锻造冲压工艺学
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冲压,压铸,模锻,低压铸造等26种常见金属成型工艺
常用的金属材料成型工艺就是生产零部件的工艺方法,为冷、热成型,常见的工艺大面上分为以下几类:铸造、锻造、焊接和切削加工!今天我们从这些工艺的小类别用动图和解释总结概括一下。
是一种金属铸造工艺,其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的,这个过程有些类似注塑成型。
就是用砂子制造铸模。砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样),然后在模样周围填满砂子,开箱取出模样以后砂子形成铸模。
为了在浇铸金属之前取出模型,铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作过程中,必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔,合成浇注系统。 铸模浇注金属液体以后保持适当时间,一直到金属凝固。取出零件后,铸模被毁,因此必须为每个铸造件制作新铸模。
又称失蜡铸造,包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模,然后蜡模上涂以泥浆,这就是泥模。泥模晾干后,在焙烧成陶模。一经焙烧,蜡模全部熔化流失,只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口,再从浇注口灌入金属熔液,冷却后,所需的零件就制成了。
是在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。根据设备不同,模锻分为锤上模锻,曲柄压力机模锻,平锻机模锻,摩擦压力机模锻等。辊锻是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。它是成形轧制(纵轧)的一种特殊形式。
是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法,锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。
通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
1.大型钢锭的内部结构:1、细晶粒层 2、柱状晶区 3、倾斜树枝晶区 4、粗大等轴晶区 5、沉积锥 6、冒口区
2.钢锭是由冒口、锭身和底部组成。两种钢锭规格 一种普通锻件4%锥度、高径比1.8~2.3、冒口比例17%.....一种优质锻件 11%~12%的锥度、高径比1.5左右、冒口比例20%~24%
3.大型钢锭内部缺陷:①偏析。【可减少、不可消除】钢锭内部化学成分和杂质分布不均匀性称为偏析。偏析是钢液凝固时选择结晶的产物,钢锭俞大偏析越严重。分为树枝状偏析(显微偏析)和区域偏析(低倍偏析)树枝状偏析是指钢锭在晶体范围内化学成分的不均匀性。A晶内偏析B晶间偏析通过锻造和锻后热处理消除。区域偏析是指钢锭在宏观范围内的不均匀性A∨型偏析区B过度偏析区C∧型偏析区D负偏析区
②夹杂。钢锭内部不溶解于基体金属的非金属化合物,经过加热、冷却热处理仍不能消失,称为非金属夹杂物,统称夹杂。通常存在的非金属夹杂有:硅酸盐(多脆)、硫化物(热脆+Mn)、氧化物(+Si)
③气体。在冶炼过程中氮、氢、氧等气体通过炉料和炉气熔入钢液。钢液凝固时,这些气体虽然析出一部分,但在固态钢锭内仍有残余。氧和氮在钢锭中以氧化物和氮化物出现,氢则以原子状态存在,也可能形成一部分分子状态氢和氢化物。
④、缩孔(大)和疏松(小)缩孔:冒口区形成,从钢液冷凝成钢锭时发生物理收缩现象,如果没有钢液补充,钢锭内部某些地方形成空洞。疏松:由于晶间钢液最后凝固收缩造成的晶间空隙和钢液凝固过程析出气体构成的显微孔隙。
4.常用的下料的方法:剪切、冷析、锯割、车断、砂轮切割、刴断及特殊精密下料等。
5.锻前加热目的:提高金属塑性、降低变形抗力、使之易于流动成型并获得良好的锻后组织。
6.锻前加热方法:火焰加热、电加热。火焰加热:利用燃料在火焰加热炉内燃烧产生含有大量热能的高温气体,通过对流、辐射把热能传给坯料表面,再由表面向中心热传导而使金属坯料加热。对流传热(600~700℃):通过火焰在坯料周围不断流动,借助高温气体与坯料表面的热交换,把热能传递给金属坯料。辐射传热(700~800℃):通过高温气体与炉膛将热能转变为辐射能,以电磁波方式传播的辐射能被金属坯料吸收后,由辐射能转变为热能而使坯料加热。电加热:通过把电能转变为热能使材料加热的一种方法。感应电加热、接触电加热、电阻炉加热、盐浴炉加热。
绪 论
内容简介:
本章讲述冲压及模具的概念;冲压的特点、发展及应用,冲压工序的分类及基本冲压工序。
学习目的与要求:
1、掌握冲压及模具的概念;
2、了解冲压冲压的特点、发展及应用; 3、掌握冲压工序的分类,认识基本冲压工序。
重点:
冲压及模具的概念、冲压的特点、发展及应用,冲压工序的分类。 难点: 冲压基本工序。
1.1 冲压的概念
1.1.1 冲压
冲压:在室温下,利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力,使之产生分离和塑性变形,从而获得所需要形状和尺寸的零件(也称制件)的一种加工方法。因为通常使用的材料为板料,故也常称为板料冲压。 冲压成形产品示例一——日常用品:易拉罐、餐盘、垫圈等。
冲压成形产品示例二——兵器产品:子弹壳等。
冲压成形产品示例三——高科技产品:汽车覆盖件、飞机蒙皮等。
1.1.2 冲模
冲压模具:将材料加工成所需冲压件的一种工艺装备,称为冲压模具(俗称冲模)
1.1.2 冲压生产的三要素:
冲压生产的三要素:合理的冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备 1.2 冲压加工特点与应用
1.2.1 冲压加工的特点
(1)生产率高、操作简单。高速冲床每分钟可生产数百件、上千件。
(2)一般无需进行切削加工,节约原料、节省能源。
(3)冲压件的尺寸公差由冲模来保证,产品尺寸稳定、互换性好。“一模一样”
(4)冲压产品壁薄、量轻、刚度好,可以加工形状复杂的小到钟表、大到汽车纵梁、覆盖件等。
局限性:由于冲模制造是单件小批量生产,精度高,是技术密集型产品,制造成本高。因此,冲压生产只适应大批量生产。
1.2.2 冷冲压的应用
由于冷冲压在技术上和经济上的特别之处,因而在现代工业生产中占有重要的地位。在汽车、拖拉机、电器、电子、仪表、国防、航空航天以及日用品中随处可见到冷冲压产品。如不锈钢饭盒,搪瓷盆,高压锅,汽车覆盖件,冰箱门板,电子电器上的金属零件,枪炮弹壳等等。据不完全统计,冲压件在汽车、拖拉机
锻造工艺学
1 《锻造工艺学》辅导教案
材料科学与工程学院 材料加工工程系
第一次讲课
一、讲授内容
第一章 绪论
一、锻造工艺学及其性质
二、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用
三、我国锻造生产的历史,现状及发展趋势
四、锻造生产方法的分类及工艺流程
五、课程的任务。
第二章 锻造用原材料及下料方法
第一节 锻造用钢锭及型材
一、钢锭及其冶炼.
二、钢锭的结构
三、钢锭的内部缺陷
四、型材及其常见缺陷
第二节 下料方法
一、剪切法
二、锯切法
三、砂轮片切割法
四、折断法 锻造工艺学
2 五、气割法
六、其它下料方法
二、难点
1、 钢锭和型材的缺陷产生原因及其危害。
2、 各种下料方法的原理。
三、基本概念
偏析、夹杂、缩孔、疏松、溅疤、划痕、折迭、粗晶环
四、思考题
1、 试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。
2、 钢锭常见缺陷有哪些?它们产生的原因和危害性是什么?
3、 常见的型材缺陷有哪些?它们产生的原因和危害性是什么?
4、 锻造用型材常采用哪些方法下料?各自有何特点?
5、 铸锭作为锻造坯料时如何下料?
五、要求重点掌握的知识点
1、钢锭结构及其常见内部缺陷。
2、型材及其常见缺陷。
3、常用下料方法及其选择原则。
六、所需学时
2小时
第二次讲课
一、讲授内容
第三章 锻造的热规范 锻造工艺学
3 第—节 金属的锻前加热
一、加热的目的
二、加热方法
第二节 金属加热时产生的缺陷及防止措施
一、氧化
二、脱碳
三、过热
四、过烧
五、裂纹
第三节 锻造温度范围的确定
一、始锻温度的确定
二、终锻温度的确定
第四节 金属的加热规范
一、加热规范制定的原则及方法
二、钢锭的加热规范
三、中、小型钢坯的加热规范
二、难点
1、氧化和脱碳的共性和异性。
2、过热和过烧的相关性及其区别
3、 加热过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。