材料成型工艺基础知识点总结

1、能的零件或毛坯的方法。优点：成型方便，工艺适应性广；成本低廉，生产周期短。缺点：劳动强度大，生产条件差，产物污染环 境；生产工序较多；铸件质量不稳定，废品率高。合金铸造性能：合金在铸造生产中获得优质铸件的能力。合金的充型能力：液态合金充满型腔，获得尺寸正确、形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，取决于合金 的流动性、浇注条件、铸型条件；合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成 分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。合金流动性不好铸件易 产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、编孔缺陷的间接原因。合金的收缩：合金在浇注、凝固直至冷却至室温的

2、过程中体积和尺寸编减的现象，分为液态、凝固、固 态三个阶段，取决于化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。缩孔和缩松的防止方法：1.顺序凝固原则：使铸件按递增的温度梯度方向从一个部分到另一个部分依次凝 固。如在铸件可能出现编孔的热节处安放冒口，使铸件从远离冒口的部位开始凝固，冒口本身最后凝固。 主要适用于纯金属和结晶温度范围窄、靠近共晶成分的合金以及凝固收缩大的合金补缩;2.加压补缩法：压 力铸造、离心铸造等。铸件的固态收缩受到阻碍及热作用，会产生铸造内应力。热应力：由于铸件壁厚不均匀、各部分冷却速度不一致，致使铸件在同一时期内各部分的收缩不一 致；先厚-薄+，后厚+薄-。同时凝固原则：采取必

3、要措施使铸件各部分冷却速度尽量一致，如将内浇道开在薄壁处减速凝固，在远离 浇道的厚壁处出放置冷铁加快凝固，从而使铸件各部分冷却速度尽量一致。主要适用于缩孔、缩松倾向 较小的灰口铸铁等合金。机械应力：铸件收缩时受到铸型、型芯等的机械阻碍而引起的应力，通过时效处理（自然、人工） 来消除。铸件的变形与防止：设计铸件时尽量使壁厚均匀、形状简单、结构对称：对于重要零件进行去应力退火。 铸件裂纹及其防止：热裂：合理调整合金成分，合理设计铸件结构，采用同时凝固原则和改善型砂的退让 性；冷裂：减小铸造内应力。合金的吸气性：在熔炼和浇注合金时，合金吸收气体的能力。侵入气孔，析出气孔，反应气孔。砂型铸造按完成工序

4、方法的不同，分为手工造型（整模*分模*挖砂*假箱*活块*刮板）和机器 造型两大类。浇注系统：浇口杯，直、横、内浇口。浇注位置的选择：加工面/主工作面应处于底面/侧面；大平面朝下；易产生缩孔的铸件，薄壁放在铸型的 下部/侧面；厚部置于上部/侧面；少用型芯。铸型分型面的选择：少砂箱；少分型面，以直代曲；少用型芯/活块；型芯置于下型箱。铸造结构的工艺性：工作性能、力学性能、铸造工艺、合金铸造性能、铸造方法。铸造工艺设计程序：1）零件的技术条件和结构工艺性分析2）选择铸造及其造型方法3）确定浇注位置和 分型面4）选用工艺参数5）设计浇冒口、冷铁和铸肋6）砂芯设计7）完成铸造工艺图后，画出铸件图8） 完

5、成砂箱设计后，画出铸型装备图9）综合整个设计内容。金属在外力作用下的变形阶段：弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、断裂阶段。金属的塑性：当外力增大到使金属内部产生的应力超过该金属的屈服点时，其内部原子排列的相对位置发 生变化而相互联系不被破坏的性能。冷（热）变形是金属在其再结晶温度以下（上）进行塑性变形。加工硬化：随着塑性变形程度的增加，金属硬度、强度提高，塑性、韧性降低的现象。利：加工硬化是强 化金属的重要方法之一，尤其是对纯金属及某些不能用热处理方法强化的合金。弊：加工硬化给进一步加 工带来困难，且使工件变形过程中容易产生裂纹，不利于压力加工的进行。产生原因：经过塑性变形的晶 体中的位错密度增

6、高，位错移动所需切应力增大；滑移面上晶格方向混乱，晶界严重畸变，滑移阻力增大， 导致内应力增大。纤维组织的形成及其存在利弊：金属外力作用下发生塑性变形时，晶界上的夹杂物随晶粒沿变形方向被拉 长，金属再结晶后仍然呈条状保留下来，形成纤维组织。纤维组织使得金属的力学性能呈现出方向性，沿 着纤维方向抗拉强度提高，垂直于纤维方向的抗剪强度提高。纤维组织很稳定，只能通过锻造改变其方向 和分布。I J I I IT / IT r 人/z H 1 - / 71 I 7 / M- 7 1Z、1/、 -J态）和金属的变形条件（变形温度、变形速度和变形时的应力状态）。常用金属的塑性和变形抗力来衡量。 自由锻造工序

7、（基本工序：饿粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移等；辅助工序：压钳口、切肩； 修整工序：校正、滚圆、平整。）自由锻工艺规程：锻件图的绘制（敷料；加工余量；锻造公差）；坯料计算；正确设计变形工序；选择设 备o模锻工艺规程：绘制模锻件图；确定模锻工序步骤；计算坯料；选择设备吨位及确定休整工序。段膜结构：按作用分为模锻摸膛（预锻5：圆角和斜度较大，且没有飞边槽；终锻5）和制坯摸膛（拔长合理确定分模面的位置：保证模锻件能从模膛中顺利取出；分模面尽量选在能使模膛深度最浅的位置； 尽量使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致；尽量采用平面，并使上下模膛深度基本一致；模锻件上的敷料 最少，锻件形状尽可能与零件形

8、状一致。模锻成形过程中飞边的形成及其作用：继续锻造时，由于金属充满模膛圆角和深处的阻力较大，金属向阻 力较小的飞边槽内流动，形成飞边。作用：（1）强迫充填；（2）容纳多余的金属；（3）减轻上模对下模的 打击，其缓冲作用。熔焊分为：气焊、电弧焊（焊条电弧焊、气体保护焊（氧弧焊、co2气体保护焊）、埋弧焊）、电渣焊、电 子束焊、激光焊。焊接电弧：电极与工件之间的气体介质中长时间而稳定的放电现象，由阴极区2400K、阳极区2600K、弧 柱区6000-8000K组成。直流弧焊的两种极性接法：当工件接阳（阴）极，焊条接阴（阳）极时，称为直流正（反）接，此时工乍 受热较大（小），适合焊接厚大（薄小）工件

9、。交流不存在正反接情况。焊接接头的组成焊缝：晶粒以垂直熔合线的方向熔池中心生长为柱状树枝晶，低熔点物将被推向焊缝最后结晶部位，形 成成分偏析区。焊接热影响区：焊缝两侧受到热的影响而发生组织和性能变化的区域。该区宽度越小，焊接接头的力学 性能越好。熔合区/半融化区：0.1lmm,该区加热的温度位于液固两相线之间，组织中包括未融化但受热而长大 的粗大晶粒和部分铸态组织，导致焊接接头的强度、塑性和韧性极差；过热区：l3mm,该区的组织在高温下急剧长大，冷却后形成过热粗晶组织，使焊接接头的塑性和冲 击韧性显著下降；正火区：1.24.0mm,金属发生了结晶，冷却后得到均匀细小的正火组织，使焊接接头的力学

10、性能得 至提即部分相变区：该区因相变不均匀使冷却后的晶粒大小不等，对接头力学性能产生不利影响。焊接用焊条药皮由稳弧剂（改善引弧性能，提高电弧燃烧的稳定性）、造气剂（造成一定量的气体，隔绝 空气，保护焊接熔滴和熔池）、造渣剂（焊接时形成熔渣，保护焊缝，碱性渣Ca。还可以起脱硫、磷的作 用）、脱氧剂（对熔池金属起脱氧作用，镒还有脱硫作用）、合金剂（使焊缝金属获得必要的合金成分）、 稀渣剂（增加熔渣流动性，降低熔渣黏度）、黏结剂（将药皮牢固的粘在钢芯上）7部分组成。碱性焊条和酸性焊条的性能及用途：酸性焊条：氧化性强，焊缝力学性能（抗冲击韧性）差，但工艺性差，对焊件上的铁锈和水分不敏感，焊 缝成形美观

11、，交、直流均可焊接，故而应用广泛；碱性焊条/低氢型焊缝力学性能（抗裂性）好，但工艺性差，对油污、铁锈和水分较敏感，焊缝成形不 美观，一般要求用直流反接法。故多用于压力容器、锅炉、及重要的合金结构钢等重要结构的焊接。电焊条的选用原则：考虑母材的化学成分和力学性能；考虑焊件的工作条件和结构特点；考虑焊条的工艺 性；选用与与施焊现场条件相适应的焊条。焊接应力产生的根本原因是：焊接过程中对焊件进行了局部不均匀加热。减少和消除焊接应力的措施有： 设计焊接结构时，选用塑性好的材料；选择合理的焊接顺序；焊前预热工件，防止最有效；采用小能量焊 接法或对红热状态的焊缝进行锤击；焊后去应力退火，消除最有效。焊接变形的基本形式包括：收缩变形，角变形，弯曲变形