工程材料及机械制造基础加工部分ppt课件

1、顾伟生 副教授l 定义：l 将液态金属浇注到铸型中，待其冷却凝固，以获得一定外形、尺寸和性能的毛坯或零件的成形方法。充型液态合金填充铸型的过程。充型才干液态合金充溢铸型型腔，获得外形准确、轮廓明晰铸件的才干。 假设充型才干缺乏，铸件将产生浇不到可冷隔等缺陷。影响充型才干的主要要素： 1合金的流动性； 2浇注温度； 3铸型填充条件。l合金收缩的三个阶段l 液态收缩T液T凝开无影响，但假设堵塞那么产生缩孔。l凝固收缩 T凝开 T凝终产生缩孔缩松的主要环节。l固态收缩 T凝终 T室总尺寸减少，产生内应力，导致裂纹，变形等。l为什么共晶成分的合金流动性较好？l可锻铸铁l低C低Si的铁水 白口铸铁 KT

2、浇注长时间 40-70或100小时高温退火920-980度l球化剂用纯镁或稀土镁合金,作用是使石墨成球状析出l孕育剂用75%硅铁,作用是促使铸铁石墨化,防止产生白口 加球化剂进展球化处置加孕育剂进展孕育处置l孕育铸铁和球墨铸铁(或可锻铸铁)是经过什么方式来提高其强度?l铸造合金性能铸造合金性能l最小壁厚最小壁厚l壁厚太小壁厚太小,易产生浇缺乏易产生浇缺乏,冷隔冷隔,或白口等缺或白口等缺陷陷l壁厚太大壁厚太大,冷却速度慢冷却速度慢,晶粒粗大晶粒粗大,易产生缩易产生缩孔等孔等,使机械性能下降使机械性能下降l合理截面外形合理截面外形,用加强筋等用加强筋等(壁厚均匀壁厚均匀,减轻减轻分量分量,添加刚度

3、添加刚度)l可提高刚度可提高刚度,减少分量减少分量l抗弯强度的相对值抗弯强度的相对值%l金属分量的相对值金属分量的相对值%l铸造合金性能铸造合金性能l铸造圆角铸造圆角l热量大热量大,易产生缩孔易产生缩孔l柱状晶结合处柱状晶结合处,结合力弱结合力弱l应力集中应力集中l美观美观,防止外角伤人防止外角伤人,防型腔尖防型腔尖角冲坏等角冲坏等为什么说铸造圆角是铸件的特征?铸造采用加强筋有何作用?l金属在常温下经过塑性变形后，其组织和性能会发生显著的变化：l组织变化l晶粒沿最大变形方向伸长l在晶间产生碎晶，使变形困难l晶格发生歪扭，产生内应力l 性能变化l、HB，、ak，加工硬化l益处：是一种硬化手段l害

4、处：进一步加工不利lT再0.4 T熔；回复: T回(0.25-0.3)T熔l可以消除加工硬化，构成等轴晶粒l再结晶退火，碳钢为600700 ，小于T临l冷热变形l冷变形：金属在再结晶温度以下的变形，有加工硬化景象l热变形：金属在再结晶温度以上的变形，有再结晶组织而无加工硬化景象l纤维组织使金属性能具有方向性l平行于纤维组织的方向，其抗拉强度高l垂直于纤维组织的方向，其抗剪强度高l为了获得更好性能的零件，设计加工工艺时要留意：l使零件在任务中受最大正应力与纤维方向一致l使零件在任务中受最大切应力与纤维方向垂直l最好使纤维组织沿零件轮廓分布面而不被切断l定义：是衡量金属资料经受压力加工时难易程度的

5、一个工艺性能l金属的s大， 小，那么容易变形，不易开裂，省力l金属的锻造性能取决于金属的本质和加工条件l金属的本质l加工条件l应力形状的影响l变形温度的影响lT变越大，使得添加， s下降，那么锻造性能好，这是提高金属锻压性能的主要方法，但温度过高将产生过热，过烧，脱碳，严重氧化等缺陷，甚至使锻件报废l目的: 提高金属的塑性,降低变形抗力.l变形速度的影响：l0aV， s la V， s l再结晶来不及完全消除金属l变形引起的加工硬化，使之逐l渐积累。l塑性变形对组织和性能的影响塑性变形对组织和性能的影响l拉应力能使得拉应力能使得 ， sl压应力压应力， s l金属资料在室温下经过塑性变形后，其

6、组织和性能会发生什么变化？l冷热变形的区别是什么？l如何思索资料中的纤维组织？l在普通情况下，为什么随变形速度提高，金属的锻压性能变差？l自在锻工序: 墩粗,拔长,冲孔,弯曲,改动,(扩孔) 等l冲裁：落料冲孔 l是使资料沿封锁轮廓分别的工序。 l落料：被分别的部分为废品，而周边是废料l冲孔，被分别的部分为废料，而周边是废品l凹模和凸模都具有锋利的任务刃口l凹模和凸模间应有适当的间隙Z510SS为板厚lZ主要影响冲裁件的质量和模具的寿命：lZ越大，冲裁件质量下降毛刺等缺陷产生lZ越大，模具的寿命上升刃口间的摩擦减小，冲裁力减小，模具不易磨损l间隙Z的大小主要取决于板厚和冲裁件质量。l板材弯曲时

7、内侧受压，外侧受拉，为防止拉裂当拉 b那么拉裂，为防止拉裂，有最小弯曲半径Rmin=(0.251)S, 资料塑性好，R可取小些。l希望弯曲线垂直纤维方向，假设平行，那么易拉裂，可添加R改良。l由于有弹性变形存在，有回弹景象，普通回弹角010度，S越大，回弹角越大l定义：使板料制成中空外形零件的工序l拉深模与冲裁模类似，区别为l拉深凹凸模无刃口，而有适当的圆角。l拉深凹凸模间隙S, Z1.11.3)Sl拉深缺陷l起皱l拉裂(多次拉深和再结晶退火可防止拉裂l金属冲压加热的目的是什么？始锻温度过高有什么不好？l冲裁模与拉深模有何区别？l冲裁时，凹凸模之间的调整间隙主要影响什么？l板料弯曲时要留意哪些

8、问题？l冲孔模和落料模在尺寸上有何区别，为什么？l终锻模膛与锻件的区别是什么？l设置预锻模膛的目的是什么？与终锻模膛的区别是什么？l 定义：定义：l经过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充资料，使经过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充资料，使工件到达金属原子结合得一种衔接方式。工件到达金属原子结合得一种衔接方式。l 根据焊接过程的特点，焊接方法可分为：l熔焊l压力焊l钎焊l焊接电弧：焊接电弧： l电弧是气体放电的一种方式电弧是气体放电的一种方式l焊接电弧使焊条端部与焊件之间的空气电焊接电弧使焊条端部与焊件之间的空气电离区产生的一种剧烈而耐久的放电景象。离区产生的一种剧烈而耐久的放电景

9、象。l焊接电弧的产生：短路焊接电弧的产生：短路空载空载熄灭熄灭l焊接电弧在熄灭时，放出大量的光能和热焊接电弧在熄灭时，放出大量的光能和热能能60008000 Kl 电焊机有两个根本要求： l具有陡降的外特性l具有一定的空载电压以满足引弧需求5090Vl限制适当的短路电流( 1.5 I变)l电弧长度发生变化时，能保证电弧的稳定l焊接电流具有调理特性l常用的电焊机有交流弧焊和直流弧焊机两类l 组成： l由(金属)焊芯和药皮组成l焊芯：l传导焊接电流，产生电弧l焊芯熔化作为焊缝的填充金属l 药皮： l作用：l稳定电弧，既容易引弧又稳定电弧l机械维护，造气造渣，隔离空气l冶金处置，渗合金，脱碳，脱氧l

10、 焊接接头=焊缝热影响区l 热影响区HAZl指焊缝两侧因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域区域区域温度区间温度区间 组织组织机械性能机械性能熔合区熔合区AE AE ACAC线（约线（约0.10.11mm1mm）铸态组织铸态组织过热粗晶过热粗晶、akak( (接头变化，引起应力集中接头变化，引起应力集中) )过热区过热区AcAc3 3线以上线以上100100200 200 AEAE线线 过热粗晶过热粗晶、akak( (尤其尤其 ak25ak253030) )正火区正火区 Ac Ac3 3 AcAc3 3线以上线以上100100200200( (正火组织正火组织) ) 细晶细晶、akak部分相变

11、区部分相变区AcAc1 1 AcAc3 3 线线晶粒粗细不均晶粒粗细不均稍差稍差再结晶区再结晶区T T再再 AcAc1 1 线线 细晶细晶、HBHB、ak ak l防止和减少焊接变形的工艺措施防止和减少焊接变形的工艺措施l反变形法反变形法l加余量法加余量法l刚性夹持法刚性夹持法l选用合理的焊接次序选用合理的焊接次序l矫正焊接变形的方法矫正焊接变形的方法l机械矫正法机械矫正法l火焰加热矫正法火焰加热矫正法l 减少和消除焊接应力的工艺措施l选择合理的焊接次序l预热法l焊后除应力退火l 金属资料的焊接性l是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。l优质焊接街头l工艺焊接性l运用焊接性 C当量当量CMn/6lC当量, 0.6% 较低，淬硬倾向很强，焊接性很差要加非常严厉措施，否那么不行l低碳钢焊接性良好，各种方法均可焊接l中碳钢焊接l预热l用J507焊条l用小电流