金属工艺学课件(PPT 45页)
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铸造的特点
（1）可以铸造出内腔、外形很复杂的毛 坯。
（2）工艺灵活性大、适应性广。铸件重 量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm 到1m左右；铸件材料可用铸铁、铸钢、 碳钢和有色金属等。
（3）铸件成本低。 （4）有铸造缺陷，机械性能不如锻件等。
二、砂型铸造生产工艺流程
三、铸造方法分类
Clasfication of foundry Methods
Pouring Melt in the Mold→Solidification→Casting
优点：complex in shape adaptability in technology cheap in production
缺点：lower mechanical properties unstable quality worse work condition
在铸件上从远离冒口或 浇口到冒口或浇口之 间建立一个递增的温 度梯度，从而实现由 远离冒口的部分向冒 口的方向顺序地凝固。
同时凝固原则：
Simultaneously Solidification
是采取工艺措施保 证铸件结构上各部 分之间没有温差或 温差尽量小，使各 部分同时凝固。如 图所示。
二、金属和合金的铸造性能
体收缩率rate of ＝v0_-v1/v0*100％
volume
Contraction:εv
线收缩率 rate of linear Contraction：
εl=l0-l1/l0*100％
⑵ 收缩的阶段 Contraction Stages
液态收缩 Liquid Contraction 凝固收缩 Solidification Contraction 固态收缩 Solid Contraction 前两个阶段的收缩使合金体积减少，
金属工艺学完整ppt课件
（4）工艺方法的综合比较
精选课件
3
产品制造的过程
精选课件
4
课程性质、任务和学习要求
1. 课程性质
2.
技术基础课
2. 学习任务和要求
1）掌握常用金属材料的主要性能；
2）掌握零件的加工工艺知识；
3）培养工艺分析的基本能力。
精选课件
5
第一篇 金属材料导论
工业生产中所使用的材料主要包括金属材料、无机 非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
一、铸造性能
金属在铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力称为 铸造性能。铸造性能包括流动性、吸气性、收缩性和偏析等。在 金属材料中灰铸铁和青铜的铸造性能较好。
二、
金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度称为锻造性能。锻造 性能的好坏主要同金属的塑性和变形抗力有关。塑性越好，变形 抗力越小，金属的锻造性能越好。
σb=F b/A 0
弹性极限σe：
材料在外力作用下，保持弹性变形的最大应力。
σe=F e/A 0
精选课件
12
中、高碳钢和其他脆 性金属材料无明显屈服 现象，国家标准以产生 0.2%塑性变形的应力 来表示屈服强度，即：
σ0.2=F0.2/A0
精选课件
13
屈服强度和抗拉强度在设计机械和选择、 评定金属材料时有重要意义 。 机械零件多
最常用的合金，有以铁为基础的铁碳合金； 有以铜或铝为基础的铜合金和铝合金。
精选课件
7
第一章 金属材料的主要性能
教学重点：金属材料的力学性能 教学难点：б-ε曲线特点
精选课件
8
第一节 金属材料的力学性能
力学性能是指金属材料在受外力作用时 所反映出来的性能。力学性能指标，是 选择、使用金属材料的重要依据。
金属工艺学课件(PPT45页).pptx
。2020年11月27日星期五下午3时1分51秒15:01:5120.11.27
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月下午3时1分20.11.2715:01November 27, 2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年11月27日星期五3时1分51秒15:01:5127 November 2020
（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材 等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和 特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热 轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度 较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸 较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较 高的中小型零件。
• （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批 生产和大型零件及样机试制。其优点是制 造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效 处理后才能进行机械加工。
《金属工艺学》上、下册 《材料成型工艺基础》
《机械制造学》 《工程材料与热加工工艺》 《机械加工工艺》 《机械加工工艺基础》
《材料成形学》
高等教育出版社
邓文英
华中理工大学出版社 沈其文
机械工业出版社
王贵成
西北工业大学出版社 裴崇斌
西北工业大学出版社 裴崇斌
清华大学出版社
金问楷
机械工业出版社
李新城
网络资源
课程的特点
• 课程是机类专业应掌握的一门重要的专业
基础课，具有很强的综合性和实践性，是
在掌握了工程制图和金工实习课之后开设 的专业基础课。通过本课程的教学，培养 学生把理论与实践结合起来学习的理念， 提高工程实践的意识，并能用所学的基本 原理和方法分析实际生产技术问题，为学 习后续课程并为以后从事机械设计和制造 方面的工作奠定必要的基础。
《金属工艺学》课件
金属的加工工艺
金属的铸造工艺
铸造工艺简介：将熔融的金属倒入模具中，冷却后形成所需形状的工艺 铸造方法：砂型铸造、金属型铸造、离心铸造等 铸造材料：铁、钢、铝、铜、锌等 铸造工艺特点：可生产复杂形状的零件，成本低，生产效率高
金属的锻造工艺
锻造方法：自由锻造、模锻、 冲压、挤压等
锻造工艺：将金属加热到一 定温度，通过锤打、挤压等 方式改变其形状和性能
切削工具：包括车刀、铣刀、钻头、 锯片等
切削方法：包括车削、铣削、钻削、 锯削等
切削参数：包括切削速度、进给量、 切削深度等
切削质量：包括表面粗糙度、尺寸精 度、形位精度等
切削效率：包括生产效率、能耗、刀 具寿命等
金属的热处理工艺
热处理的原理和分类
热处理的原理：通过改变金属的微观结构， 提高其力学性能和耐腐蚀性
金属的表面处理技术
表面涂装技术
目的：保护金 属表面，提高 耐腐蚀性、耐
磨性等性能
主要方法：电 镀、喷涂、热
浸镀等
电镀：利用电 解原理，在金 属表面形成一 层金属或合金
镀层
喷涂：利用高 压气流将涂料 喷涂到金属表 面，形成一层
保护层
热浸镀：将金 属加热到一定 温度，使其表 面形成一层金 属或合金镀层
智能化：利用人工智能技术， 实现金属加工的自动化、智 能化
数字化：利用数字化技术， 实现金属加工的精确控制和
优化
绿色化：采用环保技术和材 料，实现金属加工的绿色化
和可持续发展
绿色环保和可持续发展要求
减少能源消耗：提高能源利用效率， 降低生产过程中的能源消耗
循环利用：提高金属材料的回收利 用率，实现资源的循环利用
添加标题
添加标题
金属工艺学ppt课件
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
第二节 金属型铸造
• 二、金属型的铸造工艺 • 1. 必需喷刷涂料；衬料和外表涂料 • 2. 金属型应坚持一定的任务温度；铸铁件250-350，非
铁金属件ห้องสมุดไป่ตู้00-250度。减缓激冷。 • 3. 适宜的出型时间；尽早出型，小型铸铁件10-60s，铸
件温度约780-950度。 • 三、金属型铸造的特点和适用范围 • 优点：一型多铸，便于实现机械化和自动化消费，可大
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
合理设计凸台和防 止侧壁具有防碍拔 模的部分凹陷构造
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理 确定构造斜度
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理确定 构造斜度
不合理
大提高消费率。同时铸件的精度和外表质量比砂型铸造 显著提高。组织致密，力学性能得到显著提高。 • 缺陷：金属型的本钱高，消费周期长。同时铸造工艺要 求严厉，容易出现缺陷，灰铸铁件又难以防止白口缺陷 。 • 主要用于铜、铝合金铸件的大批量消费。如铝活塞、气 缸盖、油泵壳体、铜瓦等。
第三节 压力铸造
• 描画:是在高压下〔比压约为5-150MPa〕将液态 或半液态合金快速地(0.01-0.2s)压入金属铸型中 ，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
金属工艺学教学PPT
03
金属加工工艺
铸造工艺
铸造工艺基础
介绍铸造工艺的基本原理、铸 造材料、铸造设备及工装模具
等。
铸造工艺设计
学习铸造工艺方案制定、浇注 系统设计、冒口和冷铁设计等 。
铸造合金材料
了解常用铸造合金材料的性能 特点、应用范围及熔炼技术。
铸造缺陷与质量控制
分析铸造过程中常见的缺陷及 质量控制方法，提高铸造件质
金属工艺学的重要性
金属工艺学在现代工业制造中扮演着至关重要的角色，它涉 及到航空航天、汽车、船舶、能源、建筑、医疗器械等多个 领域，是实现从原材料到最终产品的关键环节。
金属工艺学的历史与发展
金属工艺学的起源
金属工艺学可以追溯到古代，人类最 早使用石头和骨头制作工具和武器， 后来逐渐掌握了炼铁和铜等金属的加 工技术。
VS
安全要求
实验室应配备必要的安全设施和防护用品 ，确保学生的人身安全和健康。学生在实 践过程中应按照指导教师的要求进行操作 ，如遇紧急情况应及时报告并采取相应措 施。
感谢您的观看
THANKS
金属工艺的创新与发展趋势
总结词
金属工艺的创新与发展趋势
创新点1
3D打印技术在金属工艺中的应用。
描述1
通过3D打印技术，可以实现金属零件的快速原型 制造，提高设计效率和生产灵活性。
金属工艺的创新与发展趋势
创新点2
01
金属表面处理技术的改进。
描述2
02
采用新型表面处理技术，如电镀、喷涂等，提高金属表面的美
观性和耐久性。
发展趋势1
03
数字化技术在金属工艺中的应用。
金属工艺的创新与发展趋势
01
描述3
利用数字化技术进行金属工艺设 计和优化，实现智能化制造和个 性化定制。
金属工艺学课件
分类
热处理技术可以分为退火、淬火、回火等多种方式。
应用
热处理技术广泛应用于钢铁、有色金属等领域，是提高金属性能和 延长使用寿命的重要手段。
05
金属工艺学的未来发展
新材料的应用
轻质金属材料
随着航空航天、汽车等行业的快速发展，轻质金属材料如 钛合金、铝合金等在金属工艺领域的应用将更加广泛。
高性能金属材料
80%
医疗器械
金属工艺学在医疗器械领域的应 用也十分重要，如人工关节、心 脏起搏器等医疗器械的制造。
02
金属材料的性质
金属材料的物理性质
01
02
03
04
导热性
金属材料具有良好的导热性， 可以用于制造各种散热器、加 热器等。
导电性
金属材料是电的良导体，广泛 用于电线、电缆等电气产品的 制造。
密度
金属材料的密度较大，质地较 重，具有较高的质量感和稳定 性。
智能制造技术
将信息技术与制造技术深度融合，实现生产过程 的智能化和柔性化，提高生产效率和产品质量。
3
精密加工技术
利用高精度机床和加工工具，实现金属零件的高 精度加工，提高产品的稳定性和可靠性。
环保与可持续发展
01
绿色制造技术
通过采用清洁能源、减少废弃物 排放等方式，实现生产过程的环 保和可持续发展。
金属工艺学的重要性
金属工艺学在工业生产、航空航天、交通运输、医疗器械等领域 具有广泛应用，对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。
金属工艺学的历史与发展
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属，如铜、铁等， 用于制造工具和武器。
工业革命时期的金属工艺
随着工业革命的兴起，金属工艺得到了迅速发展， 各种新的加工技术不断涌现。
热处理技术可以分为退火、淬火、回火等多种方式。
应用
热处理技术广泛应用于钢铁、有色金属等领域，是提高金属性能和 延长使用寿命的重要手段。
05
金属工艺学的未来发展
新材料的应用
轻质金属材料
随着航空航天、汽车等行业的快速发展，轻质金属材料如 钛合金、铝合金等在金属工艺领域的应用将更加广泛。
高性能金属材料
80%
医疗器械
金属工艺学在医疗器械领域的应 用也十分重要，如人工关节、心 脏起搏器等医疗器械的制造。
02
金属材料的性质
金属材料的物理性质
01
02
03
04
导热性
金属材料具有良好的导热性， 可以用于制造各种散热器、加 热器等。
导电性
金属材料是电的良导体，广泛 用于电线、电缆等电气产品的 制造。
密度
金属材料的密度较大，质地较 重，具有较高的质量感和稳定 性。
智能制造技术
将信息技术与制造技术深度融合，实现生产过程 的智能化和柔性化，提高生产效率和产品质量。
3
精密加工技术
利用高精度机床和加工工具，实现金属零件的高 精度加工，提高产品的稳定性和可靠性。
环保与可持续发展
01
绿色制造技术
通过采用清洁能源、减少废弃物 排放等方式，实现生产过程的环 保和可持续发展。
金属工艺学的重要性
金属工艺学在工业生产、航空航天、交通运输、医疗器械等领域 具有广泛应用，对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。
金属工艺学的历史与发展
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属，如铜、铁等， 用于制造工具和武器。
工业革命时期的金属工艺
随着工业革命的兴起，金属工艺得到了迅速发展， 各种新的加工技术不断涌现。
金属工艺培训课件(ppt 44页)
Ld 或 Ld' 是由奥氏体和渗碳体组成的机 硬度高，塑性很差，.脆性大。 械混合物。
知识扩展：几种其他结晶组织
1、马氏体
定义：碳再α-Fe中的过饱和固溶体
形成机理
铁素体（体心立方晶格）溶碳能力最大为0.02%； 奥氏体（面心立方晶 格）溶碳能力最大为2.06%； 温度高而且含碳量比较高的奥氏体，在快 速冷却的条件下，由于冷却速度很快，奥氏体中的碳来不及析出，依然 保留在冷却状态下的铁素体中，既碳在铁素体过饱和状态（因为常温下， 铁素体溶碳能力最大为0.02%），这就是马氏体。
§3—1 铁碳合金的基本组 织
复习回顾
1.钢的热处理过程是怎样的？ 2.钢的热处理的目的是什么？
钢的热处理过程
T(℃) T加
保温
t
热处理工艺曲线
t(h)
钢的热处理的目的
通过控制加热温度、保温时间、冷却速度 等参数，来改变钢的组织从而改善钢的性能的 目的。
组织 —— 性能
§3—1 铁碳合金的基本组织
光学显微镜观察组织
电子显微镜观察组织
3.存在温度区间： 室温——727℃ 4.含碳量： 0.77%
5.特点： 力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中, 塑性和韧
性较好.
珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 珠光体的平均含碳量为0.77%，在727℃以下温度范围内存在。 性能：σb =750MPa HB=160～180 较高
小结
1.铁碳合金有五种组织：铁素体、奥氏体、渗碳 体、珠光体、莱氏体。 2.铁碳合金有三种基本组织：铁素体、渗碳体、 奥氏体。 3.室温下铁碳合金由铁素体和渗碳体组成。 4.五种组织的性能、特点。
组织名称 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体
《金属工艺学》课件
金属工艺学分类
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学PPT
高能高速成型的特点: Ø模具简单 Ø零件精度高，表面质量好 Ø可提高材料的塑性变形能力 Ø利于采用复合工艺
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
超塑性模锻工艺特点
Ø扩大了可锻金属材料的种类。如过去只能采 用铸造 Ø金属填充模膛的性能好，可锻出尺寸精度高、 机械加工余量很小、甚至不用加工的零件。 Ø能获得均匀细小的晶粒组织，零件机械性能 均匀一致。 Ø金属的变形抗力小，可充分发挥中、小设备 的作用。
3.5.7 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。
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。
(1)简化设备ຫໍສະໝຸດ 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。
模锻件尺寸精度可达IT12～IT15，表面粗糙度为～。
精密模锻的锻件精度很大程度上取决于锻模的加工精度。
锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。
精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模锻工艺。
每小时产量可达500～1000件。
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。
(1)简化设备
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。
该法可加工的板料厚度为～4 mm。
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。
Ø锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。
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
超塑性模锻工艺特点
Ø扩大了可锻金属材料的种类。如过去只能采 用铸造 Ø金属填充模膛的性能好，可锻出尺寸精度高、 机械加工余量很小、甚至不用加工的零件。 Ø能获得均匀细小的晶粒组织，零件机械性能 均匀一致。 Ø金属的变形抗力小，可充分发挥中、小设备 的作用。
3.5.7 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。
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。
(1)简化设备ຫໍສະໝຸດ 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。
模锻件尺寸精度可达IT12～IT15，表面粗糙度为～。
精密模锻的锻件精度很大程度上取决于锻模的加工精度。
锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。
精密模锻是在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模锻工艺。
每小时产量可达500～1000件。
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。
(1)简化设备
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。
该法可加工的板料厚度为～4 mm。
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。
Ø锻件精度高，表面光洁，可实现少、无切削加工。
金属工艺学教材(PPT 46页)
铸型绕垂直轴旋转。铸件内表面呈抛物线形。用 来铸造高度小于直径的盘、环类或成形铸件。
•34
卧式离心铸造
铸型绕水平轴旋转。铸件壁厚均匀，应用广泛，主 要用来生产圆环类铸件，也用于浇注成形铸件。
•35
离心式实型铸造
离心铸造的生产过程
（1）将金属型型腔清理干净，喷涂料 （2）旋转铸型，浇入定量金属液 （3）凝固后，停止旋转，取出铸件
•38
缺点
• 铸件易产生偏析，铸件内 表面较粗糙。内表面尺寸 不易控制。
•39
第五节 消失模铸造
也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，
造型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样 气化消失而得到铸件。
•40
泡沫塑料模型
•41
预发泡
模型 成型
模型簇 组合
•14
3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状 复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件。
4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复 杂铸件的生产。
•15
•16
•17
•18
第二节 金属型铸造
金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属 铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方 法。
时，压型寿命低 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工 压铸件不能用热处理的方法提高性能
适用范围:
主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中、小铸件的 大量生产。
•32
第四节 离心铸造
将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属 液在离心力作用下充填铸型并凝固的铸造方 法。
•33
•34
卧式离心铸造
铸型绕水平轴旋转。铸件壁厚均匀，应用广泛，主 要用来生产圆环类铸件，也用于浇注成形铸件。
•35
离心式实型铸造
离心铸造的生产过程
（1）将金属型型腔清理干净，喷涂料 （2）旋转铸型，浇入定量金属液 （3）凝固后，停止旋转，取出铸件
•38
缺点
• 铸件易产生偏析，铸件内 表面较粗糙。内表面尺寸 不易控制。
•39
第五节 消失模铸造
也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，
造型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样 气化消失而得到铸件。
•40
泡沫塑料模型
•41
预发泡
模型 成型
模型簇 组合
•14
3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状 复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件。
4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复 杂铸件的生产。
•15
•16
•17
•18
第二节 金属型铸造
金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属 铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方 法。
时，压型寿命低 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工 压铸件不能用热处理的方法提高性能
适用范围:
主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中、小铸件的 大量生产。
•32
第四节 离心铸造
将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属 液在离心力作用下充填铸型并凝固的铸造方 法。
•33
金属工艺学PPT(职教版第2版郁兆昌主编)
例题： 现有一圆形截面标准试 样d 0 20mm,经拉伸试验后得： FS 20KN , 试求该试样的屈服极限 ？
Fe e MPa Ao
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探究二
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探究三
屈服点：
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探究四
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巩固练习
填空： 材料受外力作用后导致其内部之间的相互作用力称 为（ 内力 ）其大小和外力（相同 ）方向（ 相反 ） 单位面积上的内力称为（应力）。 名词解释： 弹性极限：
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金属工艺学
崔江涛
绪论 绪论
概念
金属工艺 学是一门 以机械制 造工艺为 主的基础 课。
目的
获得机械工程 材料，金属冷 （热）加工的 基础知识，初 步具有金属加 工的操作技能
方法
分组讨论， 合作探究。 建议意见！ 逐步完善！
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准备试件
调整试验机
实验 过程
检查与试车
进行测量记 录
取下试件和记 录纸
装夹试件
进行试验。
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探究四
OE； ES； S； SB； BK； K；
弹性变形阶段 微塑性应变阶段 屈服点 塑性变形阶段 缩颈阶段 断裂
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巩固练习
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一般机械制造过程
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本课程的教学目标
（1）了解常用工程机械材料的类别用途，初步具有 正确使用常用金属材料的能力。 （2）了解金属的常用热处理，主要冷、热加工方法 的基本原理，工艺特点和应用范围，金属毛坯和 零件的常用加工方法，初步具有选用热处理、使 用毛坯和确定机械加工工艺路线的能力。 （3）了解机械产品制造过程、加工设备及工艺过程。 （4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术、 新设备与其发展趋势。
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填空： 材料受外力作用后导致其内部之间的相互作用力称 为（ 内力 ）其大小和外力（相同 ）方向（ 相反 ） 单位面积上的内力称为（应力）。 名词解释： 弹性极限：
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金属工艺学
崔江涛
绪论 绪论
概念
金属工艺 学是一门 以机械制 造工艺为 主的基础 课。
目的
获得机械工程 材料，金属冷 （热）加工的 基础知识，初 步具有金属加 工的操作技能
方法
分组讨论， 合作探究。 建议意见！ 逐步完善！
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调整试验机
实验 过程
检查与试车
进行测量记 录
取下试件和记 录纸
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OE； ES； S； SB； BK； K；
弹性变形阶段 微塑性应变阶段 屈服点 塑性变形阶段 缩颈阶段 断裂
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本课程的教学目标
（1）了解常用工程机械材料的类别用途，初步具有 正确使用常用金属材料的能力。 （2）了解金属的常用热处理，主要冷、热加工方法 的基本原理，工艺特点和应用范围，金属毛坯和 零件的常用加工方法，初步具有选用热处理、使 用毛坯和确定机械加工工艺路线的能力。 （3）了解机械产品制造过程、加工设备及工艺过程。 （4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术、 新设备与其发展趋势。
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金属工艺发展历史
春秋时期 战国时期
铁器开始使用 出现炼钢技术
金属工艺发展历史
铸造技术
中国古代三大铸造技术 泥范（砂型）铸造 铁范（金属型）铸造 失蜡铸造
商周（3000年前） 发明失蜡铸造技术 战国中期 出现金属型铸造 隋唐以后 掌握大型铸件生产技术
金属工艺发展历史
铸造技术实例1
河南安阳武官村出土， 体积庞大，重875kg， 花纹精细，造型精美。
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12.820.12.810:5410:54:0010:54:00Dec- 20
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人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。2020年12月8日 星期二 10时54分0秒 Tuesday, December 08, 2020
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做专业的企业，做专业的事情，让自 己专业 起来。2020年12月上 午10时54分20.12.810:54December 8, 2020
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时间是人类发展的空间。2020年12月8日星期 二10时 54分0秒10:54:008 December 2020
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科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。上午10时54分0秒上 午10时 54分10:54:0020.12.8
锻造技术和焊接技术
锻造技术和焊接技术在中国有着攸久的历史 3000年前，商朝就用锻造技术制作兵刃 战国时期，扩大到日常用品 战国时期，应用了钎焊技术
金属工艺发展历史
锻造技术和焊接技术
秦皇陵中铜车马上的金银饰件用无机粘接挤固 定
金属工艺发展历史
世界上金属加工工艺最早专著－《天工开物》
金属工艺发展历史
铸造技术实例4
存于北京大钟寺的明 永乐大铜钟，重46.5t，钟 身内外铸经文20万余字， 是世界上铸字最多的大钟， 钟声浑厚悦耳，远传百里
金属工艺发展历史
铸造技术实例5
铸于953年的沧州五代大铁 狮，由400多片铁范焊而成
当阳铁塔，重76600斤，于 宋代铸造，世界著名巨型铸 件
金属工艺发展历史
四、学习本课程应达到的要求
1.掌握金属材料和热处理基本知识，了解常用 的表面处理方法。
2.掌握热加工工艺和机械加工工艺的基本知识 具有制定典型零件加工工艺规程的能力。
3.具有综合运用工艺知识，分析毛坯或零件结 构工艺性的初步能力。
4.了解相关新材料、新工艺、新技术及其发展 概况。
参考资料
参考数目
《金属工艺学》上、下册 《材料成型工艺基础》
《机械制造学》 《工程材料与热加工工艺》 《机械加工工艺》 《机械加工工艺基础》
《材料成形学》
高等教育出版社
邓文英
华中理工大学出版社 沈其文
机械工业出版社
王贵成
西北工业大学出版社 裴崇斌
西北工业大学出版社 裴崇斌
清华大学出版社
金问楷
机械工业出版社
李新城
网络资源
金属工艺学
金属工艺发展历史
打造
Байду номын сангаас石头
石器烧制
陶土
陶器
青铜成形方法：铸造等
钢铁成形方法：铸造、压力加工、焊接等
非金属材料、新型材料：相应的（先进）加工
方法
金属工艺发展历史
仰韶文化、龙山文化时期 制陶技术成熟
（公元前5000－3500年左右）
金属工艺发展历史
商周朝代
（公元前16－18世纪）
青铜文化鼎盛时期
商代司母戊鼎
金属工艺发展历史
铸造技术实例2
越王勾践青铜宝剑
湖北江陵出土，2000 年后刃口锋利，寒光闪 闪，可一次割透叠在一 起的十多层纸张
金属工艺发展历史
铸造技术实例3
神奇的西汉透光铜镜 （西方人称“中国魔镜”） 古代工匠巧妙利用了因铸 件壁厚不同形成的铸造应 力及变形的原理制成
金属工艺发展历史
（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材 等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和 特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热 轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度 较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸 较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较 高的中小型零件。
• （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批 生产和大型零件及样机试制。其优点是制 造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效 处理后才能进行机械加工。
课程的特点
• 课程是机类专业应掌握的一门重要的专业
基础课，具有很强的综合性和实践性，是
在掌握了工程制图和金工实习课之后开设 的专业基础课。通过本课程的教学，培养 学生把理论与实践结合起来学习的理念， 提高工程实践的意识，并能用所学的基本 原理和方法分析实际生产技术问题，为学 习后续课程并为以后从事机械设计和制造 方面的工作奠定必要的基础。
武汉理工大学金属工艺学精品课程网站 哈工大金属工艺学精品课程网站 广西工学院工艺学精品课程网站
课程考核
• 平时成绩40% • =（上课出勤率+课堂表现+课下作业）
• 期末闭卷考试60%
•
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12.820.12.8Tues day, December 08, 2020
毛坯的选择原则
• （四）现有的生产条件 选择毛坯时，还 要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以 及外协的可能性和经济性等。
传统的有
车削、刨 削、铣削 拉削、镗削、磨削等
机械加工方法
车削
现代的有
数控加工、电火花 加工、激光加工等
特种加工方法
一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方法，而 每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量、加工范围、 加工效率是不同的。
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12.820.12.810:54:0010:54:00December 8, 2020
•
加强自身建设，增强个人的休养。2020年12月8日上 午10时 54分20.12.820.12.8
•
扩展市场，开发未来，实现现在。2020年12月8日星 期二上 午10时 54分0秒10:54:0020.12.8
（一）铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可 用铸造方法制造。大多数铸件采用砂型铸造， 对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特 种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸 造、熔模铸造和离心铸造等。
• （二）锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得 到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件 的力学性能较好，常用于受力复杂的重要 钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率 较低，主要用于小批生产和大型锻件的制 造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高， 主要用于产量较大的中小型锻件。
随着科学技术和生产力的不断发展，金属工 艺学的内容构成也有所发展。应当指出，
本课程的发展必然是有关学科的相互渗透 和综合，而不是兼收并蓄、包罗万象、内
容越来越复杂。它仍属工艺学范畴。
金属工艺学是实践性很强的技术基础课，它 有利于对学生进行技能训练，有利于培养 学生具有更高的实际能力和开拓精神
实践性强的技术基础课
预先热处理： 为使切削加工能顺利进行， 可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好 组织准备。
最终热处理： 使材料的性能达到要求。
教材章节具体内容
• 1 .金属材料的主要性能； • 2 .金属的液态成型（铸造生产）； • 3 .金属的塑性成型（压力加工）； • 4 .材料的连接成型（焊接生产）； • 5 .切削加工成型。
毛坯的选择原则
• （二）零件材料的工艺性 例如材料为铸 铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质 零件当形状不复杂，力学性能要求又不太 高时，可选用型材；重要的钢质零件，为 保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。
毛坯的选择原则
• （三）零件的结构形状和尺寸 形状复杂 的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零 件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴， 如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如 各段直径相差较大，为减少材料消耗和机 械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺 寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零 件可考虑选择模锻件。
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天生我材必有用，千金散尽还复来。10:54:0010:54:0010:5412/8/2020 10:54:00 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.810:54:0010:54Dec -208-D ec-20
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得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。10:54:0010:54:0010:54Tues day, December 08, 2020
• （五）其它毛坯 其它毛坯包括冲压件， 粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。
毛坯的选择原则
• （一）零件的生产纲领 大量生产的零件 应选择精度和生产率高的毛坯制造方法， 用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的 减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸 件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件 采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。 单件小批生产时应选择精度和生产率较低 的毛坯制造方法。
本课程的主要内容
机械工程材料基础 金属材料与热处理
热加工工艺基础
铸造、锻压与焊接
机械加工工艺基础 切削加工、表面加工
产工 品艺 设设 计计
熔炼
铸造
下料 选
机械加工
钣金加工 焊 接 材
下料 锻压
最或
热 机 终表
处 理
械 加 工
热面 处处 理理
装配检验 包装出厂
机械零件常规制造工艺流程
应根据零件的性能要求、受载情况、服役条 件、工作 环境等选材
选材
选毛坯
预先热处理
机械加工
检验