，可以保证铸件尺寸精度，避免错箱等缺陷。
7、浇注位置选择的原则有哪些答：浇铸位置的选择原则有：（1）铸件的重要加工面或重要工作面应处于底面或侧面；（2）铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇铸；（3）铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面；（4）铸件的厚大部分应放在顶部或分型面的侧面。
8、铸型分型面的选择原则是什么答：铸型分型面选择原则有：（1）应保证顺利起模；（2）分型面的数目应尽量少；（3）应尽量减少型芯、活块数量；（4）铸件尽可能放在一个砂箱内，或将重要加工面、加工的基准面放在同一砂箱内。
材料成型工艺基础习题解答
第一章金属材料与热处理1、常用的力学性能有哪些？各性能的常用指标是什么？答：刚度：弹性模量E强度：屈服强度和抗拉强度塑性：断后伸长率和断面收缩率硬度：冲击韧性：疲劳强度：2、4、金属结晶过程中采用哪些措施可以使其晶粒细化？为什么？答：过冷细化：采用提高金属的冷却速度，增大过冷度细化晶粒。
变质处理：在生产中有意向液态金属中加入多种难溶质点（变质剂），促使其非自发形核，以提高形核率，抑制晶核长大速度，从而细化晶粒。
7、9、什么是热处理？钢热处理的目的是什么？答：热处理：将金属材料或合金在固态范围内采用适当的方法进行加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需要性能的一种工艺。
热处理的目的：强化金属材料，充分发挥钢材的潜力，提高或改善工件的使用性能和加工工艺性，并且可以提高加工质量、延长工件和刀具使用寿命，节约材料，降低成本。
第二章铸造成型技术2、合金的铸造性能是指哪些性能，铸造性能不良，可能会引起哪些铸造缺陷？答：合金的铸造性能指：合金的充型能力、合金的收缩、合金的吸气性；充型能力差的合金产生浇不到、冷隔、形状不完整等缺陷，使力学性能降低，甚至报废。
合金的收缩合金的吸气性是合金在熔炼和浇注时吸入气体的能力，气体在冷凝的过程中不能逸出，冷凝则在铸件内形成气孔缺陷，气孔的存在破坏了金属的连续性，减少了承载的有效面积，并在气孔附近引起应力集中，降低了铸件的力学性能。
6、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹？防止裂纹的主要措施有哪些？答：热裂是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温下形成的。
在金属凝固末期，固体的骨架已经形成，但树枝状晶体间仍残留少量液体，如果金属此时收缩，就可能将液膜拉裂，形成裂纹。
冷裂是在较低温度下形成的，此时金属处于弹性状态，当铸造应力超过合金的强度极限时产生冷裂纹。
防止措施：热裂——合理调整合金成分，合理设计铸件结构，采用同时凝固原则并改善型砂的退让性。
冷裂——对钢材材料合理控制含磷量，并在浇注后不要过早落砂。
材料成型工艺基础第四版
材料成型工艺基础第四版
本章介绍了《材料成型工艺基础第四版》的
内容概要，包括主要议题和研究方法。
还解释了
为什么了解材料成型工艺的基础知识对于从事相
关领域的专业人士至关重要。
本章讨论了材料的物理特性、化学特性以及
机械特性对材料成型过程的影响。
重点介绍了材
料的强度、硬度、塑性等性能的定义和测试方法。
本章介绍了材料成型的基本原理和工艺，包
括热成型、冷成型、压力成型等各种成型工艺的
原理和应用。
还讨论了材料成型过程中的能量转
化和热力学原理。
本章详细介绍了常见的材料成型工艺，如锻造、压铸、注塑、挤压等，并讨论了它们的工艺特点、应用范围以及材料选择的考虑因素。
本章探讨了材料成型工艺中可能遇到的问题和挑战，包括材料变形、表面缺陷、工艺参数优化等方面的内容。
还提供了解决这些问题的一些建议和方法。
本章展望了材料成型工艺的发展趋势，包括新材料的应用、先进技术的发展以及自动化和智能化生产的推动等方面的内容。
还讨论了未来材料成型工艺可能面临的挑战和机遇。
本章展望了材料成型工艺的发展趋势，包括新材料的应用、先进技术的发展以及自动化和智能化生产的推动等方面的内容。
还讨论了未来材料成型工艺可能面临的挑战和机遇。
材料成型工艺基础(第三版) (刘建华)章 (1)
图1-7 纯金属结晶过程示意图 26
1)金属晶核形成的方式 (1)自发形核：对于很纯净的液体金属，加快其冷却速度， 使其在具有足够大的过冷度下，不断产生许多类似晶体中原子 排列的小集团，形成结晶核心，即为自发晶核。 (2)非自发形核：实际金属中往往存在异类固相质点，并 且在冷却时金属总会与铸型内壁接触，因此这些已有的固体颗 粒或表面被优先依附，从而形成晶核，这种方式称为非自发形 核。
4
1.1.1 金属的晶体结构 1.晶体和非晶体 自然界中一切物质都是由原子组成的，根据固态物质内部
原子的聚集状态，固体分为晶体和非晶体两大类。 原子无规律地堆积在一起的物质称为非晶体，如沥青、玻
璃、松香等。原子按一定几何形状作有规律地重复排列的物质 称为晶体，如冰、结晶盐、金刚石、石墨及固态金属与合金。 晶体和非晶体的原子排列不同，进而显示出不同的特性。晶体 具有固定的熔点，性能具有各向异性；而非晶体没有固定的熔 点，性能具有各向同性。
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2)金属晶核的长大方式 晶核形成后，液相原子不断迁移到晶核表面而促使晶核长 大形成晶核。但晶核长大程度取决于液态金属的过冷度，当过 冷度很小时，晶核在长大过程中保持规则外形，直至长成晶粒 并相互接触时，规则外形才被破坏；反之，则以树枝晶形态生 长。这是因为随着过冷度的增大，具有规则外形的晶核长大时 需要将较多的结晶潜热散发掉，而其棱角部位因具有最优先的 散热条件，因而便得到优先生长，如树枝一样先长出枝干，再 长出分枝，最后把晶间填满。
金属在固态下由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的变 化称为金属的同素异晶(构)转变。由金属的同素异晶转变所得 到的不同类型的晶体称为同素异晶体。金属的同素异晶转变也 是原子重新排列的过程，称为重结晶或二次结晶。固态下的重 结晶和液态下的结晶相似，也遵循晶体结晶的一般规律：转变 在恒温下进行，也是形核与长大的过程，也必须在一定的过冷 度下转变才能完成。
工程材料及成型工艺基础
工程材料及成型工艺基础
工程材料
1. 金属材料
金属材料是各种工程材料中使用最广泛的一类，其具有较高的强度和
韧性，良好的导电导热性能，以及良好的可加工性。
常见的金属材料
包括钢材、铝材、铜材和锌材等。
2. 非金属材料
非金属材料的应用范围也非常广泛，包括了塑料、陶瓷、橡胶、玻璃、复合材料等。
这类材料的主要特点是密度小，比强度高，电绝缘性能好，耐腐蚀能力强。
3. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料，常见的包
括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
它具有较高的强度、韧性、耐腐蚀能力以及耐磨性，但价格较高。
成型工艺
1. 焊接
焊接是两个工件通过熔化，使两个工件之间形成稳定的结合方式。
常
见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
2. 铸造
铸造是将液态金属或合金注入到预制的模具中，冷却凝固形成所需形状的成型方法。
常见的铸造形式有砂型铸造、永久模铸造和压铸等。
3. 塑料加工
塑料加工是指将塑料在加热的状态下挤压、吹塑、注塑等方式在模具中成型。
常用的加工方法有挤出成型、挤压成型以及注塑成型等。
4. 机械加工
机械加工是指通过旋转或移动切削工具对工件进行切削、加工和成型的过程。
常见的机械加工方法包括车削、铣削和钻孔等。
5. 热处理
热处理是通过加热和冷却的方式改变金属材料的组织结构和性能，可以使金属材料具有更好的耐腐蚀性、韧性和强度。
常见的热处理方法包括淬火、退火和正火等。
精品文档-材料成型工艺基础(第二版)(刘建华)-第7章
现自动化生产，适宜大批量生产形状简单(圆截面形、薄片状等)、
尺寸较小(高度为0.3 mm～60 mm
5 mm～50 mm)的制品。
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由于坯体含水或其他有机物较少，因此坯体致密度较高，尺寸较 精确，烧结收缩小，瓷件力学强度高。但模压成型坯体具有明显 的各向异性，也不适于尺寸大、形状复杂制品的生产，并且所需 的设备、模具费用较高。
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图7-2 等静压成型示意图 (a)湿式等静压成型；(b)干式等静压成型
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2)干式等静压成型 如图7-2(b)所示，在高压容器内封紧一个加压橡皮袋，加料 后的模具送入橡皮袋中加压，压成后又从橡皮袋中退出脱模；也 可将模具直接固定在容器橡皮袋中。此法的坯料添加和坯件取出 都在干态下进行，模具也不与高压液体直接接触。而且，干式等 静压成型模具的两头(垂直方向)并不加压，适于压制长型、薄壁、 管状制品。
称量配料，它是陶瓷工艺中最基本的一环。称料务必精确，因为 配料中某些组分加入量的微小误差也会影响到陶瓷材料的结构和 性能。
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2.混合制备坯料 配料后应根据不同的成型方法，混合制备成不同形式的坯料， 如用于注浆成型的水悬浮液，用于热压注成型的热塑性料浆，用 于挤压、注射、轧膜和流延成型的含有机塑化剂的塑性料，用于 干压或等静压成型的造粒粉料等。坯料混合一般采用球磨或搅拌 等机械混合法。
特种陶瓷是以人工化合物为原料的陶瓷，如氧化物陶瓷、氮 化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化物陶瓷、硼化物陶瓷，以及石英质、 刚玉质、碳化硅质陶瓷等，主要用于化工、冶金、机械、电子、 能源和某些高技术领域。
特种陶瓷是20世纪发展起来的，在现代化生产和科学技术的 推动和培育下，它们发展得非常快，尤其在近30年，新品种层出 不穷，令人眼花缭乱。
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《材料成形工艺基础》自学指导书一、课程名称：材料成形工艺基础二、自学学时：50课时三、教材名称：《材料成形工艺基础》柳秉毅编四、参考资料：材料成形技术基础陶冶主编机械工业出版社五、课程简介：《材料成形工艺基础》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一，其任务是阐明液态成型、塑性成型和焊接形成等成型技术在内的内在基本规律和物质本质，揭示材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷产生的机理。
六、考核方式：闭卷考试七、自学内容指导：绪论第1章金属材料的力学性能一、本章内容概述：绪论：1.材料成形工艺的发展历史2.材料成形加工在国民经济中的地位 3.材料成形工艺基础课程的内容 4.本课程的学习要求与学习方法。
第一章：1）铸造成形基本原理；2）塑性成形基本原理； 3）焊接成形基本原理二、自学学时安排：8学时三、知识点：1.合金的铸造性能2.合金的收缩性；3.铸件的缩孔和缩松 2合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺；3影响合金的充型能力的因素1）合金的流动性2）浇；4合金的收缩概念液态合金从浇注温度逐渐冷却、凝固；5铸造内应力分热应力和机械应力；6顺序凝固，是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部；7顺序凝固可以有效地防止缩孔和宏观缩松，主要适用；8缩孔和缩松的防止方法：顺序凝固四、难点：1）强度、刚度、弹性及塑性 2）硬度、冲击韧性、断裂韧度、疲劳。
五、课后思考题与习题：P401.1 区分以下名词的含义:逐层凝固与顺序凝固糊状凝固与同时凝固液态收缩与凝固收缩缩孔与缩松答：逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的，铸件凝固时其凝固区宽度接近于零，随着温度的下降，液相区不断减小，固相区不断增大而向中心推进，直至到达铸件中心。
顺序凝固：是指在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。
糊状凝固：如果合金的结晶温度范围很宽，或者铸件断面上温度梯度较小，则在凝固的某段时间内，其固相和液相并存的凝固区会贯穿铸件的整个断面。
同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。
液态收缩：从浇注温度冷却至凝固开始温度(液相线温度)期间发生的收缩。
凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)期间发生的收缩。
铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩所造成的体积缩减，如果未能获得补充(称为补缩)，则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞。
大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。
1.3拟生产一批小型铸铁件，力学性能要求不高，但壁厚较薄，试分析如何提高合金液的充型能力。
答：1）尽可量提高浇注温度。
由于壁厚较薄，铸铁可取1450左右2）增大充型压力（即增大推动力）。
3）选用蓄热能力强的材料作铸型。
4）提高铸型温度。
5）选用发气量小而排气能力强的铸型。
1.4冒口补缩的原理是什么? 冷铁是否可以补缩? 冷铁的作用与冒口有何不同?答：在铸件厚壁处和热节部位（即铸件上热量集中，内接圆直径较大的部位）设置冒口，是防止缩孔、缩松的有效措施。
冒口的尺寸应保证冒口比它要补缩的部位凝固得晚，并有足够的金属液供给。
采用“顺序凝固原则”，在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固，不可以。
冷铁是用以增加铸件某一局部的冷却速度而安放在铸型内的金属激冷物。
1.8什么是冷变形和热变形? 冷变形和热变形对金属的组织与性能有哪些影响?冷变形加工和热变形加工各有何优缺点?答：1）在再结晶温度以下(通常是在室温下)进行的塑性成形加工，称为冷变形加工；通常把在再结晶温度以上进行的塑性成形加工称之为热变形加工。
2）冷变形对金属组织性能的影响冷变形后金属纤维组织的形成和形变织构的出现，均使金属的性能产生各向异性，这对于塑性成形加工是不利的；热变形对金属组织和性能的影响热变形加工能消除铸态金属的某些缺陷，如使气孔、缩松焊合，使粗大的柱状晶粒或树枝晶破碎并再结晶成为均匀的等轴晶，改善第二相的形态与分布，减小成分偏析等，从而使金属材料组织致密，晶粒细化，成分均匀，力学性能提高。
3）由于冷变形加工是在再结晶温度以下(通常还低于回复温度)进行的，金属在变形过程中只有冷变形强化而无回复或再结晶软化，因此所需变形力很大，且变形程度也不宜过大，以免降低模具寿命或使工件开裂。
冷变形加工的生产率较高，其产品具有表面质量好、尺寸精度高等优点，一般不需要再切削加工；（冷变形优缺点）由于金属的热变形一般都在远高于再结晶温度以上进行，软化过程大于强化过程，所以金属具有较好的塑性和较低的变形抗力，这样金属在热变形时可获得较大的变形量，而耗能较小。
用热变形方法可加工尺寸较大或形状复杂的工件，并能改善金属的组织与性能。
但由于变形温度高，金属表面易形成氧化皮，工件表面质量和尺寸精度较低。
（热变形优缺点）1.11根据你所学的知识说明“趁热打铁”的意思和道理。
答:随着温度升高，金属原子活动能力增强，原子间结合力减弱，使塑性提高和变形抗力减小。
当温度高于金属的再结晶温度后，变形过程中的强化作用可被动态再结晶软化所消除。
所以，对大多数金属来说，随着温度的增加，总的变化趋势是塑性提高，变形抗力下降，如果通过加热可使原为多相组织的合金发生相变而转变为单相固溶体组织，则对提高其塑性成形性更加有利。
六、章节同步练习题（一）填空题1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。
按内应力的产生原因，可分为应力和应力两种。
2.金属塑性成形是利用金属在外力作用下产生的而获得毛坯或零件的方法。
3.常用的焊接方法有、和三大类。
4.影响合金充型能力的重要因素有、和等。
5.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受应力。
（二）选择题1.合金流动性与下列哪个因素无关( ) 。
A. 合金的成份B. 合金的结晶特征C. 过热温度D.砂型的透气性或预热温度2.下列合金中，铸造性能最差的是( )。
A. 铸钢B. 铸铁C. 铸铜D. 铸铝3.控制铸件同时凝固的主要目的是( )。
A.减少应力B. 消除缩松C. 消除气孔D.防止夹砂4.下列钢中锻造性较好的是( )A. 中碳钢B. 高碳钢C.低碳钢D. 合金钢5.焊接热影响区中，晶粒得到细化、机械性能也得到改善的区域是( )A.正火区B. 不完全重结晶区C. 过热区D. 再结晶区6. 预防热应力的基本途径是尽量( )铸件各部位的温度差。
A .尽量减少；B . 尽力保持； C.略微提高； D. 大幅增加7.预防热应力的基本方法是采取( )原则。
A. 同时凝固；B. 顺序凝固；C. 逐层凝固；D. 糊状凝固8.为防止缩孔的产生，可选择的工艺措施为（）。
A.顺序凝固B. 同时凝固C. 糊状凝固D. 以上答案都不是9.提高铸型温度，合金的充型能力( )。
A．可能提高 B．必然提高 C．不会变化D．有所降低（三）判断题1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。
（）2、铸造合金在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。
（）答案：（一）填空题1.热、收缩2.塑性变形3.熔焊、压焊、钎焊4. 金属的流动性、浇注条件、铸型的性质5.拉、压（二）选择题1.D2.A3.B4.C5.A6.A7.A8.B9.B（三）判断题1.×2. √第2章铸造成形一、本章内容概述：1.铸造方法及其应用；2.常用合金铸件的熔铸；3.铸件工艺设计4.铸件的结构工艺性二、自学学时安排：12学时三、知识点：1.铸造方法及其应用2.铸铁件的熔铸3.铸钢件的熔铸4.热塑性变形时的软化过程5.热塑性变形机理6.热塑性变形对金属组织和性能的影响7.双相合金热塑性变形的特点四、难点：1.铸造方法及其应用2.铸铁件的熔铸3.铸钢件的熔铸4.热塑性变形时的软化过程5.热塑性变形机理6.热塑性变形对金属组织和性能的影响7.双相合金热塑性变形的特点五、课后思考题与习题：P402.2什么是熔模铸造?试简述其工艺过程。
P44熔模铸造是用易熔材料制成模样，造型后将模样熔化并排出型外，从而获得无分型面的型腔，经浇注后获得铸件的铸造方法。
熔模铸造的工艺过程其主要工序包括蜡模制造、制造型壳、失蜡、焙烧和浇注等。
1)蜡模制造把熔化成糊状的蜡料压入压型，待冷凝后取出，就得到蜡模。
2)制造型壳将蜡模或蜡模组浸入由水玻璃和石英粉配成的涂料浆中，使涂料均匀地覆盖在蜡模表层，然后在上面均匀地撒一层细石英砂，再放人硬化剂(氯化铵溶液)中硬化结壳。
3)熔去蜡模将包有蜡摸的型壳浸入85～95℃的热水中，使蜡料熔化并从型壳中脱除，从而在型壳中留下型腔。
4)焙烧型壳在浇注前必须在800—950℃下进行焙烧，其目的是去除型壳中的水分、残余蜡料和其他杂质，洁净型腔。
5)浇注为了提高合金的充型能力，防止浇不足、冷隔等缺陷，通常在焙烧后随即就趁热(600～700℃)进行浇注。
2.3金属型铸造有何优越性?为什么金属型铸造未能广泛取代砂型铸造?P47金属型铸造的特点1) 金属型造好后，其铸造的工艺过程实际上就是浇注、冷却、取出和清理铸件，从而大大地提高了生产效率，改善了劳动条件，并且易于实现机械化和自动化生产。
2)金属型内腔表面光洁，刚度大，因此铸件精度高，表面质量好。
3)金属型导热快，铸件冷却速度快，凝固后晶粒细小，从而提高了其力学性能。
但是，金属型的制造周期长、成本高，铸造工艺要求较严格，不宜生产大型、薄壁和形状复杂的铸件，铸铁件还容易产生白口组织。
2.4 低压铸造的工作原理和压铸有何不同、为何铝合金较常采用低压铸造？低压铸造的压力较低，并且是熔融金属液由下而上压入型腔。
因为低压铸造金属液充型平稳，对铸型的冲刷力小，工件的质量高，铝合金密度小，质量较轻，用低压铸造效果更佳。
2.5什么是离心铸造? 它在圆筒形铸件的铸造中有哪些优越性?P49离心铸造是将熔融金属浇人高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下填充铸型并结晶，从而获得铸件的方法。
离心铸造的优点是：1)离心铸造可不用型芯而铸出中空铸件，工艺简单，生产率高，成本低。
2)在离心力作用下，提高了金属液的充型能力，金属液自外表面向内表面顺序凝固，因此铸件组织致密，无缩孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能提高。
3)便于铸造“双金属”铸件，如制造钢套铜衬滑动轴承。
4)不用浇注系统和冒口，金属利用率较高。
2.8下列铸件在大批量生产时宜采用什么铸造方法？汽轮机叶片气缸套铝活塞汽车喇叭缝纫机机架铸铁煤气管道车床床身大模数齿轮滚刀答：汽轮机叶片：熔模铸造；汽缸套：离心铸造；铝活塞：金属型铸造；汽车喇叭：压力铸造；缝纫机机架：砂型铸造；铸铁煤气管道：离心铸造；车床床身：砂型铸造。