材料成形复习重点.doc

第一章1.金属液态成形优点：1.最适合铸造形状复杂、特别是复杂内腔的铸件。2.适应性广，工艺灵活性大 3.成本低(是非)流动性概念：熔融合金的流动性指其自身的流动能力充型能力的概念：充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。影响流动性与充型能力的主要因素：1. 化学成分 成分不同的合金具有不同的结晶特性吗，对合金流动性的影响最大2. 浇注条件 包括浇注温度、浇注速度、充型压力等条件3. 铸型条件 熔融合金充型时，铸型的阻力及铸型对合金的冷却作用，将影响合金的充型能力合金收缩阶段：1.液态收缩 2.凝固收缩 3.固态收缩缩孔的形成：恒温或很窄的温度范围内结晶的和合金，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩孔。缩松的形成：结晶温度范围宽的合金，以糊状凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩松。定向凝固原则：在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺 主要用于体收缩大的合金，如铸钢、球墨铸铁、铝青铜和铝硅合金等同向凝固原则：是尽量减少铸件间的温度差异，使铸件各部位同时冷却凝固，从而减小因冷却不一、收缩不一引起的热应力。适用于凝固收缩小的合金（灰铸铁），以及壁厚均匀、结晶温度宽（如铸造锡青铜），但对致密性要求不高的铸件等铸造内应力的形成：由于铸造壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期铸件各部分收缩不一致而相互约束引起是内应力结论：不均匀冷却使铸件缓冷处受拉应力，使铸件快冷处受压应力。铸件冷却时各处温差愈大，定向凝固越明显，合金固态收缩率愈大。材料弹性模量越大，则热应力也愈大铸件变形的防止：1.减少铸造内应力或平衡内应力 2.反变形法 3.设变形拉筋 4.去应力退火P17-22 p26-35铸件结构工艺性-铸件结构工艺性是指在设计时，不仅要保证其使用性能，还必须考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求一铸造结构应使铸造工艺简化1. 铸造结构要求外形简单 尽量铸造表面侧凹，减少分型面 尽量使铸件分型面平直 铸件外表加强肋、凸台设计便于起模 铸件侧壁应具有结构斜度2. 铸件内腔结构应简单适用，避免不必要的复杂结构 应尽量少用或不用型腔 应便于型芯的固定、排气、定位和清理二，铸件结构应适应合金铸造性能的要求 1. 铸件的壁厚 铸件的最小壁厚 铸件壁厚不宜过厚 应尽可能均匀 实现定向凝固的壁厚设计 2. 铸件壁之间的连接 要考虑减少热节和应力集中 不同壁厚要逐步过渡 壁间连接避免交叉和锐角 轮辐设计应避免收缩受阻3. 尽可能避免铸件上的过大水平面 4.采用对称或强肋结构熔模铸造特点：1.因铸造精密又无分型面吗，铸造尺寸精度高，表面质量好，是少、无切削加工工艺重要方法之一 2.可铸造形状复杂的铸件 3.铸造合金种类不受限制 4.生产批量不受限制 主要用于生产汽轮机的叶片，泵的叶轮，切削刀具，以及飞机、汽车、拖拉机、风动工具和机床上的小零件。金属型铸造的不足1. 金属型制造成本高； 2.金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷; 3. 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。压力铸造广泛用于生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件低压铸造广泛用于铝合金铸件的生产卧式离心铸造机主要用于制造高度小于直径的圆环类铸件HT100 低负荷 HT150 中等负荷 HT 200 HT 250 较大负荷 HT300 HT350 高负荷第二章金属塑性成形是利用金属所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸、精度和力学性能的零件或毛坯的加工方法 通常可分为、自由锻、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、扎制等金属塑性是指金属材料在外力作用下，发生永久变形而不断开裂的能力 伸长率和断面收缩率 加工硬化:金属在常温下随着变形量的增加，强度、硬度增加，塑性和韧度下降影响塑性成形的内在因素：1.化学成分 2.金属组织 加工条件：1.变形温度 2.变形速度 3.应力状态锻造比：锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法 拔长时，锻造比为y=S0/S 镦粗时的锻造比H0/H确定锻造温度范围：钢、Mn1200800 Cr1180850 40CrMn 1150800 铜合金800900 650700 铝合金450500 350380自由锻结构工艺性，1.尽量避免椎体或斜面结构 2.避免几何体的交界处形成空间曲线 3.避免加强肋、凸台，工字型、椭圆形或其他非规则及外形 4.合理采用组合结构结构工艺性图P75模锻是在高强度锻模上预先制出与零件形状一致的模膛，锻造时使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件加工方法设置飞边槽：锻造时部分金属先压入飞边槽内形成毛边，毛边很薄最先冷却，可以阻碍金属从模膛中流出，促使金属充满整个模膛，同时容纳多余金属，还可以换乘作用，减弱对上下模的打击，防止模锻开裂。飞边在锻后利用压力机上的切边模去除。分模面的选择原则：1.保证模锻件能从模膛中顺利取出，最基本原则 2.分模面应尽量选在能使模膛深度最浅的位置上，以使金属容易充满模膛，并有利于锻模制造 3.应尽量使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，以便在锻模安装及锻造中容易发现错模现象，及时予以调整，保证锻件质量。 4.分模面尽量采用平面，并使上下锻模模膛深度基本一致，以便均匀充型，并利于锻模制造。5.使锻件上的敷料最少，锻件形状形状尽可能与零件形状一致，以降低材料消耗，并减少切削加工工作量。利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。分为分离工序和变形工序。冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离的一种冲压工序变形工序是使坯料产生塑性变形而不破裂的工序，主要包括弯曲、拉深、翻边、缩孔、压筋、胀形等其他塑性方法，应用场合：挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法拉拔是在压力作用下，迫使金属坯料通过拉拔模孔，以获得相应形状与尺寸制品的塑性加工方法 第三章焊接通常指金属的焊接。是指通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。分为1. 熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法2. 压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接3. 钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。焊接接头的组织和性能：1.熔合区 2.过热区 3.正火区 4、不完全重结晶区 5.再结晶区 图P123焊接热影响区的组织和性能：可分为融合区、过热区、正火区、不完全结晶区、再结晶区焊接应力与变形：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形选择合理的焊接顺序：1.尽量使焊缝能自由收缩，以减少焊接残余应力 2.对称焊缝采用分散对称焊工艺焊条的组成与作用：焊条由焊芯及药皮两部分构成焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝药皮在焊接过程中的作用是保证电弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气，保护熔化金属：对融化金属进行脱氧、去硫、渗合金元素等焊条种类选择 p133焊条选用；1.考虑母材力学性能和化学成分 2.考虑焊接结构使用条件和特点 3.考虑焊条工艺性 4.考虑焊接设备条件焊接工艺参数 主要包括焊条直径、焊接电流、焊接速度等钢焊接的评定方法：1. Wce0.6%,钢的可塑性较低，淬硬和冷冽倾向严重，焊接性差，焊接需预热到较高温度，并采取严格的焊接工艺措施及焊后热处理焊接工艺性1.焊缝位置便于焊接操作 2.焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形尽量减少焊缝数量 尽量分散布置焊缝 尽量对称分布焊缝 3.焊缝应尽量避开最大应力和应力集中位置 4.尽量避开机械加工面第四章塑料成型方法：1.注塑成形 2.压塑成形 3.其他方法成形 复合材料成形工艺：复合材料是有两种或两种以上不同性质的材料组合在一起，性能比其组成材料优异的一类新型材料特点：材料的复合过程与制品的成形过程同时完成，复合材料