材料成型技术基础课程总复习ppt课件

1、 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 非金属成型非金属成型 焊接成型焊接成型 塑性成型塑性成型 液态成型液态成型 毛坯选择毛坯选择机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院液态成型液态成型 ?液态成型的优点液态成型的优点 ? 将液态金属借助外力充填到型腔中，使其凝固冷却而将液态金属借助外力充填到型腔中，使其凝固冷却而获得所需外形和尺寸的毛坯或零件的工艺。获得所需外形和尺寸的毛坯或零件的工艺。1 1外形复杂，复杂内腔的零件毛坯。外形复杂，复杂内腔的零件毛坯。2 2铸造消费的顺应性广。铸造消费的顺应性广。3 3毛坯尺寸精度较高与锻件相比。毛坯

2、尺寸精度较高与锻件相比。4 4经济性好。经济性好。 合金的流动性、收缩性、吸气性和偏析等。合金的流动性、收缩性、吸气性和偏析等。机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院对流动性加强还是减弱？能够导致那种缺陷？机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院1、纯铁大于铸钢2、铸铁大于铸钢；3、共晶大于非共晶；4、近共晶大于远共晶。铁-碳合金流动性与含碳量的关系？ 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院流动性导致主要缺陷？流动性导致主要缺陷？渗漏渗漏 浇缺乏浇缺乏 冷隔冷隔充型才干缺乏充型才干缺乏浇缺乏浇缺乏冷冷 隔隔夹夹 砂砂气气 孔孔不能得到完好的零件不能得到完好的零件没完好交融缝隙或

3、凹坑没完好交融缝隙或凹坑机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院逐层凝固逐层凝固合金凝固？合金凝固？机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院合金的收缩合金的收缩 ?收缩的分类收缩的分类 ? 铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减景象。和尺寸的缩减景象。内应力、变形机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院l合金成分l结晶区间l流动性l凝固方式l收缩性l工艺原那么以下概念之间的关系？以下概念之间的关系？ 结晶温度范围小的合金，其凝固方式为逐层凝固，其凝固控制原那么为顺序凝固 机

4、械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院原理：原理：危害：危害：分类：分类：消除措施：消除措施：固态收缩遭到妨碍。固态收缩遭到妨碍。变形和裂纹变形和裂纹铸铸造造应应力力铸铸造造应应力力相相变变应应力力相相变变应应力力热热热热应应力力应应力力机机械械应应力力机机械械应应力力铸铸件件收收缩缩受受阻阻铸铸件件收收缩缩受受阻阻铸铸件件因因铸铸件件因因V V V V冷冷却却冷冷却却、温温度度不不同同，、温温度度不不同同，各各部部位位收收缩缩不不一一致致产产生生各各部部位位收收缩缩不不一一致致产产生生铸铸件件组组织织发发生生相相变变时时，因因温温铸铸件件组组织织发发生生相相变变时时，因因温温度度差差异异

5、出出现现体体积积变变化化不不一一致致度度差差异异出出现现体体积积变变化化不不一一致致铸铸造造应应力力铸铸造造应应力力相相变变应应力力相相变变应应力力热热热热应应力力应应力力机机械械应应力力机机械械应应力力铸铸件件收收缩缩受受阻阻铸铸件件收收缩缩受受阻阻铸铸件件因因铸铸件件因因V V V V冷冷却却冷冷却却、温温度度不不同同，、温温度度不不同同，各各部部位位收收缩缩不不一一致致产产生生各各部部位位收收缩缩不不一一致致产产生生铸铸件件组组织织发发生生相相变变时时，因因温温铸铸件件组组织织发发生生相相变变时时，因因温温度度差差异异出出现现体体积积变变化化不不一一致致度度差差异异出出现现体体积积变变化

6、化不不一一致致时效处置时效处置机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院在在t0-t1t0-t1时间内，细杆时间内，细杆和粗杆和粗杆均处于弹塑性转变温度以上，均处于弹塑性转变温度以上， 铸件内铸件内不产生热应力。不产生热应力。在在t1-t2t1-t2时间内，粗杆时间内，粗杆处于弹塑性转变温度以上，细杆处于弹塑性转变温度以上，细杆处于弹塑性转处于弹塑性转变温度以下，此时铸件的变形由细杆变温度以下，此时铸件的变形由细杆确定，杆细确定，杆细带动粗杆带动粗杆一同收一同收缩，铸件内不产生热应力。缩，铸件内不产生热应力。在在t2-t3t2-t3时间内，细杆时间

7、内，细杆和粗杆和粗杆均处于弹塑性转变温度以下，粗杆均处于弹塑性转变温度以下，粗杆的的冷却速度比细杆冷却速度比细杆快，即粗杆快，即粗杆的自在线收缩速度大于细杆的自在线收缩速度大于细杆。因此，。因此，粗杆粗杆被拉长，产生拉应力；细杆被拉长，产生拉应力；细杆那么相反，产生压应力。冷却到那么相反，产生压应力。冷却到t3t3室温时，铸件内存在剩余应力，细杆室温时，铸件内存在剩余应力，细杆内为压应力，粗杆内为压应力，粗杆内为拉内为拉应力。应力。 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院铸件厚壁处或心部受拉应力、薄壁或表层受压应力。铸件厚壁处或心部受拉应力、薄壁或表层受压应力。结论：结论：两夹角两夹角和

8、和都增大都增大 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 合理选择合金合理选择合金E E和线膨胀小和线膨胀小 减小铸件各部分的温差减小铸件各部分的温差 提高铸型和型芯的退让性提高铸型和型芯的退让性 及时落砂及时落砂消除铸造应力的措施消除铸造应力的措施? ?时效处置时效处置机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 防止铸件的外形有部分侧凹。防止铸件的外形有部分侧凹。 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 尽能够去掉不用要的外圆角工艺圆角除外尽能够去掉不用要的外圆角工艺圆角除外机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 铸件上凸台和筋条

9、的设计，应思索其构造便于外型铸件上凸台和筋条的设计，应思索其构造便于外型 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 铸件要尽量减少分型面数量铸件要尽量减少分型面数量机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 在铸件上设计构造斜度在铸件上设计构造斜度 构造斜度构造斜度拔模斜度拔模斜度机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 铸件的壁厚应适当铸件的壁厚应适当机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 铸件壁厚尽能够均匀铸件壁厚尽能够均匀机械与电子控制工程学

10、院机械与电子控制工程学院设计构造圆角设计构造圆角 铸件壁与壁之间应防止锐角衔接机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 铸件的厚壁与薄壁的衔接应逐渐过渡 铸件壁与壁之间应防止交叉铸件壁与壁之间应防止交叉机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院铸件的构造能否使铸件的收缩受阻铸件的构造能否使铸件的收缩受阻 应尽量防止设计程度面过大的铸件应尽量防止设计程度面过大的铸件 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 较长易挠曲梁应将其截面设计成对称截面较长易挠曲梁应将其截面设计成对称截面 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院铸件上易产铸件上易产生变形或裂生变形或裂纹的部位，纹的部位，设

11、计加强筋设计加强筋构造，防止构造，防止变形。变形。 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院砂型铸造浇注位置的选择原那么？砂型铸造浇注位置的选择原那么？ 重要加工面或主要任务面应处于铸型的底面或侧面。重要加工面或主要任务面应处于铸型的底面或侧面。 防止出现气孔、砂眼、夹杂等缺陷防止出现气孔、砂眼、夹杂等缺陷机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院砂型铸造分型面的选择原那么？砂型铸造分型面的选择原那么？ 合箱对准时的误差会使铸件产生错偏。合箱对准时的误差会使铸件产生错偏。 合箱不严会使铸件在垂直分型面方向上的尺寸添加。合箱不严会使铸件在垂直分型

12、面方向上的尺寸添加。错箱错箱胀箱胀箱机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院合理合理机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院如图2-1所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是 ；构成缩孔倾向最大的合金是 ；构成缩松倾向最大的合金是 ；适于采用顺序凝固的合金是 ；糊状凝固倾向最大的合金是 ；机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院试分析以下图所示铸件1哪些是自在收缩，哪些是受阻收缩？2受阻收缩的铸件构成哪一类铸造应力？3各部分应力属于什么性质拉应力或压应力？acebdf机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与

13、电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 锻压的优点锻压的优点l能改善金属的组织，提高金属的机械性能；能改善金属的组织，提高金属的机械性能；l节约金属资料和切削加工工时；节约金属资料和切削加工工时；l具有较高的消费率；具有较高的消费率；l不能直接锻制外形复杂的零件，尤其是内腔复杂件；不能直接锻制外形复杂的零件，尤其是内腔复杂件；l尺寸精度不高，需求重型的机器设备和复杂的工装模具；尺寸精度不高，需求重型的机器设备和复杂的工装模具；l消费现场劳动条件较差。消费现场劳动条件较差。u 锻压的缺陷锻压的缺陷机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院p 化学成分和合金成分对金属塑性的影响化学成分和合金成

14、分对金属塑性的影响p 组织形状对金属塑性的影响组织形状对金属塑性的影响p 变形温度对金属塑性的影响变形温度对金属塑性的影响p 应变速率对塑性的影响应变速率对塑性的影响p 应力形状对塑性的影响应力形状对塑性的影响机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 金属的变形分类：金属的变形分类：u 冷变形冷变形 再再 再再= = 0.4 0.4 熔熔 u 热变形热变形 再再u 温变形温变形 回回 再再u 回回= =50.3熔熔 u 显微组织不变显微组织不变u 锻造比和锻造流线锻造比和锻造流线机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 零件任务时的正应力方向与流线方向平行，切应力

15、方向与流线方向垂直。 流线的分布与零件的外形轮廓相符合。齿轮中的锻造流线切削加工锻造后切削加工 锻呵斥形合理不合理切削加工锻呵斥形机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 自在锻：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间产自在锻：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间产生塑性变形，而获得所需外形、尺寸以及内部质量锻件的生塑性变形，而获得所需外形、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。一种加工方法。u 特点：工具简单，本钱低；周期短，运用广泛；特点：工具简单，本钱低；周期短，运用广泛；顺应性强；大型锻件的独一锻造方法；但其锻件顺应性强；大型锻件的独一锻造方法；但其锻件的精度较低，加工余量大

16、，劳动强度大，消费率低。的精度较低，加工余量大，劳动强度大，消费率低。u 自在锻变形工序自在锻变形工序机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u自在锻工艺规程自在锻工艺规程机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院锻件图零件图锻件图零件图 + + 余块余块+ + 加工余量加工余量 + + 锻造公差锻造公差 绘制锻件图绘制锻件图绘制方法：绘制方法：1 1用实线画出锻件最用实线画出锻件最终轮廓终轮廓2 2用双点划线画出零用双点划线画出零件的主要轮廓外形。件的主要轮廓外形。3 3尺寸线上方或左面尺寸线上方或左面标注锻件尺寸与公差；标注锻件尺寸与公差；4 4尺寸线下方或右面尺寸线下方或右面用圆括

17、号标出零件尺寸。用圆括号标出零件尺寸。机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u自在锻件的构造工艺性自在锻件的构造工艺性机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u模锻分类及运用模锻分类及运用u 分为锤上模锻、胎膜锻、压力机模锻等。分为锤上模锻、胎膜锻、压力机模锻等。u 适宜于中小型锻件的大批量消费。适宜于中小型锻件的大批量消费。u锻模锻模u 锻模资料锻模资料u 模膛分类模膛分类u 飞边槽机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u冲孔连皮冲孔连皮u u 模锻件工艺规程的制定模锻件工艺规程的制定机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院l选

18、取在锻件的最大截面上，锻件可以从模膛中取出；l模膛应该尽量浅，以利于金属充填和锻件取出；l应尽量减少余块，以减少切削任务量和金属耗费；l不应取在锻件中部的截面上，以利于检查上下模的相对错移和切除飞边l应尽量采用平面，以利于制造模具；机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 零件构造的模锻工艺性零件构造的模锻工艺性机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 板料冲压的根本工序板料冲压的根本工序:u 分别工序和变形工序两大类。分别工序和变形工序两大类。落料落料冲孔冲孔修整修整切断切断拉深拉深弯曲弯曲翻边翻边胀形胀形u板料冲压的运用板料冲压的运用: 低碳钢、铝、铜、镁合金低碳钢、铝、铜、镁

19、合金 薄壁金属废品薄壁金属废品u 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u变形工序变形工序: :是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序。如拉深、弯曲、翻边、胀形等而不破裂的工序。如拉深、弯曲、翻边、胀形等 。u 板料冲压的特点：板料冲压的特点：u 1 1制造外形复杂的薄壁零件。制造外形复杂的薄壁零件。u 2 2获得力学性能好、尺寸精度高、质量稳定、互换性。获得力学性能好、尺寸精度高、质量稳定、互换性。u 3 3消费率高、本钱低，实现机械化和自动化。消费率高、本钱低，实现机械化和自动化。u 4 4冲压模具构造相对复杂，加工精度高，制造本钱

20、高。冲压模具构造相对复杂，加工精度高，制造本钱高。u 板料冲压的运用板料冲压的运用: :u 制造薄壁金属废品。制造薄壁金属废品。u 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 冲压模分类冲压模分类p 简单模单工序模简单模单工序模p 级进模延续模级进模延续模p 复合模复合模机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院l 熔焊熔焊l 压焊压焊l 钎焊钎焊机械结合机械结合结合冶金结合冶金固态焊接固态焊接焊条和工件剧烈、耐久又稳定的气体放电景象焊条和工件剧烈、耐久又稳定的气体放电景象引弧和成弧引弧和成弧机械与电

21、子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接过程是一个冶金过程焊接过程是一个冶金过程, ,焊接熔池中将发生氧化、复原和焊接熔池中将发生氧化、复原和合金化等过程合金化等过程 。 H2机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 焊接接头组织与性能焊接接头组织与性能焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成。焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成。熔合区化学成分不均匀，组织粗大，其性能是焊接接头中最差的。熔合区化学成分不均匀，组织粗大，其性能是焊接接头中最差的。热影响区热影响区过热区：最高加热温度在过热区：最高加热温度在11000C以上的区域，晶粒异常长大以上的区域，晶粒异常长大 ,塑性韧性下降，力学性

22、能最差。塑性韧性下降，力学性能最差。正火区：最高加热温度在正火区：最高加热温度在Ac3至至11000C的区域，焊后空冷得到的区域，焊后空冷得到均匀细小均匀细小F+P正火组织，性能优，力学性能较好。正火组织，性能优，力学性能较好。部分相变区：最高加热温度在部分相变区：最高加热温度在Ac1至至Ac3的区域，只需部分组的区域，只需部分组织发生相变，晶粒不匀，较正火区稍差。织发生相变，晶粒不匀，较正火区稍差。 再结晶区：温度处在再结晶区：温度处在450至至Ac1之间，资料发生回复和再结晶之间，资料发生回复和再结晶 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院

23、u 焊接性的间接评价方法焊接性的间接评价方法1556CECuNiVMoCrMncwwwwwww碳当量越高，焊接性越差。碳当量越高，焊接性越差。CE0.6%时，冷裂倾向严重，焊接性差，需较高预热温度时，冷裂倾向严重，焊接性差，需较高预热温度不同的焊接方法及焊接资料，金属资料的焊接性能够有很不同的焊接方法及焊接资料，金属资料的焊接性能够有很大差别。大差别。 机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 焊条焊条焊芯：焊芯：传导电流及填充焊缝的金属传导电流及填充焊缝的金属药皮药皮: :构成熔渣和气体构成熔渣和气体稳弧、去杂质、渗合金，维护熔化金属及焊缝稳弧、去杂质、渗合金，维护熔化金属及焊缝按药皮

24、性质分：酸性焊条、碱性焊条。按药皮性质分：酸性焊条、碱性焊条。力学性能；工艺性能；力学性能；工艺性能；选用原那么：选用原那么：1 1等强度原那么；等强度原那么；2 2同成分原那么；同成分原那么；3 3抗裂性要求；抗裂性要求；4 4抗气孔要求；抗气孔要求；5 5低本钱要求。低本钱要求。机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院焊接变形的根本方式u 焊接变形焊接变形u 焊接变形的预防焊接变形的预防由焊接应力引起由焊接应力引起1 预变形预变形机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院 选择塑性好的资料。选择塑性好的资料。 防止焊缝密集交叉，焊缝过长，截

25、面过大。防止焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。 合理的焊接次序。合理的焊接次序。 焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效。焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效。 采用小能量焊接方法。采用小能量焊接方法。 需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火。需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火。 采用锤击法、水压法或振动法消除焊接应力。采用锤击法、水压法或振动法消除焊接应力。u 焊接应力的防止和消除：焊接应力的防止和消除：机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 焊条电弧焊焊条电弧焊u 埋弧焊埋弧焊u 气体维护电弧焊气体维护电弧焊u 电渣焊电渣焊u 高能焊高能焊u 电阻焊电阻焊u 摩擦

26、焊摩擦焊机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 电阻焊电阻焊u 摩擦焊摩擦焊电阻焊可分为点焊、缝焊、对焊。电阻焊可分为点焊、缝焊、对焊。惯性摩擦焊惯性摩擦焊线性摩擦焊线性摩擦焊机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 接头类型接头类型对接接头对接接头T T字形接头字形接头搭接接头搭接接头机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 焊缝的布置焊缝的布置机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院u 焊缝缺陷焊缝缺陷 外部缺陷外部缺陷 内部缺陷内部缺陷机械与电子控制工程学院机械与电子控制工程学院根本工序：制粉根本工序：制粉 预处置预处置 成形成形 烧结烧结 后处置后处置粉末冶金产品特点：多组元无偏析；复合资料；多孔资料粉末冶金产品特点：多组元无偏析；复合资料；多孔资料u 粉末冶金成形粉末冶金成形塑料的组成塑料的组成树脂树脂填充剂填充剂增塑剂增塑剂 稳定剂稳定剂光滑剂光滑剂固化剂固化剂着色剂着色剂抗静电剂抗静电剂发泡剂发泡剂阻燃剂阻燃剂u 塑料根底知识机械与电子控制工