金工实习热处理实习报告

实习作业

周涵材料08-2 08044230

一．自由锻与模锻的特点及应用范围。

自由锻特点：

（1）所用的工具、设备简单，通用性大。

（2）金属流动自由。

（3）工艺灵活，锻件锻造的范围大，锻造的锻件质量可以从几百克到几百吨。（4）形状、尺寸精度低，加工余量大，劳动生产率低。

（5) 劳动强度大，工人操作技术要求高。

自由锻适用于单件、小批量生产，还是大型锻件的唯一锻造方法，如大型发电机的叶轮主轴、多曲拐轴等。

模锻特点：

(1)生产率较高，操作简单，易于实现机械化，锻件成本低。

(2)锻件表面粗糙度小，尺寸精确，加工余量小。

(3)可锻造出形状复杂的锻件。

(4)公差仅为自由锻件公差的1/3到1/4，材料利用率高。

(5)锻模设备投资大，锻模成本高，每种锻模只可加工一种锻件。

(6)模锻件质量一般在150kg以下。

模锻适用于中小型锻件的成批和大量生产，广泛应用于汽车、拖拉机、飞机、机床和动力机械等工业，如锥齿轮、叶片电器零件、航空零件等。

二．分析两个典型零件所选材料、锻造生产过程及影响锻件质量的因素。

连杆所选材料：

碳素钢，合金钢，稀土镁球墨铸铁。

锻造生产过程：连杆模锻可采用整体锻造或分开锻造。整体锻造是把连杆体和连杆盖作为一个整体来模锻，可以提高材料利用率，但锻造设备所需动力大，锻模也复杂，并且在机械加工中需要增加将连杆体和连杆盖切开的工序。分开锻造是把连杆体和连杆盖分开模锻，比整体锻造简单，但材料消耗多，机械加工时，结合面的加工余量也大，两端平面分别加工后合并，然后进行校正，一般情况下，整体锻造采用较多。

质量影响因素：加热温度，保温时间，冷却速度，化学成分的影响，显微组织的影响，宏观缺陷的影响，外观形状的影响。

螺栓所用材料：大多数都采用具有较高强度的合金钢材料制造，如40Cr、35CrMo、40MnB等中碳合金钢，对轻型强载柴油机，还采用18CrNiWA和35CrNiW 等高级合金钢。

锻造生产过程：为提高连杆螺栓的强度，常使用模锻方法生产，是金属纤维分布更合理。

质量影响因素：加热温度，化学成分的影响，显微组织的影响，尺寸规格的影响。

三.简述砂型铸造的基本工艺过程。

制作木模－翻砂造型－熔化－浇注－落砂－去浇冒口清理－检验入库。

四．金属型铸造有何优越性？为什么金属型铸造不能完全取代砂型铸造？

优越性：实现了一型多铸，节约了大量造型材料、工时和占地面积，提高了生产率，改善了劳动条件。金属型冷却快，铸件结晶组织细密，力学性能和致密度高，例如铜、铝合金铸件的抗拉强度比砂型铸造提高了20%以上。铸件的公差等级可达IT14~IT412，表面粗糙度为12.5~6.3，加工余量为0.8~1.6mm，可实现少、无切削加工。

金属型铸造成本高、周期长，不适于小批量生产，不宜铸造形状复杂、大型薄壁件，铸铁件易产生白口组织，此外，必须采用机械化、自动化进行生产，才能改善劳动条件，因此无法完全取代砂型铸造。

五．什么是压力铸造？有何优缺点？它的适用范围如何？

在高压下，将液态或半液态金属高速压入金属铸型，并在高压下凝固成型的铸造方法，称为压力铸造。

优点：生产率比其他铸造方法都高，并易于实现半自动化。可铸出结构复杂、轮廓清晰的薄壁、深腔、精密铸件，可直接铸出各种孔眼、螺纹、齿形、花纹和图案等，也可压铸镶嵌件，铸孔的最小直径为0.7mm，铝合金铸件最小壁厚0.5mm。可获得公差等级为IT13~IT11，表面粗糙度为3.2~0.8,的铸件，可实现少、无切削加工。省工、省料、成本低。铸件强度和表面硬度高，组织细密，抗拉强度比砂型铸件提高25%~40%。

缺点：压铸设备和压铸型费用高，压铸型制造周期长，只适于大批量生产。

因金属液充型速度高，又在压力下成型，所以铸件内常有小气孔，影响铸件质量。适用范围：压铸目前主要用于大批量生产铝、镁、锌、铜等有色合金的中小型铸件，在汽车、拖拉机、电器、仪表、航空、航海、精密仪器、医疗器械、日用五金及国防工业等部门已获得广泛应用。

六．热处理的分类和构成热处理的基本要素。

热处理分为普通热处理和表面热处理两种。热处理基本要素：加热、保温、冷却。

七．普通热处理有几种工艺类型？各自的处理方法和用途分别是什么？

退火、正火、淬火和回火。

退火：将工件加热到一定温度并保温，然后在缓慢冷却的过程。提高钢的塑性，便于成型加工，降低刚的硬度，便于切削加工，细化晶粒，改善组织，改善机械性能，消除工件加工后的内应力。

正火：正火是将钢件加热到完全奥氏体区，保温一定时间，从炉中取出在空气中冷却的处理方法。提高机械性能，改善切削性能，为淬火做组织准备。

淬火：将钢件加热到相变温度以上，保温后以大于Vk的临界冷却速度快速冷却，以便奥氏体不发生分解而转变为马氏体的方法。提高钢的硬度，增加工件耐磨性，

回火：将淬火后的马氏体组织加热到Aci以下的某一温度，经保温后冷却到室温，降低淬火钢的脆性，调整内应力和稳定淬火钢的结晶组织。

八．什么条件下需要对工件实施表面热处理？试述感应加热表面淬火的基本原理。

一些零件表层承受着比心部高的应力，因此零件表层必须得到强化，使其具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限。而心部为了承受冲击载荷应保持足够的塑性和韧性，此时必须采用表面热处理。

工件放入感应器中，感应器中通入一定频率的交流电以产生交变磁场，于是工件中产生频率相同，方向相反的感应电流，感应电流在工件中自成回路，故称涡流。涡流在表面分布不均，表面密度大，中心密度小，电流频率越高，涡流集中的表层越薄，此为集肤效应，由于钢件本身有电阻，因此表层迅速被加热到淬火温度，而心部仍接近室温，在喷水快速冷却后，就达到了表面热处理的目的。

九．试述你所见到的主要热处理设备的构成及主要何种热处理工艺？

井式炉的结构是：炉身是圆筒形的深井，工件由专用吊车垂直装入炉内加热，有悬吊装置，强制通风装置，保温层，控温设备，电阻丝等装置。

可进行气体渗碳、渗氮、碳氮共渗、光亮退火、低温回火等热处理工艺。

箱式炉结构：有强制通风装置，保温层，箱底板，控温设备和电阻丝，可进行正火，退火，回火等工艺。