材料热加工材料成型技术要点总结1200

热加工(材料成形)1.1铸造的定义及分类铸造的实质是基于液态成形。定义：是将熔炼的化学成分合格的液态金属浇注到铸型型腔中，冷却凝固后获得毛坯或零件的方法成为铸造。铸造、离心铸造。锻造的实质是塑性变形定义：是在外力作用下，使金属产生塑性变形，改变其形状、尺寸，改善组织性能的成形工艺与铸造件相比，锻造能够打碎内部枝晶，使工件组织之谜，力学性能高。所以锻造件一般适用于受力大，工作载荷大的工作条件，例如轧辊、曲轴等。④收缩余量——补偿铸件收缩而增大的数值。不同的合金收缩率不同：灰铸铁0.8-1.0%,铸钢⑤确定型芯——形成铸件的内腔结构。芯体、芯头铸造缺铸造分为：砂型铸造和特种铸造。特种铸造方法有：金属型铸造、压力铸造、低压铸造、熔模1.2砂型铸造生产在生产中需要配制型砂和芯砂。型砂的组成有型砂的性能包括：可塑性、强度、耐火性、透气性、退让性。1.气体太多(pore)表面或内部1.2.2砂箱装配图：有充满砂粒的孔洞，孔合箱时砂型局部挤坏有充满砂粒的孔洞，孔合箱时砂型局部挤坏形不规则浇注系统不合理，无圆角或太小直浇道——垂直通道，形成充型压力；内壁粗糙内浇内壁粗糙冒口——用于补缩,设在铸件厚大截面处1、浇注位置——浇注时，铸件在铸型中所处的空间位置，重要表面应朝下放置或立放。2、分型面——上下铸型分界面。考虑出模和造型方便。①加工余量——铸件需要加工的表面上预先附加的金属层。②起模斜度——便于模样取出，平行于起模方向。③铸造圆角——铸件两壁相交处的圆弧过渡。2.2锻造的分类锻造分为：自由锻、模锻和胎模锻自由锻的工序分为：辅助工序、基本工序、精修工序。基本工序又分为：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、错移、切割等。.3锻造加热锻造加热的目的，是为了提高塑性，降低变形抗力。锻造加热缺陷①氧化与脱碳材料烧损，表层硬度下降，控制在余量范围内。②过热晶粒粗大，塑性下降，锻打时易开裂，应避免。③过烧接近熔点温度，晶界氧化，塑性消失，不允许。④裂纹坯料因加热速度过快，产生较大热应力造成，注意加热规范。空气锤——利用压缩空气驱动工作活塞上下运动，以冲击力实现锻打水压机——利用高压水驱动工作活塞，产生静压力实现锻造空气锤结构：工作原理：电机通过减速机构及曲柄连杆机构，带动压缩缸内的活塞，上下往复运动，将压缩空气送入缸的上腔或下腔，驱使锤杆和锤头上下运动进行打击。液压机结构工作原理：坯料置于下砧上，利用活动横梁上下往复运动，实现对坯料施压，使其变形。冲压是通过冲模作用对板料施压，使其分离或变形，获得零件或毛坯的加工方法。.2基本工序.3冲模结构4.1定义焊接是一种连接方法，是一种原子间距的连接(冶金结合)定义：通过加热、加压或两者并用，使用或不使用填充材料，使分离的金属达到原子(冶金)结合而形成连接的工艺方法成为焊接。4.2分类主要是三大焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊4.3手工电弧焊手工电弧焊的基本操作技术为：引弧、运条、焊缝收尾。引弧方法有敲击法和划擦法。电焊条组成：焊芯和药皮。焊芯的作用：既作电极又作填充金属。药皮熔化后性质不同，条和碱性焊条。实习所使用的焊机型号为BX1-300,电源电压：380V，空载电压：60V，工作电压20-30V，A手工电弧焊示意图1.弧焊机2.焊钳3.焊条4.电弧5.熔池6.焊缝7.工件4.4焊接工艺参数焊条直径：厚板用粗焊条，薄板用细焊条，直径越大，焊接效率越大；焊接电流：I=kd，其中k：30-60，为经验系数，d是焊条直径；焊接速度：速度越大，对于某一点来说，热输入就越小。一般来说保证焊缝质量的情况下，采用粗焊条、较大电流和较低的电弧电压焊条牌号J422其中J表示结构钢，焊缝抗拉强度420MPa，J422是酸性焊条，适用交、直流电源J507为碱性焊条，适用直流电源。4.5气焊氧-乙炔焰由于氧与乙炔的混合比不同，可分为中性焰、碳化焰(也称还原焰)和氧化焰三种，如图。图氧-乙炔焰(a)中性焰(b)碳化焰(c)氧化焰1.中性焰在焊炬的混合室内，氧与乙炔的体积比(O2/C2H2)为1~1.1时，可燃气完全燃烧，无过剩的游离碳或氧，这种火焰称为中性焰。中性焰由焰芯、内焰和外焰三部分组成，见图(a)。焰芯，呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚，焰芯的光亮是由焰芯中化学反应所产生的炽热的碳微粒所发生的。亮度虽高，但温度并不很高，约950℃。内焰，紧靠焰芯末端，呈杏核形，蓝白色并带深蓝色线条，微微闪动。焰芯中分解的碳就在这一区域内与氧化合而剧烈燃烧，并生成一氧化碳，因此温度很高，尤以离开焰芯末端3mm左右处温度最高，约3100℃。气焊时主要是利用火焰的这一部分。这部分气氛中2/3是一氧的作用。外焰，与内焰并无明显界限，一般是从颜色上来区分。外焰的颜色从内向外由蓝白色变为淡紫色和橙黄色。外焰的温度比焰芯高，约为1200~2500℃。具有氧化性，但二氧化碳对熔池具有保护作用。中性焰由于内焰温度高，且具有还原性，能改善焊缝的机械性能，是气焊中经常使用的火焰。一般低碳钢、低合金钢和有色金属材料的焊接基本上都采用中性焰。2.碳化焰(还原焰)氧与乙炔的混合比(O2/C2H2)小于1(一般为0.85~0.95)时，混合气中的乙炔未完全燃烧，这种火焰称为碳化焰。碳化焰的焰芯、内焰和外焰三部分界限很明显(见图(b))。整个火焰长而软。焰芯呈炽白色，也发生乙炔的氧化和分解反应;内焰呈淡白色，由一氧化碳、氢和碳微粒组成;外焰呈橙黄碳化焰的最高温度低于3000℃。由于存在过剩的碳微粒和氢，碳会渗入熔池金属中，使焊缝的含碳量增高。游离的氢也会进入焊缝，产生气孔和裂缝，因此，碳化焰不能用于焊接低碳钢，而只适用于高碳钢、铸铁的焊接(或补焊)以及硬质合金的堆焊。3.氧化焰氧与乙炔的混合比(O2/C2H2)大于1.1(一般在1.2~1.7之间)时，混合气燃烧过程加剧，并出现氧过剩，这种火焰称氧化焰。氧化焰中整个火焰和焰芯的长度都明显缩短，只能看到焰芯和外焰两部分(见图(c))。焰芯呈蓝白色，外焰呈蓝紫色。火焰挺直，带有“嘶嘶”的声音。氧的比例越大、火焰则越短，响声也越大。氧化焰的最高温度高于中性焰。由于存在过剩的游离氧，故具有氧化性。若用来焊接钢，焊缝将产生大量的氧化物和气孔。同时熔池会发生剧烈沸腾，使焊缝金属变脆，故不适于焊接钢件，一般只用于焊接黄铜。应用最广泛的是中性焰。气焊主要用于焊接低碳钢薄板、铸铁、铜或铝等合金。4.6氧气切割[1]O2-C2H2焰—工件待切割处—加热至燃点，[2]再喷出高压氧气流—高温纯氧中剧烈燃烧，[3]燃烧的产物(熔渣)被高压氧气流吹掉。气割的实质是氧化过程而非熔化过程。2、金属气割条件：①金属的燃点<金属熔点；②氧化物的熔点<金属熔点；③金属燃烧放出足够热量，金属导热性应较低。3、不能气割的金属：铸铁、不锈钢、铜合金、铝合金4.7焊接接头种类及焊接位置焊接接头焊接位置4.8焊接缺陷缺陷特征图原因11夹渣熔渣夹入焊缝中层间清理不净操作(速度过快)2边缘熔化后未补充上操作技术(焊条角度)3未焊透焊缝根部有未焊上部分坡口尺寸小焊接电流