金属材料的成型工艺PPT课件

液态成型工艺
砂型铸造 特种铸造
手工造型 机器造型
金属型铸造 熔模铸造 压力铸造 低压铸造 陶瓷型铸造 离心铸造
常用铸造金属材料：铸铁、铸钢、 铸铝、铸铜等。
铸造成型工艺的特点： 优点： ① 适应性强。不受零件大小、形状和结构复
杂程度的限制，在大件的生产中，铸造的优越性有为 显著。
② 成本低廉。铸造使用的原材材料成 本低，单件小批量成产时，设备投资少。
缺点：容易出现铸造缺陷（缩孔、疏松、气孔、 砂眼等），工序繁多，废品率较高。
砂型铸造-手工造型分型方案选 定
砂型铸造的注意事项：
（1）力求铸件的外形简单，轮廓平直。
（2）内腔设计成开口结构要有拔模斜度。
（3）砂型铸造表面粗糙，不适宜做表面精度要 求较高的的产品。
（4）壁厚要均匀，最小壁厚不得小于合金的最 小壁厚，内壁厚度应比外壁薄，防止应力和裂 纹。
根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和 锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型 温度区域。一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热 锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。
根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤 压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。
根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、 辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。
锻件与铸件相比，一般说来，铸件的力学性能低于同材质的锻件
力学性能。此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性， 使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整， 可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。采用精密
模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。
4.离心铸造
注意事项： （1）离心铸件的内表面质量差，孔的尺寸不易
控制。 （2）对于内孔待加工的机械零件，采用加大内
孔的加工余量的方法。
主要应用：铸铁管，缸套及滑动轴承，也可以采 用熔模壳离心浇注刀具、齿轮等。
4-2 金属塑性加工工艺
金属塑性加工：是指在外力作用下，使金属坯料 产生预期的塑性变形，从而获得一定形状、尺 寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法。
20世纪以来铸造业的重大进展中，灰铸铁的孕育
处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊的意义。
二. 铸造的基本概念及方法
金属铸造是将熔融态的的金属浇入铸型后，冷却 凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。 一般分为：砂型铸造方法和特种铸造方法（熔模铸造、 金属性铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷 型铸造、连续铸造等）
壳体等
3.压力铸造
注意事项： （1）使用金属铸造型和型芯，无退让性，铸件
的形状设计的尽量简单。 （2）压力铸造使用的铸型和型芯，制造困难，
成本高，铸件不可能太大。同时受压铸机的吨 位限制。 （3）可以铸造表面清晰的花纹、图案及文字， 可获得满意的外观质量.可以直接铸出螺纹、 小孔、齿形等，但是一般不能铸内螺纹。
第二章 金属材料的成型工艺
4-1 铸造工艺 4-2 压力加工工艺 4-3 金属与金属的连接 4-4 金属的切削加工工艺 4-5 金属材料的表面装饰技术
4-1 铸造工艺
一. 铸造发展历程
我国的金属铸造生产，历史悠久，成就辉煌。古 代劳动人民通过世代相传的长期生产实践，创造了具 有我国民族特色的传统铸造工艺，其中以泥范、铁范 和熔模铸造最重要，称为古代三大铸造技术。
2.轧制
轧制：将金属靠摩擦力的作用，连续通过轧机上两个
相对回转轧辊之间的空隙，进行压延变形成为型材 （如圆钢、方钢、工字钢等）的加工方法。
3.挤压
挤压：将金属坯料置于一封闭的挤压模内，用强大的
挤压力将金属从模孔中挤出成型，从而获得符合模孔 截面的坯料或零件的加工方法。
4.冲压
冲压：金属板料在冲压模之间受压产生分离或产生塑
的方法改进。 主要应用：各种造型精美的、带有花纹和文字的
钟鼎和器皿。
2.金属型铸造（永久型铸造）
注意事项： （1）通常使用金属铸型和型芯，无退让性，铸
件的形状简单。 （2）金属型的铸型和型芯制造困难，成本高，
所以铸件的质量不易太大。 （3）受铸型的限制，金属型铸件合金熔点不宜
太高。 主要应用：内燃机的铝壳、气缸体、缸盖、油泵
优点：利用金属塑性成型过程不仅能得到强度高、 性能好的产品，且多数成型过程具有生产效率 高，材料消耗少等优点。
金属塑性加工的分类方法： 轧制、挤压、拉拔、自由锻、模型锻造、
板料冲压。
通常轧制、挤压、拉拔主要是生产各类型材、板材、管 材和线材等二次加工的原料。
1.锻造
按变形温度则可分为：
（1）热锻压 工件加热到再结晶温度以上的锻压。
（5）铸件表面设计应避免采用凸线和凹沟。
特种铸造
金属型铸造 压力铸造
挤压铸造
特种铸造 熔模铸造
离心铸造 陶瓷型铸造 低压铸造
1.熔模铸造（石蜡铸造）
熔模铸造的注意事项： （1）铸型没有分形面，不必考虑起模的问题。 （2）熔模铸造只适用于质量小于25千克的小铸
件。 （3）铸件的壁厚应保持均匀，太厚处应设有孔
（4）等温锻压 工件在整个成形过程中温度保持
不变。等温锻压是为了充分利用某些金属在某一温度 下所具有的高塑性，或为了获得特定的组织和性能， 所需费用较高，仅用于特殊的锻压工艺，如超塑成形。
锻造基础知识
锻造是对金属坯料（不含板材）施加外力，使其产生塑性变形、改变尺
寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件、工具或毛坯的成形加 工方法。
性变形的加工方法。
按加工温度分类：热冲压和冷冲压。前者适合变 形抗力高，塑性较差的板料加工；后者在室温 下进行，是薄板常用的冲压方法。
•冲压基础知识
•
冲压有时也称板材成形, 但略有区别。所谓板
材成型是指用板材、薄壁管、薄型材等作为原材料进行
提高温度能改善金属的塑性，使之不易开裂。当金属 有足够的塑性和变形量不大时，或变形总量大而所用 的锻压工艺有利于金属塑性变形时，常改用冷锻压。
（2）温锻压 工件加热到超过常温但又低于再结
晶温度的锻压。其精度较高，表面较光洁，变形抗力 不大。
（3）冷锻压 工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在常温下的锻压。冷锻压成形
的工件，形状和尺寸精度高，表面光洁，加工工序少， 便于自动化生产。当加工工件大、厚，材料强度高、 塑性低时，都采用热锻压。