砂型铸件结构工艺性
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1）概念：金属在低温下塑性变形时，表现出强度和 硬度升高，塑性和韧性下降。
变形程度越大，加工硬化越严重。 2）组织：
1）晶粒形状-------改变 2）晶格 ------扭曲 3）滑移面上-------出现细碎晶 3）应用：冷轧、冷拔和冷挤低碳钢、纯铜和防锈铝。
加工硬化现象：
加工硬化
晶粒形状改变
(Demands for Structure of Sand Castings
by the Foundry Properties of Metal)
1.对壁厚要求：(for Dimension of Section) 1）壁厚应适当和均匀； 2）内壁厚度应略小于外壁； 3）壁厚相差大时，便于安放冒口补缩。
晶格扭曲、 出现细碎晶
2．回复和再结晶
1）回复 概念：加工硬化是一种不稳定状态，只要温度许可， 原子会自发回到正常位置，晶格畸变消失。 温度： T回=(0.25~0.30)T熔（K） 组织：晶格扭曲消失，但细碎晶和变形晶依然存在。 性能：只是塑性略有提高。 应用：冷拔钢丝卷制弹簧后，在250~300℃下回火， 降低其脆性。
2.壁与壁连接：(for Joint of Walls of Castings) 1）壁与壁的连接应设计结构圆角， 以免产生缩孔、应力集中和掉砂；
对壁厚要求
设计结构圆角
避免锐角接头
2）壁与壁斜交，避免锐角接头，以免产生应力集中。
3）避免壁与壁直接交叉，采用交错接头或圆环接头； 4）壁厚从薄到厚应逐步过渡，以免产生应力集中。
1.改善组织，提高机械性能：塑性和冲击韧性。 2.节约材料和加工工时。 3.有较高的生产率。 4.形状不能太复杂；设备投资大；劳动条差。 三、种类(Sorts of Forging) ： 自由锻、模锻、轧制、拉拔、挤压、板料冲压。
自由锻、模锻、板料冲压
(Open –Die Forging 、Closed –Die Forging and Sheet-Metal Forming)
5.对大而复杂铸件应分成几部分简单件铸造，焊接或 栓接组合成整体铸件。
锻压方法概述及金属塑性变形
( Outline of Forging and Ductile Deformation of Metal)
概述 一、概念: 利用塑性变形规律，获得一定形状、尺寸和
性能锻件的方法。 二、锻压特点 ( Characteristics of Forging) :
细晶粒较粗晶粒滑移面多。
单晶滑移：
孪晶 Twins
滑移Slippage
与外力成45°
二．塑性变形对组织和性能的影响
( Effect of Ductile Deformation on the Microstructure and Properties of Work-piece) 1．加工硬化（冷作强化）
速度: 温度高、变形程度大，再结晶速度快。
应用: 重获良好塑性，可继续变形；可细化晶粒；
消除不均匀铸态组织。
再结晶过程（ Process of Re-crystallization)
回复、再结晶过程组织和性能变化
3.区分冷变形与热变形
冷变形 (Hot Forging)：低于再结晶温度下变形； 热变形(Cold Forging) ：高于再结晶温度下变形。 4.锻造比与纤维组织 （1）锻造比： 衡量变形程度参数，均大于1，
3.避免产生变形和裂纹，应注意以下几点：
(to avoid deformation and cracking) 1）细长类铸件，使其截面对称； 2）大面积平板时，设计加强筋； 3）轮类铸件应使轮辐数目为奇数或为弯曲轮辐。
交错或圆环接头
壁厚从薄到厚应逐步过渡
避免变形和裂纹
4.避免太大面积水平面，以免产生气孔、夹砂等缺陷。
2）再结晶(Re-crystallization) 概念: 原子自由扩散和重新排列形成新等轴晶
代替变形晶、细碎晶。
温度: T再 =（0.35~0.40）T熔（K）
纯铁----450℃；钨----1200℃；铜----200℃； 铝---- 100℃； 锌----室温。
组织: 新的等轴晶，加工硬化全部消失。 性能: 恢复良好塑性。
Forging Ratio 提高锻造比，可细化组织。 （2）纤维组织：
1）概念：晶界杂质留下的痕迹。 如：塑性夹杂呈条状，脆性的杂呈链状。 热处理无法改变、消除纤维组织， 只能通过变形改变分布方向。
轧制 Rolling
拉拔 Drawing
挤压 Extruding
一．塑性变形实质 (the Nature of Ductile Deformation)
1． 单晶变形实质：滑移和孪晶 1） 滑移：形状改变，但晶格、位向和体积不变。 2） 孪晶：只改变位向，以利滑移。
2．多晶体变形实质：
1）每个晶粒变形与单晶一致：滑移和孪晶。 2）晶界使变形阻力增大：位向差和杂质缠绕。 3）只有与外力方向成45°角的滑移面产生滑移，
第九讲:
一.砂型铸件结构工艺性
(Technology of Structure of Sand Castings)
二.锻压概述及金属塑性变形
(Outline of Forging and Ductile Deformation of Metal)
砂型铸件结构工艺性
一.简化工艺要求(Demands to Structure of Sand Castings
by Simplifying the Process of Making Moulds)
1.对外形要求(External Form) 1）避免外形有侧凹； 2）使分型面为平面，去掉不必要外圆角； 3）避免凸台、加强筋的设置妨碍起模； 4）减少分型面数目； 5）在铸件不加工面上设计结构斜度。
2.对内腔要求(Internal Form) 1）尽可能少用或不用芯子； 2）需芯子时，考虑芯子稳固、排气和清理。
避免外形有侧凹
避免外形有侧凹
避免外形有侧凹
去掉不必要外圆角
去掉不必要外圆角
避免凸台、加强筋妨碍起模
避免凸台、加强筋妨碍起模
减少分型面数目
减少分型面数目
设计结构斜度
设计结构斜度
少用或不用芯子
内腔两种设计
考虑芯子稳固
增设工艺孔
增设工艺孔
哪一பைடு நூலகம்结构合理？
二.合金铸造性能对铸件结构要求
变形程度越大，加工硬化越严重。 2）组织：
1）晶粒形状-------改变 2）晶格 ------扭曲 3）滑移面上-------出现细碎晶 3）应用：冷轧、冷拔和冷挤低碳钢、纯铜和防锈铝。
加工硬化现象：
加工硬化
晶粒形状改变
(Demands for Structure of Sand Castings
by the Foundry Properties of Metal)
1.对壁厚要求：(for Dimension of Section) 1）壁厚应适当和均匀； 2）内壁厚度应略小于外壁； 3）壁厚相差大时，便于安放冒口补缩。
晶格扭曲、 出现细碎晶
2．回复和再结晶
1）回复 概念：加工硬化是一种不稳定状态，只要温度许可， 原子会自发回到正常位置，晶格畸变消失。 温度： T回=(0.25~0.30)T熔（K） 组织：晶格扭曲消失，但细碎晶和变形晶依然存在。 性能：只是塑性略有提高。 应用：冷拔钢丝卷制弹簧后，在250~300℃下回火， 降低其脆性。
2.壁与壁连接：(for Joint of Walls of Castings) 1）壁与壁的连接应设计结构圆角， 以免产生缩孔、应力集中和掉砂；
对壁厚要求
设计结构圆角
避免锐角接头
2）壁与壁斜交，避免锐角接头，以免产生应力集中。
3）避免壁与壁直接交叉，采用交错接头或圆环接头； 4）壁厚从薄到厚应逐步过渡，以免产生应力集中。
1.改善组织，提高机械性能：塑性和冲击韧性。 2.节约材料和加工工时。 3.有较高的生产率。 4.形状不能太复杂；设备投资大；劳动条差。 三、种类(Sorts of Forging) ： 自由锻、模锻、轧制、拉拔、挤压、板料冲压。
自由锻、模锻、板料冲压
(Open –Die Forging 、Closed –Die Forging and Sheet-Metal Forming)
5.对大而复杂铸件应分成几部分简单件铸造，焊接或 栓接组合成整体铸件。
锻压方法概述及金属塑性变形
( Outline of Forging and Ductile Deformation of Metal)
概述 一、概念: 利用塑性变形规律，获得一定形状、尺寸和
性能锻件的方法。 二、锻压特点 ( Characteristics of Forging) :
细晶粒较粗晶粒滑移面多。
单晶滑移：
孪晶 Twins
滑移Slippage
与外力成45°
二．塑性变形对组织和性能的影响
( Effect of Ductile Deformation on the Microstructure and Properties of Work-piece) 1．加工硬化（冷作强化）
速度: 温度高、变形程度大，再结晶速度快。
应用: 重获良好塑性，可继续变形；可细化晶粒；
消除不均匀铸态组织。
再结晶过程（ Process of Re-crystallization)
回复、再结晶过程组织和性能变化
3.区分冷变形与热变形
冷变形 (Hot Forging)：低于再结晶温度下变形； 热变形(Cold Forging) ：高于再结晶温度下变形。 4.锻造比与纤维组织 （1）锻造比： 衡量变形程度参数，均大于1，
3.避免产生变形和裂纹，应注意以下几点：
(to avoid deformation and cracking) 1）细长类铸件，使其截面对称； 2）大面积平板时，设计加强筋； 3）轮类铸件应使轮辐数目为奇数或为弯曲轮辐。
交错或圆环接头
壁厚从薄到厚应逐步过渡
避免变形和裂纹
4.避免太大面积水平面，以免产生气孔、夹砂等缺陷。
2）再结晶(Re-crystallization) 概念: 原子自由扩散和重新排列形成新等轴晶
代替变形晶、细碎晶。
温度: T再 =（0.35~0.40）T熔（K）
纯铁----450℃；钨----1200℃；铜----200℃； 铝---- 100℃； 锌----室温。
组织: 新的等轴晶，加工硬化全部消失。 性能: 恢复良好塑性。
Forging Ratio 提高锻造比，可细化组织。 （2）纤维组织：
1）概念：晶界杂质留下的痕迹。 如：塑性夹杂呈条状，脆性的杂呈链状。 热处理无法改变、消除纤维组织， 只能通过变形改变分布方向。
轧制 Rolling
拉拔 Drawing
挤压 Extruding
一．塑性变形实质 (the Nature of Ductile Deformation)
1． 单晶变形实质：滑移和孪晶 1） 滑移：形状改变，但晶格、位向和体积不变。 2） 孪晶：只改变位向，以利滑移。
2．多晶体变形实质：
1）每个晶粒变形与单晶一致：滑移和孪晶。 2）晶界使变形阻力增大：位向差和杂质缠绕。 3）只有与外力方向成45°角的滑移面产生滑移，
第九讲:
一.砂型铸件结构工艺性
(Technology of Structure of Sand Castings)
二.锻压概述及金属塑性变形
(Outline of Forging and Ductile Deformation of Metal)
砂型铸件结构工艺性
一.简化工艺要求(Demands to Structure of Sand Castings
by Simplifying the Process of Making Moulds)
1.对外形要求(External Form) 1）避免外形有侧凹； 2）使分型面为平面，去掉不必要外圆角； 3）避免凸台、加强筋的设置妨碍起模； 4）减少分型面数目； 5）在铸件不加工面上设计结构斜度。
2.对内腔要求(Internal Form) 1）尽可能少用或不用芯子； 2）需芯子时，考虑芯子稳固、排气和清理。
避免外形有侧凹
避免外形有侧凹
避免外形有侧凹
去掉不必要外圆角
去掉不必要外圆角
避免凸台、加强筋妨碍起模
避免凸台、加强筋妨碍起模
减少分型面数目
减少分型面数目
设计结构斜度
设计结构斜度
少用或不用芯子
内腔两种设计
考虑芯子稳固
增设工艺孔
增设工艺孔
哪一பைடு நூலகம்结构合理？
二.合金铸造性能对铸件结构要求