材料成型技术基础复习重点电子教案
《材料成型技术与基础》全套PPT电子教案-第07章 铸造幻灯片PPT
第七章 铸造
7·2·3压力铸造
热压室压铸精机品文的档 工作原理
热压铸
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第七章 铸造
精品卧文式档 冷压室压铸机
第七章 铸造
立式压室压铸机
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1—压铸室 2—压铸活塞 3—铸型
4—下活塞 5—剩余金属 6—铸件
压铸的特点
1·常用压力为几个至几十个兆帕。 1·所获得的铸件精度高(尺寸精度可达IT11~IT13,表 面粗糙度可达Ra3·2~0·8μm)。铸件可不进行机加 工而直接使用。 2·所获得的铸件的晶粒细小,力学性能高。 3·生产效率高,便于实现机械化、自动化。 4·可实现嵌铸。★ 5·适合低熔点的有色金属或合金,难于适应钢和铸铁。 6·铸件中不可避免存在气孔、缩松等缺陷。故不能热处 理或在高温下使用。 7·设备投资大,适用于大批量生产。
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第七章 铸造
手工造型方法
按砂箱区分
两箱造型 三箱造型 地坑造型 脱箱造型
按模型区分
整模造型 分模造型 挖砂造型 假箱造型 活块造型 刮板造型
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第七章 铸造
机器造型方法
根据紧砂原理的不同,机器造型方法有以下几种: 压实造型、震实造型、震压实造型、 微震压实造型、高压造型、射砂造型、 抛砂造型等。
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震实造型工作原理示意图
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第七章 铸造
微震压实造型精机品文工档作原理示意图
第七章 铸造
多触头高压微震压实造型精机品文工档 作原理示意图
第七章 铸造
射砂造型机精品工文作档 原理示意图
第七章 铸造
7·1·2砂型铸造工艺
1·浇注位置(是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置)的选择 原则 :⑴重要加工面或质量要求较高的面,应置下部或侧面。 ⑵大平面朝下。 ⑶大面积薄壁处,应置下或侧面。 ⑷易产生 缩孔的厚大部位应置顶部或侧面,以安装冒口。 2·分型面位置的选择原则: ⑴重要加工面或大部分加工面与基 准面放在同一砂箱内。 ⑵尽可能减少分型面数目或活块数目, 以方便起模。 ⑶尽可能减少型心的数目。 ⑷便于下芯、合箱、 检查型腔尺寸等操作。 3·铸造工艺参数的确定:包括铸造工艺参数包括机加工余量、铸 出孔、起模斜度、铸造圆角、铸造收缩率等。 4·砂型铸造工艺分析
材料成型技术基础复习重点
1•常用的力学性能判据各用什么符号表示?它们的物理含义各是什么?塑性,弹性,刚度,强度,硬度,韧性1.2金属的结晶:即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。
细化晶粒的方法:生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒,以改善金属材料性能。
合金的晶体结构比纯金属复杂,根据组成合金的组元相互之间作用方式不同,可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。
固溶强化:通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。
1.3铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体1.4钢的牌号和分类影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度1.5塑料即以高聚物为主要成分,并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。
热塑性塑料:即具有热塑性的材料,在塑料整个特征温度范围内,能反复加热软化和反复加热硬化,且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。
热固性塑料:即具有热固性的塑料,加热或通过其他方法,能变成基本不溶、不熔的产物。
橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。
1.6复合材料:由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。
通常是其中某一组成物为基体,而另一组成物为增强体,用以提高强度和韧1.8工程材料的发展趋势据预测,21世纪初期,金属材料在工程材料中仍将占主导地位,其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料,但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。
今后材料发展的总趋势是:以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。
2.0材料的凝固理论凝固:由液态转变为固态的过程。
结晶:结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。
粗糙界面:微观粗糙、宏观光滑;将生长成为光滑的树枝;大部分金属属于此类光滑界面:微观光滑、宏观粗糙;将生长成为有棱角的晶体;非金属、类金属(Bi、Sb、Si)属于此类偏析:金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象2.1铸件凝固组织:宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况,铸件的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。
西南交通大学——材料成型技术基础复习纲要
西南交通大学——材料成型技术基础复习纲要第一篇金属铸造成形工艺一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。
A铸造:将熔融金属浇入铸型型腔,经冷却凝固后获得所需铸件的方法。
B铸造实质:液态成形。
C合金:两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素(碳)熔和在一起,所构成具有金属特性的物质。
D合金的铸造性能:是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力,流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。
二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。
A合金的充型能力:液态合金充满铸型,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
B影响合金充型能力的因素:(1)铸型填充条件a. 铸型材料;b. 铸型温度;c. 铸型中的气体(2)浇注条件a. 浇注温度(T)T 越高(有界限),充型能力越好。
b. 充型压力流动方向上所受压力越大,充型能力越好。
(3)铸件结构结构越复杂,充型越困难。
三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。
A合金的收缩:合金从浇注、凝固、冷却到室温,体积和尺寸缩小的现象。
B合金收缩的三个阶段:(1)液态收缩合金从 T浇注→ T凝固开始间的收缩。
(2)凝固收缩合金从 T凝固开始→T凝固终止间的收缩。
液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。
(3)固态收缩(易产生铸造应力、变形、裂纹等。
)合金从 T凝固终止→T室间的收缩。
四.了解形成铸造缺陷(缩孔,缩松)的主要原因及其防止措施。
A产生缩孔和缩松的主要原因:液态收缩和凝固收缩导致。
B缩孔形成原因:收缩得不到及时补充;缩松形成原因:糊状凝固,被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。
C缩孔与缩松的预防:(1)定向凝固,控制铸件的凝固顺序;(2)合理确定铸件的浇注工艺五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。
铸件产生变形和裂纹的根本原因:铸造内应力(残余内应力)六.掌握预防热应力的基本途径。
预防热应力的基本途径:缩小铸件各部分的温差,使其均匀冷却。
借助于冷铁使铸件实现同时凝固。
《材料成型技术与基础》全套PPT电子课件教案-第03章 单晶体与多晶体的塑性变形等
拉拔时金属应力状态
第三章金属材料的塑性变形
本章小结
锻造、轧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、挤压、冲压等都是塑性变形。这些 塑性变形的目的不仅是为了得到零件的外形和尺寸, 更重要的是为了改善金属的组织和性能。
塑性变形的主要形式是滑移和孪生,是在切应力 的作用下进行的,塑性变形将产生形变强化,形成纤 维组织,具有各向异性。塑性变形后的 金属加热时会 产生回复或再结晶及晶粒长大,其形变强化现象消除。
滑移特点:①滑移是在切 应力作用下完成的;②滑 移时移动的距离是原子间 距的整数倍;③滑移的同 时由于正应力组成的力偶 作用,推动晶体转动,力 图使滑移面转向与外力一 致的方向。④滑移的实质 是位错运动的结果。因此 滑移的实际临界切应力远 远大于理论临界切应力。
第三章金属材料的塑性变形
单晶体滑移变形示意图
定义:经冷变形的金属当加热到T再时,会在变形最激 烈的区域自发形成新的细小等轴晶粒,叫做再结 晶这一过程实质上也是一个形核和长大的过程, 但晶格类型不变,只是改变了晶粒外形. T再T熔
※金属再结晶后,消除了残余应力和形变强化现象 晶粒长大 冷变形和热变形 金属纤维组织及其应用
第三章金属材料的塑性变形
第三章金属材料的塑性变形
单晶体和多晶体的塑性变形 金属的形变强化 塑性变形金属在加热时组织和性能的变化 塑性加工性能及影响因素 本章小结
第三章金属材料的塑性变形
单晶体的塑性变形 1.滑移 2.孪生 1.晶粒取向对塑性变形的影响 2.晶界对塑性变形的影响
第三章金属材料的塑性变形
锌单晶体的滑移变形示意图
第三章金属材料的塑性变形
未变形 弹性变形 弹塑性变形 塑性变形
位错运动引起的滑移变形示意图
第三章金属材料的塑性变形
电子教案《材料成形》部分
电子教案《材料成形》部分一、教学进度教学学时主要教学内容说明1~2导论;第一章铸造:1.1 铸件成形理论基础:绪、1.1.1铸造合金的铸造性能.自学+讲授+讨论3~4第一章1.1.2常用合金的熔铸特点;1.2 铸造方法:1.1.1砂型铸造、1.2.2特种铸造自学+讲授+讨论5~61.3 铸造工艺设计;1.4 铸件结构工艺性:1.4.1 铸造工艺对铸件结构的要求自学+讲授+讨论7~81.4铸件结构工艺性:1.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求;1.4.3铸造方法对铸件结构的要求;★专题讨论:铸造工艺设计;铸件结构工艺性自学+讲授;★专题讨论9~10第二章 2.1金属塑性加工理论基础、金属的塑性变形、常用合金的锻造性自学+讲授+讨论11~12 2.2金属塑性加工方法:锻造、冲压、其他金属塑性加工方法自学+讲授+讨论13~142.3 金属塑性加工工艺设计:锻造工艺规程的制定、冲压工艺规程的制定;2.4 锻件结构工艺性;2.5 冲压件结构工艺性自学+讲授+讨论15~16★专题讨论:塑性加工工艺设计、锻件与冲压件结构工艺性第三章3.1 焊接理论基础:熔焊的冶金过程、金属的焊接性;焊接应力和变形★专题讨论自学+讲授;17~18 3.2 焊接方法:熔焊、压焊、钎焊自学+讲授+讨论19~203.3 常用金属材料的焊接;3.4 焊接工艺设计:焊接材料、焊接结构与焊接接头工艺设计、焊接方法的选择、焊接质量检验、焊接工艺设计举例自学+讲授+讨论21~22第四章材料成形方法的选择★专题讨论:焊接工艺设计、焊接结构工艺性、材料成形方法选择自学+讲授;★专题讨论23~24《科技文献综述报告》答辩;课程总结此2课时在课程最后,与《机械加工工艺基础》部分合并进二、教材及主要参考资料教材:任正义等.《材料成形工艺基础》哈尔滨工程大学出版社,2004.7 参考资料:1. 傅水根等.《机械制造工艺基础》清华大学出版社,19982.刘友和等.《金工工艺设计》.广州:华南理工大学出版社,1991三、教学方法和现代化手段应用教师讲授+课堂讨论+课外自学+撰写专题读书报告;在课堂教学中,综合运用录像片、CAI课件。
材料成型基本原理复习电子教案
1-3 如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”?试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序(包括拓扑短程序和化学短程序)答:(1)长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性。
近程有序是指相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团(2)说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征对于气体,由于其粒子(分子或原子)的统计分布的均匀性,其偶分布函数g(r)在任何位置均相等,呈一条直线g(r)=1。
晶态固体因原子以特定方式周期排列,其g(r)以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。
而液体的g(r)出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线g(r)=1,表明液体存在短程有序的局域范围,其半径只有几个原子间距大小。
②从金属熔化过程看物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。
金属熔化时典型的体积变化Vm/V为3%~5%左右,表明液体的原子间距接近于固体,在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
另一方面,金属熔化潜热Hm约为气化潜热Hb 的1/15~1/30,表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
由此可见,金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。
可以说,在熔点(或液相线)附近,液态金属(或合金)的原子集团内短程结构类似于固体。
③ Richter等人利用X衍射、中子及电子衍射手段,对碱金属、Au、Ag、Pb和Tl等熔体进行了十多年的系统研究,认为液体中存在着拓扑球状密排结构以及层状结构,它们的尺寸范围约为10-6-10-7cm。
④ Reichert观察到液态Pb局域结构的五重对称性及二十面体的存在,并推测二十面体存在于所有的单组元简单液体。
⑤在Li-Pb、Cs-Au、Mg-Bi、Mg-Zn、Mg-Sn、Cu-Ti、Cu-Sn、 Al-Mg、Al-Fe等固态具有金属间化合物的二元熔体中均被发现有化学短程序的存在。
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材料成型技术基础第二章铸造一、铸造的定义、优点、缺点:铸造指熔融金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后,获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成型方法。
优点:铸造的工艺适应性强,铸件的结构形状和尺寸几乎不受限制;工业上常用的合金几乎都能铸造;铸造原材料来源广泛,价格低廉,设备投资少;铸造适于制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的零件或毛坯,尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件。
缺点:铸件的质量取决于成形工艺、铸型材料、合金的熔炼与浇注等诸多因素,易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷,且往往组织疏松,晶粒粗大。
二、充型能力的定义、影响它的三个因素:金属液的充型能力指金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
影响因素:①金属的流动性;②铸型条件;③浇注条件。
三、影响流动性的因素;纯金属和共晶成分合金呈逐层凝固流动性最好;影响充型能力的铸型的三个条件;浇注温度和压力对充型能力是如何影响的:影响流动性的因素:①合金成分:纯金属和共晶成分的合金,结晶过程呈逐层凝固方式,流动性好;非共晶成分的合金,呈中间凝固方式,流动性较差;凝固温度范围过大,铸件断面呈糊状凝固方式,流动性最差。
结晶温度范围越窄,合金流动性越好。
②合金的质量热容、密度和热导率:合金质量热容和密度越大、热导率越小,流动性越好。
影响充型能力的铸型的三个条件:①铸型的蓄热系数:铸型从其中金属液吸收并储存热量的能力。
蓄热系数越大,金属液保持液态时间短,充型能力越低。
(在型腔喷涂涂料,减小蓄热系数)②铸型温度:铸型温度越高,有利于提高充型能力。
③铸型中的气体:铸型的发气量过大且排气能力不足,就会使型腔中气压增大,阻碍充型。
浇注温度和压力对充型能力的影响:①浇注温度:提高浇注温度,延长保持液态的时间,从而提高流动性。
温度不能过高,否则金属液吸气增多,氧化严重,增大了缩孔、气孔、粘砂等缺陷倾向。
②充型压力(流动方向上的压力):充型压力越大,流动性越好。
工程材料及成形技术基础课程复习.doc
工程材料及成形技术基础课程复习安机电机制模具焊接等专业用知知识识点点复复习习(0)绪论材料的分类及在机械工程技术中的应用、材料科学的发展、木课程的日的、任务和学习方法。
(一)金属材料的力学性能1、了解相关力学性能;2、理解强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念;3、理解 ob、os、。
0.2、HBS (W)、HRC、HRA、HV、6、65、W、。
-1 等的含义。
(二)金属及合金的晶体结构与结晶1、晶体与非晶体,及其特点;掌握晶格、晶胞、晶格常数、晶面和晶向。
2、掌握晶体的3种类型:体心、血心、密排六方;及其相关知识,如原子个数、致密度、属于此类型的金属。
3、理解单晶体与多晶体;掌握晶体缺陷的3种类型:点缺陷、线缺陷、面缺陷;并能举例;位错(密度)。
4、金属结晶、过冷(度)现象、晶粒大小、金属结晶过程(形核与长大)、晶粒大小、细化晶粒的方法、铸锭组织(3个晶区)、同素异晶转变。
5、合金、组元、组织、相的基木概念、合金的相结构、固溶体(概念、种类(置换与间隙固溶体、有限与无限固溶体)、固溶强化)、金属化合物(概念、特点)、机械混合物。
6、冷、热变形加工的划分标志;实例。
(三)铁碳合金相图1、纯铁的同素异构转变、二元合金相图基本知识、匀晶相图、共晶相图分析;合金的组成与组织。
2、铁碳合金的基本组织:铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体;铁碳合金的基本相:铁素体、奥氏体、渗碳体。
3、铁碳合金相图(默画)分析:共晶反应、共析反应、相图中点、线的含义,特别是重要的点、线;铁碳合金的分类及室温组织。
4、典型合金结晶过程:共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程;共晶白口铁、亚共晶白曰铁、过共晶白曰铁的结晶过程。
5、铁碳合金成分、组织和性能之间的关系,相图的应用。
(四)钢的热处理1、热处理的概念、目的、种类。
仅供参考绝非法宝!!!切记!!!安机电机制模具焊接等专业用2、钢加热时组织的转变:奥氏体化(以共析钢为例,其4个阶段)、晶粒的长大及控制(快速加热、短时间保温)。
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材料成型技术基础复习重点1.11.常用的力学性能判据各用什么符号表示?它们的物理含义各是什么?塑性,弹性,刚度,强度,硬度,韧性1.2金属的结晶:即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。
细化晶粒的方法:生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒,以改善金属材料性能。
合金的晶体结构比纯金属复杂,根据组成合金的组元相互之间作用方式不同,可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。
固溶强化:通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。
1.3铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体1.4钢的牌号和分类影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度1.5塑料即以高聚物为主要成分,并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。
热塑性塑料:即具有热塑性的材料,在塑料整个特征温度范围内,能反复加热软化和反复加热硬化,且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。
热固性塑料:即具有热固性的塑料,加热或通过其他方法,能变成基本不溶、不熔的产物。
橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。
1.6复合材料:由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。
通常是其中某一组成物为基体,而另一组成物为增强体,用以提高强度和韧性等。
1.8工程材料的发展趋势据预测,21世纪初期,金属材料在工程材料中仍将占主导地位,其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料,但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。
今后材料发展的总趋势是:以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。
2.0材料的凝固理论凝固:由液态转变为固态的过程。
结晶:结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。
粗糙界面:微观粗糙、宏观光滑;将生长成为光滑的树枝;大部分金属属于此类光滑界面:微观光滑、宏观粗糙;将生长成为有棱角的晶体;非金属、类金属(Bi、Sb、Si)属于此类偏析:金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象2.1铸件凝固组织:宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况,铸件的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。
铸件的宏观组织一般包括三个晶区:表面的细晶粒区、柱状晶粒区和内部等轴晶区。
3.0金属塑性成形指利用外力使金属材料产生塑性变形,使其改变形状、尺寸和改善性能,从而获得各种产品的加工方法。
主要应用:(1)生产各种金属型材、板材、线材等;(2)生产承受较大负荷的零件,如曲轴、连杆、各种工具等。
3.1金属塑性成形特点(1)产品力学性能优于铸件和切削加工件;(2)材料利用率高,生产率高;(3)产品形状不能太复杂;(4)易实现机械化、自动化,模具投资较大。
塑性与柔软性的区别是什么?塑性反映材料产生永久变形的能力。
柔软性反映材料抵抗变形的能力。
影响塑性的内部因素1.化学成分(1)杂质(2)合金元素对塑性的影响2.组织结构包括组元的晶格、晶粒的取向、晶界的特征等。
影响金属塑性的外部因素1.变形温度金属的塑性可能因为温度的升高明而得到改善。
2.变形速度变形速度对塑性的影响比较复杂。
当变形速度不大时,随变形速度的提高塑性是降低的;而当变形速度较大时,塑性随变形速度的提高反而变好。
3.变形程度变形程度对塑性的影响,是同加工硬化及加工过程中伴随着塑性变形的发展而产生的裂纹倾向联系在一起的。
4.应力状态5.变形状态6.尺寸因素7.周围介质提高金属塑性的主要途径(1)控制化学成分、改善组织结构,提高材料的成分和组织的均匀性;(2)采用合适的变形温度—速度制度;(3)选用三向压应力较强的变形过程,减小变形的不均匀性,尽量造成均匀的变形状态;(4)避免加热和加工时周围介质的不良影响。
金属的加工硬化:即金属在低于再结晶温度加工时,由于塑性应变而产生的强度、硬度增加,塑性、韧性下降的现象。
回复:即将冷成形后的金属加热至一定温度后,使原子恢复到平衡位置,晶内残余应力大大减小的现象。
T回=(0.25~0.3)T熔 K生产中常利用回复消除加工硬化后工件的残余内应力。
再结晶:即塑性变形后金属被拉长的晶粒重新生核、结晶,变为等轴晶粒的现象。
T再=0.4 T熔K冷成形:即坯料在回复温度以下进行的塑性成形过程,变形过程中会出现加工硬化。
热成形:即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程。
温成形:即金属在高于回复温度以上和低于再结晶温度范围内进行的塑性成形过程。
例1:已知铅的熔点为327℃,钨的熔点为3380℃。
问:铅在20℃、钨在1000℃时变形各属哪种变形?为什么?解:T铅再= 0.4T 熔= 0.4(327+273)= 240°K = -33℃ < 20℃故铅在20℃属于热变形.T 钨再= 0.4 T熔= 0.4(3380+273)=1461°K = 1188℃>1000℃T 钨回=(0.25-0.3)T熔=(913-1096)K=(640-823)℃ < 1000℃故钨在1000℃属于温变形。
锻造比“y”:锻造时变形程度的一种表示方法,通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。
拔长时:y = A0 (前)/ A (后)= L / L0镦粗时:y = A / A0 = H0 / H一般:随y增大,金属力学性能提高;结构钢钢锭的y通常为2-4最小阻力定律变形过程中,物体各质点将向着阻力最小的方向移动。
即做最少的功,走最短的路。
最小周边法则存在接触面摩擦时,物体各质点向周边流动的阻力与质点离周边的距离成正比,因而必然向周边最短法线流动,周边形状表现为最小的圆形。
均匀变形与不均匀变形若变形区内金属各质点的应变状态相同,即它们相应的各个轴向上变形的发生情况,发展方向及应变量的大小都相同,这个体积的变形可视为均匀的。
不均匀变形实质上是由金属质点的不均匀流动引起的。
因此,凡是影响金属塑性流动的因素,都会对不均匀变形产生影响。
均匀变形:变形区某体积内金属各质点的变形状态相同,就称为均匀变形,否则就叫不均匀变形。
均匀变形的特点:1.平面与直线2.圆与球体3.相似单元体残余应力的来源:不均匀变形相变热处理铸造电镀机加工等残余应力所引起的后果引起物体尺寸和形状的变化使零件的使用寿命缩短降低了金属的塑性加工性能降低金属的耐蚀性及冲击韧性和疲劳强度减小或消除残余应力的措施热处理方法机械处理法零件彼此碰撞喷丸法表面压平表面拉制在模子中表面校形或精压3.2锻造锻造是在加压设备及工(模)具的作用下,使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形,以获得具有一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。
自由锻把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。
(1)分类1)手工锻造,生产小型锻件。
2)机器锻造,生产大、中、小型锻件。
(2)特点)金属坯料在水平方向可自由流动;2)可使用多种锻压设备;3)锻件力学性能好;4)节约金属,减少切削加工工时;5)锻件形状简单,精度低;6)生产率较低,劳动强度较大。
主要用于形状简单的单件小批生产,特别适于重型、大型锻件生产。
(4)自由锻的基本工序1)辅助工序:为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形的工序。
如倒棱、压肩等。
2)精整工序:修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序。
如修整鼓形、校平、校直等。
3)基本工序:锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。
如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。
模锻把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的模具内进行锻造的方法称为模锻。
(1)模锻分类:1)锤上模锻:在锻锤上进行;2)胎模锻:在自由锻设备上使用可移动模具;3)压力机上模锻:在压力机上对热态金属进行模锻。
(2)模锻特点1)坯料整体塑性变形,三向受压;2)锻件尺寸精确,加工余量小;3)锻件形状可较复杂;4)生产率较高;5)锻模造价高,制造周期长;适于小型锻件的成批大量生产。
如飞机、机车、军工、轴承等制造业中的齿轮、轴、连杆等零件。
(3)模锻方法1)锤上模锻:2)即在锻锤上进行的模锻。
按所用设备和模具不同,可分为锤模锻和胎模锻。
2)锻造压力机模锻其锻造工艺流程是:备料--加热--模锻--切边、冲孔--热处理--酸洗、清理--校正。
组成模锻工艺的几种工序:1)备料工序;2)加热工序;3)锻造工序:制坯和模锻(预锻和终锻)冲压是使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称。
冲压特点1)冲压件轻、薄、刚度好;2)生产率和材料利用率高;3)成品形状可较复杂、尺寸精度高、表面质量好、质量稳定,一般无需切削加工;4)大批量生产时,产品成本低。
冲压基本工序⑴冲裁:即利用冲模将板料以封闭或不封闭的轮廓线与坯料分离的冲压方法。
即用带刃口的冲模使板料分离。
⑵弯曲:即将板料、型材或管材在弯矩的作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。
⑶拉深:也称为拉延,是使板料成形为空心件而厚度基本不变的加工方法。
铸造方法砂型铸造将熔化的金属注入砂型,凝固后获得铸件的方法,也称一次型铸造。
特种铸造除砂型铸造以外的铸造方法。
如:熔模铸造、压力铸造、离心铸造等。
砂型铸造的特点:(1)生产周期短,产品成本低;(2)产品批量、大小不受限制;(3)劳动强度大,劳动条件较差;(4)铸件质量不稳定,易产生缺陷按使用的工具不同,分为手工造型和机器造型。
(1)手工造型:指全部用手工或手动工具完成的造型工序。
1)特点:操作灵活,适应性强,成本低,生产准备时间短,铸件质量差,劳动强度大,生产率低。
2)应用:单件、小批量生产,各种大、小型铸件。
(2)机器造型指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型工序。
1)特点:①提高了生产率,铸件尺寸精度较高;②节约金属,降低成本;③改善了劳动条件;④设备投资较大。
2)应用:成批、大量生产各类铸件。
特种铸造:是指与砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。
例如:熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造和连续铸造等。
熔模铸造:即用易熔材料制成模样,用造型材料将其包覆,制成型壳,熔出模样,经高温焙烧,浇注获得铸件的方法。
(2)熔模铸造的特点1)铸件精度和表面质量较高。
2)可以铸造形状复杂的薄壁铸件。
3)生产批量不受限制。
4)原材料价格贵,铸件成本高。
5)工艺过程繁杂,生产周期长。
6)铸件尺寸不能太大,质量一般小于25Kg。
3.3零件结构的工艺性定义:指在一定生产批量和制造条件下,零件结构能否用最经济的方法制造出来并符合设计要求的能力。
铸件结构设计应遵循的基本原则:1)铸件的结构形状应便于造型、制芯和清理;2)铸件的结构形状应利于减少铸造缺陷。
3)对铸造性能差的合金如球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢等,其铸件结构应从严要求,以免产生铸造缺陷。