金属工艺学课件(PPT 49页).ppt

前言：1 .金属工艺(热)生产原理、特点及各种坯料制造方法的应用教学内容液态成形：铸造固态塑性成形：锻造和连接成形：焊接各种坯料的结构技术制造各种坯料工艺的新技术和新工艺；2.教学方法讲座为主，自学辅助作业讨论课投影，视频作业，测试3，几个问题教学计划安排：教材：课本，作业，参考书，第一章铸造概述铸造：铸造是一种形成液态金属的方法，即把金属加热到液态，使其具有流动性，然后将其浇注到具有一定形状的型腔的模具中。液态金属在重力场或外力场(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满空腔。)，冷却并凝固成具有空腔形状的铸件。(1)铸造的本质，铸造的特点，(1)铸造具有复杂内腔和外观的毛坯。(2)该工艺灵活性大，适应性广。铸件的重量范围从几克到几百吨，壁厚范围从0.5毫米到大约1米。铸造材料可以是铸铁、铸钢、碳钢、有色金属等。(3)铸造成本低。(4)有铸造缺陷，机械性能不如锻件。2、砂型铸造生产工艺3、铸造方法分类声明铸造方法砂型铸造手工成型机成型冲击压缩成型振动冲压微冲击压缩成型振动挤压成型高压成型冲击压缩成型喷射和挤压成型空气冲击成型空气冲击成型砂型铸造成型叶轮铸造专用铸造熔模铸造金属铸造永久型铸造压力铸造低压铸造低压铸造离心铸造真离心铸造固体铸造。1-1液体成型基础1。金属的凝固1。液态金属的结构和性质液态金属是由许多按短程顺序排列的“浮动原子团”组成的，它们瞬间存在和消失。原子的排列与原固体相似，能量波动很大。温度越高，原子团越小，移动越快。液态金属具有粘度和表面张力等特性。粘度是介质中的一部分粒子与另一部分粒子相对运动时遇到的阻力。粘度的倒数叫做流动性。表面张力是液体表面上平行于表面方向且在所有方向上相等的张力。2。铸件的凝固方式：分层凝固方式：纯金属或共晶合金在恒温下结晶，凝固时铸件断面上的凝固区宽度等于零。膏体凝固方式：如果铸件断面的温度场比较平坦或者合金的结晶温度范围很宽，在一定的凝固时间内，铸件的凝固区域会穿透整个铸件断面。中间凝固模式：介于上述两者之间。3。铸件的凝固原理，顺序凝固原理：定向凝固在铸件上建立一个从远离冒口或浇口到冒口或浇口的增加的温度梯度，从而实现从远离冒口的部分到冒口的顺序凝固。一、同时凝固原理：同时凝固是指采用工艺措施，保证铸件结构各部分之间没有温差或温差尽可能小，从而使各部分同时凝固。如图所示。铸造技术性能铸造技术性能铸造技术性能铸造技术性能铸造技术性能铸造技术性能铸造技术性能铸造技术性能铸造性能铸造性能铸造性能铸造性能性能性能性能性能性能通常用流动性和收缩性来衡量。铸造填充能力，合金(1)填充能力(流动性)概念液态合金填充型腔并形成轮廓清晰、形状正确的高质量铸件的能力。考虑到铸模和工艺因素的影响，它是熔融金属的流动性。当流动性不好时，很容易(2)改善合金填充能力、合金性能的措施。类似金属的结晶温度范围越小，结晶过程中的固-液和相区越窄，对内部液体的流动阻力越小，流动性越好。铸模条件铸模的热传导速度越快或对熔融金属流动的阻力越大，流动性越差。浇注条件浇注温度越高，流动性越好。铸造结构。当壁厚太小、壁厚变化剧烈、结构复杂且有一个大的水平面时，熔融金属流动困难。通过两种方式：影响金属与模具之间的热交换条件，改变熔融金属的流动时间；模具中熔融金属的流体动力学条件受到影响，并且熔融金属的流动速度被改变。合金收缩法(1)收缩概念：收缩是指当合金从液态冷却到室温时，其尺寸和体积的减小。收缩的概念收缩体积收缩： V=V0 _-V1/V0 * 100%线性收缩率： L=L0-L1/L0 * 100%，(2)收缩开始阶段液体收缩凝固收缩凝固收缩凝固收缩凝固收缩凝固收缩前两个阶段的收缩减少了合金的体积，这通过模具中液面的降低来表示，并通过体积收缩率来表示。在后一阶段，铸件的总尺寸减小，用线性收缩来表示。(3)影响收缩的因素：自由收缩阻碍收缩收缩控制与浇注、浇注条件和浇注结构有关。同时，它与金属本身的成分、温度和相变有关。第三，铸件性能对铸件质量、缩孔缩松的影响缩孔缩松年龄(1)缩孔缩松的形成(图7显示了缩孔缩松的形成；图1-8显示了缩孔的形成)。防止缩孔缩松的措施。1.将缩孔变为缩孔，选择结晶温度范围窄的合金。2.采用定向固结的原则。3.立管、冷却器和补贴的合理应用。控制热点，2。铸件的热裂纹是在铸件最终凝固阶段的高温下形成的。裂纹表面因与空气接触而被氧化，显示出氧化色。热裂纹的形成与两个因素有关：铸件的凝固方式，糊状凝固方式最容易产生热裂纹。凝固期受阻。2.铸造应力：由于铸件固体收缩受阻而产生的应力称为铸造应力。它分为热阻塞和机械阻塞。热障产生的应力是热应力，机械障碍产生的应力是机械应力。残余应力临时应力(1)热应力以一个框形铸件为例，如图所示：冷至室温热应力，2巴：压应力，1巴：拉应力，(2)机械应力收缩应力：铸件冷至弹性状态后，由于铸模、型芯和冒口的阻碍而产生的应力为机械应力。机械应力为拉应力，如图：拉应力。(3)降低和消除铸造应力的方法及凝固同时凝固同时凝固采取提高芯砂屈服、适当设置浇注口和冒口等工艺措施来降低铸造应力。在结构上避免阻碍收缩的结构。例如均匀的壁厚、壁之间的均匀连接、小且分散的热节点。减少机械障碍：减少应变应力退火：消除退火，3。铸件的变形和冷裂纹变形，(1)变形变形变形铸件的翘曲变形当残余应力大于铸件材料的屈服极限时，如具有不均匀厚度、不对称横截面和细长特征的杆、板和轮，如图所示。薄壁冷却速度快，压应力、伸长或膨胀厚壁冷却速度慢，拉应力、压缩或凹陷，(2)冷裂纹：铸件在低温下形成的裂纹。特点：裂纹表面光滑，有金属光泽，微氧化色，穿晶，外观规则。合金wi热裂