金属材料成型工艺基础重点
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材料成型工艺基础:金属塑性成形1. 引言金属塑性成形是制造业中常见的一种材料成型工艺。
通过对金属材料施加力量,使其在一定的温度和应变条件下发生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的制品。
这种成形工艺广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本文将介绍金属塑性成形的基本概念、工艺流程以及常见的金属塑性成形方法。
2. 基本概念2.1 金属塑性成形的定义金属塑性成形是指将金属材料通过施加力量,在一定的温度和应变条件下,使其发生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的工艺过程。
2.2 塑性变形的基本概念塑性变形是指材料在一定的应力作用下,在超过其屈服点之后发生的可逆性变形。
在这种变形中,金属材料的原子结构会发生改变,从而改变了材料的形状和尺寸。
3. 工艺流程金属塑性成形的工艺流程主要包括以下几个步骤:3.1 原材料准备在金属塑性成形工艺中,首先需要准备好所需的金属原材料。
原材料的选择需要满足产品的要求,包括材料的强度、韧性、耐蚀性等。
3.2 材料加热在金属塑性成形之前,通常需要将金属材料进行加热。
加热可以使金属材料达到一定的塑性状态,更容易发生塑性变形。
加热的温度和时间需要根据不同的金属材料和成形要求进行调整。
3.3 成型工艺金属塑性成形的成型工艺包括以下几种常见方法:3.3.1 锻造锻造是一种利用压力将金属材料塑性变形成形的方法。
在锻造过程中,金属材料会经过压缩、拉伸、冷却等多个步骤,最终得到所需的形状。
3.3.2 拉伸拉伸是将金属材料放在拉伸机上,通过施加力量使其发生塑性变形的方法。
通过拉伸可以改变金属材料的形状和尺寸。
3.3.3 深冲深冲是将金属材料放在冲压机上,通过模具对材料进行冲压,使其发生塑性变形的方法。
通过调整模具的形状和尺寸,可以得到不同形状和尺寸的制品。
3.4 后处理在金属塑性成形完成之后,通常需要进行一些后处理工艺。
包括去除表面的氧化物、清洗、退火等。
后处理的目的是提高产品的表面质量和性能。
4. 常见的金属塑性成形方法4.1 冷镦成形冷镦成形是一种将金属材料通过冷镦机进行挤压、拉伸、弯曲等操作,使其发生塑性变形的方法。
金属材料的成型工艺引言金属材料的成型工艺是指通过加热、加压和变形等手段,将金属材料由初始形状转变为目标形状的工艺过程。
金属材料的成型工艺在制造业中占据着重要地位,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
本文将介绍金属材料的成型工艺的几种常见方法。
压力成形压力成形是金属材料成型工艺中最常见的一种方法。
它通过施加压力将金属材料强制塑造成所需形状。
主要的压力成形工艺包括锻造、冲压和挤压。
锻造锻造是一种将金属材料加热到一定温度后,在冷镦机或锻压机上施加压力进行塑性变形的工艺。
锻造通常分为冷锻和热锻两种方式。
与其他成型工艺相比,锻造具有精度高、力学性能好等优点。
冲压冲压是利用冲床将板材或带材冲压成所需形状的工艺。
冲压通常包括剪切、冲孔、成形等步骤。
冲压工艺具有高效率、高精度和批量生产能力等优点。
挤压挤压是将金属材料塑性变形成为具有一定截面形状的长条材料的工艺。
它可以通过挤压机将金属材料挤压出所需形状。
挤压工艺具有高生产效率和高材料利用率等优点。
热成形热成形是指在金属材料加热至高温状态下进行塑性变形的工艺。
热成形通常包括热锻、热轧和挤压等方法。
热锻热锻是一种在金属材料达到高温时施加压力进行塑性变形的工艺。
热锻通常在1200℃以上的高温下进行,可以获得更好的塑性变形性能和力学性能。
热轧热轧是将金属材料加热到较高温度后通过轧机进行连续轧制的工艺。
热轧可以改变材料的厚度、宽度或长度,并使材料达到所需的机械性能。
热挤压热挤压是一种在金属材料达到高温时将其压入模具中进行塑性变形的工艺。
热挤压通常适用于薄壁、大截面和复杂形状的金属制品的生产。
冷成形冷成形是指在室温下进行金属材料塑性变形的工艺。
冷成形通常包括冷轧、冷挤压和冷拉伸等方法。
冷轧冷轧是将金属材料在室温下通过轧机进行塑性变形的工艺。
冷轧通常用于薄板材料的生产,可以提高材料的表面质量和机械性能。
冷挤压冷挤压是一种在室温下将金属材料通过模具进行塑性变形的工艺。
《材料成形工艺基础》要点第一章金属的液态成形第一节液态成形理论基础1.三种凝固方式(逐层、糊状、中间)及其影响因素(结晶温度范围、温度梯度)2.合金的流动性及其影响因素(合金成分)a)为什么共晶合金的流动性好?3.合金的充型能力对铸件质量的影响(浇不足、冷隔)4.影响充型能力的主要因素(合金的流动性、浇注条件、铸型条件)5.合金收缩的三个阶段(液态、凝固、固态)6.缩孔、缩松产生的原因、规律(逐层:缩孔;糊状:缩松;位置:最后凝固部位)7.缩孔与缩松防止(定向凝固原则;措施:加冒口、冷铁)8.铸造应力产生的原因和种类(热应力、机械应力或收缩应力)9.热应力的分布规律(厚:拉;薄:压)及防止(同时凝固原则)10.铸造残余应力产生的原因(热应力)及消除措施(时效处理)11.铸件变形与裂纹产生的原因(故态收缩,残余应力)12.变形防止办法(同时凝固;反变形;去应力退火)13.热裂纹与冷裂纹的特征第二节液态成形方法1.常用手工造型方法(五种最基本的方法:整模、分模、活块、挖砂、三箱)的特点和应用(重在应用)2.机器造型:实现造型机械化的两个主要方面(紧砂、起模)3.熔模铸造的原理(理解)、特点(理解)和应用。
a)为什么熔模铸件精度高,表面光洁?b)为什么熔模铸造适合于形状复杂的铸件?c)为什么熔模铸造适合于难于加工的合金铸件?4.金属型铸造的原理(理解)、特点(理解)和应用。
a)为什么金属型铸件精度高,表面光洁?b)为什么金属型铸造更适合于非铁合金铸件的生产?5.压力铸造的原理(理解)、特点(理解)和应用。
6.低压铸造的原理(理解)、特点(理解)和应用。
7.离心铸造的原理(理解)、特点(理解)和应用。
第三节液态成形件的工艺设计1.浇注位置的概念及其选择原则(重在理解和应用)2.分型面的选择原则(重在理解和应用)3.铸造成形工艺参数(加工余量、拔模或起模斜度、收缩率)4.铸造工艺图(能用规定的符号和表达方式正确画出)第四节液态成形件的结构设计1.铸件壁厚设计(大于最小壁厚;小于临界壁厚;壁厚均匀;由薄到厚均匀过渡)a)为什么要大于最小壁厚?b)为什么要小于临界壁厚?c)壁厚不均匀会产生什么问题?2.铸件壁间连接(圆角;避免锐角)3.铸件筋条设计(避免十字交叉)4.铸件外形设计和铸件内腔设计(理解;重在应用)5.结构斜度的设计(结构斜度与起模斜度的区别;重在应用)第二章金属的塑性成形第一节塑性成形工艺基础1.常用的六类塑性成形方法(轧制、拉拔、挤压、自由锻、模锻、板料冲压)2.与铸造比较,塑性成形法的最显著的特点(性能好,但形状不能太复杂)3.塑性变形对金属组织和性能的影响(冷变形条件下和热变形条件下;纤维组织及其性能特点)4.金属可锻性的衡量指标(塑性、变形抗力)及影响因素(成分;组织;温度)5.金属加热缺陷(过热、过烧、脱碳、过渡氧化)与碳钢始锻温度(低于固相线200℃)第二节热锻成形工艺1.自由锻基本工序(镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转)2.自由锻件结构工艺性3.模锻的基本原理(理解)及特点4.胎模锻的概念及特点(理解)第三节板料冲压1.两大类基本工序(分离工序和变形工序)2.冲裁的概念;冲裁变形过程(弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段)及冲裁件断面特征(塌角或圆角带;光亮带;断裂带)3.切断的概念4.弯曲变形的特点(内:压;外:拉);弯曲的质量问题(弯裂;回弹);弯裂的防止办法(限制最小弯曲半径;弯曲线与纤维方向垂直);回弹的防止办法(模具角度比弯曲件角度小一个回弹角值)5.拉深的概念;拉深和冲裁工序所使用的凸、凹模之间的区别(间隙大小;圆角)拉深件质量问题(拉裂与起皱)6.拉深系数的概念及计算7.三类冲模的概念四种挤压方式第三章材料的连接成形第一节焊接成形工艺基础1.三大类焊接方法(熔化焊;压焊;钎焊);2.熔焊的冶金特点(理解)及保证焊接质量的基本措施(保护焊接区;渗加合金元素;脱氧脱硫);3.焊接接头的概念(焊缝加热影响区);4.焊接热影响区的概念(焊接过程中,焊缝两侧受焊接热作用而发生组织与性能变化的区域);5.低碳钢焊接热影响区的组成及其特点(熔合区;粗晶,性能差;过热区:粗晶,性能差;正火区:细晶,性能好;部分相变区:性能稍差);6.焊接应力与变形产生的原因(局部加热);7.防止和减少焊接应力的措施(焊前预热;焊接次序;焊后缓冷;焊后去应力退火);8.焊接变形的形式(收缩变形;角变形;弯曲变形;扭曲变形;波浪变形);9.防止和减小焊接变形的措施(刚性固定;反变形;焊接次序;焊前预热;焊后缓冷;矫正);10.焊接缺陷的种类及其检验方法(理解);第二节焊接方法1.焊条的组成及作用(焊芯和药皮;焊芯:作电极和焊缝的填充金属;药皮:稳定电弧燃烧;保护焊接区;渗加合金元素;脱氧脱硫);a)为什么焊条药皮中要加脱氧剂?2.两种重要的焊条(J422、J507);焊条选用原则(重在应用)3.埋弧焊的原理(理解)、特点和应用范围(水平位置焊接长直焊缝;大直径环形焊缝)b)埋弧焊的生产率为什么高于焊条电弧焊?c)埋弧焊与焊条电弧焊相比,为什么可以节省材料?d)埋弧焊为什么不能实现全位置焊接?4.氩弧焊的原理、特点及其应用;5.二氧化碳气体保护焊的原理、特点及其应用(注意与氩弧焊比较理解)e)二氧化碳保护焊时焊丝的成分有何要求,为什么?6.电渣焊的原理(电阻热)及其应用。
材料成型技术基础知识点总结第一章铸造铸造是一种制造零件的方法,它将液态金属填充到型腔中,待其凝固冷却后,获得所需形状和尺寸的毛坯或零件。
填充铸型的过程称为充型,而液态合金充满型腔,形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力被称为充型能力。
影响充型能力的因素包括金属液本身的流动能力(合金流动性)、浇注条件(浇注温度、充型压力)以及铸型条件(铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构)。
流动性是熔融金属的流动能力,是液态金属固有的属性。
影响合金流动性的因素包括合金种类(与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关)、化学成份(纯金属和共晶成分的合金流动性最好)以及杂质和含气量(杂质增加粘度,流动性下降;含气量少,流动性好)。
金属的凝固方式包括逐层凝固方式、体积凝固方式或称“糊状凝固方式”以及中间凝固方式。
收缩是液态合金在凝固和冷却过程中,体积和尺寸减小的现象。
收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。
合金的收缩可分为三个阶段:液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
液态收缩和凝固收缩通常以体积收缩率表示,是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。
合金的固态收缩通常用线收缩率来表示,是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。
影响收缩的因素包括化学成分(碳素钢随含碳量增加,凝固收缩增加,而固态收缩略减)、浇注温度(浇注温度愈高,过热度愈大,合金的液态收缩增加)、铸件结构(铸型中的铸件冷却时,因形状和尺寸不同,各部分的冷却速度不同,结果对铸件收缩产生阻碍)以及铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力。
缩孔和缩松是铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞,按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。
缩孔的形成主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶,铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。
缩松的形成主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中,是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。
合金的液态收缩和凝固收缩越大,浇注温度越高,铸件的壁越厚,缩孔的容积就越大。
金属材料成型工艺:基本要求与注意事项一、引言金属材料是工业制造中的重要组成部分,其成型工艺对于产品的质量、性能和外观都具有至关重要的影响。
本文将详细介绍金属材料的几种主要成型工艺,包括铸造、锻造、焊接、粉末冶金等,并阐述在金属制作成型和制作过程中需要注意的问题及工艺。
二、金属材料成型工艺1.铸造工艺:铸造是将熔融的金属倒入模具中,待其冷却凝固后形成所需形状的工艺。
铸造工艺适用于制造复杂形状的零件,但易产生气孔、缩孔等缺陷。
2.锻造工艺:锻造是将金属坯料放在砧铁上,通过冲击或压力使其变形,达到所需形状和尺寸的工艺。
锻造工艺适用于制造高强度、耐腐蚀的零件,但易产生变形和裂纹。
3.焊接工艺:焊接是通过高温或压力将两块金属连接在一起的工艺。
焊接工艺适用于制造大型或复杂的零件,但易产生热影响区和应力裂纹。
4.粉末冶金工艺:粉末冶金是将金属粉末在高温下烧结成型的工艺。
粉末冶金工艺适用于制造复杂形状、高精度和小批量零件,但成本较高。
三、金属制作成型和制作需要注意的问题及工艺1.材料选择:根据产品要求选择合适的金属材料,考虑其物理性能、化学成分、力学性能等因素。
2.模具设计:根据产品要求设计合理的模具结构,确保模具的强度、刚度和精度。
3.成型过程控制:严格控制成型过程中的温度、压力、时间等因素,确保产品达到预期的形状和尺寸。
4.质量检测:对成型后的产品进行质量检测,包括外观检查、尺寸检测、无损检测等,确保产品质量符合要求。
5.环境保护:在金属制作成型和制作过程中要注意环境保护,减少废气、废水、废渣的产生,降低能源消耗和碳排放。
6.生产效率:在保证产品质量的前提下,要尽可能提高生产效率,降低生产成本,提高市场竞争力。
四、结论金属材料成型工艺是工业制造中的重要环节,对于产品的质量、性能和外观具有决定性的影响。
在实际生产中,要根据产品要求选择合适的成型工艺,注意材料选择、模具设计、成型过程控制、质量检测、环境保护和生产效率等方面的问题,以确保产品的质量和生产的顺利进行。
铸造:将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中,冷却后获得逐渐的工艺方法。
1、铸造的实质利用了液体的流动形成。
2、铸造的特点A 适应性大(铸件分量、合金种类、零件形状都不受限制);B 成本低C 工序多,质量不稳定,废品率高D 力学性能较同样材料的锻件差。
力学性能差的原因是:铸造毛胚的晶粒粗大,组织疏松, 成份不均匀3、铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小,形状复杂(特别是腔内复杂)或者简单、分量较大的零件毛胚。
1、铸件的凝固(1)铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程.它由晶核的形成和长大两部份组成。
通常情况下,铸件的结晶有如下特点:A 以非均质形核为主B 以枝状晶方式生长为主.结晶过程中,晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素,因此可通过增加晶核数目来细化晶粒. 晶体生长方式决定了最终的晶体形貌,不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或者混合组织等.(2)铸件的凝固方式逐渐的凝固方式有三种类型:A 逐层凝固B 糊状凝固C 中间凝固2、合金的铸造性能(1)流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力,是合金本身的性能。
它反映了液态金属的充型能力,但液态金属的充型能力除与流动性有关,还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关,是各种因素的综合反映。
生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手:A 选择挨近共晶成份的趋于逐层凝固的合金,它们的流动性好;B 提高浇注温度,延长金属流动时间;C 提高充填能力D 设置出气冒口,减少型内气体,降低金属液流动时阻力。
(2)收缩性A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中.对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有,液固界面泾渭分明,已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充,如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充,就会在该处形成一个集中的缩孔。
适当控制凝固顺序,让铸件按远离冒口部份最先凝固,然后朝冒口方向凝固, 最后才是冒口本身的凝固(即顺序凝固方式) ,就把缩孔转移到最后凝固的部位—- 冒口中去,而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。
第一章:金属的液态成型一、充型:1.充型概念:液态合金填充铸型的过程,简称充型。
2.充型能力:液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。
⏹充型能力不足时,会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷⏹影响充型能力的主要因素⏹⑴合金的流动性—液态合金本身的流动能力a 化学成分对流动性的影响—纯金属和共晶合金的成分的流动性好b工艺条件对流动性的影响—浇注温度、充型能力、铸型阻力c流动性的实验⏹⑵工艺条件:a、浇注温度一般T浇越高,液态金属的充型能力越强。
b、铸型填充条件—铸型的许热应力c、充型压力:态金属在流动方向上所受的压力越大,充型能力越强。
d、铸件复杂程度:构复杂,流动阻力大,铸型的充填就困难e、浇注系统的的结构浇注系统的结构越复杂,流动阻力越大,充型能力越差。
f、折算折算厚度也叫当量厚度或模数,为铸件体积与表面积之比。
折算厚度大,热量散失慢,充型能力就好。
铸件壁厚相同时,垂直壁比水平壁更容易充填。
——影响铸型的热交换影响动力学的条件(充型时阻力的大小),必须在保证工艺条件下金属的流动性好充型能力才好。
二、冷却⑴影响凝固的方式的因素:a.合金的结晶温度范围—合金的结晶温度范围愈小,凝固区域愈窄,愈倾向于逐层凝固。
金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的。
由表层向中心逐层推进(称为逐层凝固)方式,固体层内表面比较光滑,流动阻力小,流动性好。
b.铸件的温度梯度—在合金结晶温度范围已定的前提下,凝固区域的宽窄取决与铸件内外层之间的温度差。
若铸件内外层之间的温度差由小变大,则其对应的凝固区由宽变窄。
⑵凝固:a.逐层凝固—充型能力强,便于防止缩孔、缩松。
灰铸铁和铝硅合金等倾向于逐层凝固。
b.糊状凝固—充型能力差,难以获得结晶紧实的铸件球铁倾向于糊状凝固。
c.中间凝固—⑶收缩:a.液态收缩从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩。
由温度下降引起。
T浇—T液用体收缩率表示b.凝固收缩从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。
由状态改变、温度下降和相变三部分组成。
T液—T固用体收缩率表示——液态收缩与凝固收缩产生的缺陷:1)缩孔产生部位:通常在铸件上部,或最后凝固的部分,呈倒锥形,内表面粗糙。
产生条件:铸件由表及里地逐层凝固,即纯金属或共晶成分的合金易产生缩孔。
影响因素:合金的液态收缩↑,凝固收缩↑→缩孔容积↑浇注温度↑→缩孔容积↑;铸件较厚→缩孔容积↑2)缩松缩松:分散在铸件某些区域内的细小孔洞,分为宏观缩松和显微缩松两种,显微缩松分布更为广泛。
形成条件:主要出现在结晶温度区间大呈糊状凝固的合金中。
3)和缩松的危害:铸件的致密性降低,降低有效的受力面积,降低有效受力面积。
4)孔和缩松的防止:a.工艺措施:设冒口,加冷铁,使铸件实现“顺序凝固”,以利“补缩”或转移缩孔和缩松至浇冒口。
b.顺序凝固-顺序凝固是指铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。
c.固态收缩从凝固终止温度到室温间的收缩。
由温度下降和相变两部分组成。
T固—T室用线收缩率表示——固态收缩产生的缺陷:产生铸造应力、变形和开裂1.铸造应力:件在凝固以后的继续冷却过程中,其固态收缩受到阻碍,铸件内部即将产生内应力。
按成因可分为3种;——收缩应力:是有铸型的机械阻碍引起的,也叫机械阻碍应力,属于零食应力。
——相变应力:铸件固态时相变产生体积变化而引起的应力。
——热应力:由于铸件的壁厚不均匀,个部分的冷却速度不同,同一时刻住家个部分收缩量不同,在相互的制约下产生的应力。
其形成的3个阶段:(10图1-8)——热应力及机械应力的危害:有残余应力的铸件,经机械加工,一段时间后,将产生变形,影响零件精度——热应力的防止:尽量减小铸件个部分的温差,改善砂型和砂芯的退让性,尽量避免出现牵制收缩的结构,去应力退火。
2.铸件的变形:(1)当铸造应力形成时,若超过合金的屈服极限低于强度极限,则产生塑性变形。
(2)铸件内残留应力引起的铸件变形,即自发地通过变形来减缓其内应力。
——铸件变形的防止:a.工艺上采用同时凝固原则,减小温差,均匀冷却;适用于收缩小或倾向于糊状凝固的合金,如灰铸铁、锡青铜等。
b.铸件壁厚尽量均匀、对称c.反变形法模样制成与变形方向正好相反的形状以抵消其变形的方法叫反变形法。
适用于细长易变形铸件。
d.时效处理时效处理是去除残余应力防止变形的有效方法。
i)自然时效,将铸件置于露天半年以上;ii)人工时效,550-650℃去应力退火。
时效处理宜放在粗加工之后,以便将铸造应力、粗加工产生应力一并消除。
3.铸件的裂纹:当铸造应力大于铸件金属的强度极限时,铸件变产生裂纹——热裂纹:是指铸件在凝固的末期的高温下产生的裂纹,他的产生倾向与合金的收缩率、高温强度、铸件结构、铸件阻力等有关。
——热裂纹的防止:①应尽量选择凝固温度范围小,热裂倾向小的合金。
②应提高铸型和型芯的退让性,以减小机械应力。
③对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制硫的含量,防止热脆性。
——冷裂纹:是在低温下形成的,长出现在铸件收拉伸的部位。
苏醒差的合金易产生冷裂纹,磷元素含量过大也已产生裂纹,壁厚差大,形状复杂,尤其是大而薄的铸件。
——冷裂纹的防止:①使铸件壁厚尽可能均匀;②采用同时凝固的原则;③对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制磷的含量,防止冷脆性。
4.变形:1)塑性变形:铸件在热应力的形成过程中产生的变形。
2)弹性变形:又残余应力的住家产生的变形。
三、机器铸造;1)概念:机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现了机械化,并组成生产流水线。
机器造型生产率高,铸型质量好,铸件质量高,适用于中小型铸件的大批量生产。
四、特种铸造:1.熔模铸造:1)概念:在易熔模样表面包覆若干层耐火材料,待其硬化干燥后,将模样熔去制成中空型壳,经浇注而获得铸件的一种成形工艺方法。
2)工艺特点:a铸件的精度和表面质量较高,公差等级可达IT11~IT13,表面粗糙度Ra值达1.6~12.5μm。
b合金种类不受限制,尤其适用于高熔点及难加工的高合金钢,如耐热合金、不锈钢、磁钢等。
c可铸出形状较复杂的铸件,如铸件上宽度大于3mm的凹槽、直径大于2mm的小孔均可直接铸出。
d生产批量不受限制,单件、成批、大量生产均可适用。
e工艺过程较复杂,生产周期长;原材料价格贵,铸件成本高;铸件不能太大、太长,否则熔模易变形,丧失原有精度。
2.压力铸造:1)概念:液态金属在高压作用下快速压入金属铸型中,并在压力下结晶,以获得铸件的成形工艺方法。
2)工艺特点:1.铸件的尺寸精度和表面质量最高。
公差等级一般为IT11~IT13级,Ra 为3.2~0.8μm。
2.铸件的强度和表面硬度高。
抗拉强度可比砂型铸造提高25~30%,但伸长率有所下降。
3.可压铸出形状复杂的薄壁件。
4.生产率高。
国产压铸机每小时可铸50~150次,最高可达500次。
5.便于采用镶嵌法。
6.压铸设备投资大,压铸型制造成本高,工艺准备时间长,不适宜单件、小批生产。
7.由于压铸型寿命的原因,目前压铸尚不适宜铸铁、钢等高熔点合金的铸造。
8.压铸件内部存在缩孔和缩松,表皮下形成许多气孔。
3.离心铸造:1)概念:离心铸造是将金属液浇入绕水平或立轴旋转的铸型中,在离心力的作用下凝固的铸造方法。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等2)工艺特点:织致密,机械性能好2、不用型芯和浇注系统,简化生产,节约金属3、金属液的充型能力强,便于流动性差的合金及薄壁铸件4、便于制造双金属结构5、铸件易产生偏析,内孔不准确且内表面粗糙4.低压铸造:1)概念:低压铸造是在0.2~0.7大气压的低压下将金属液注入型腔,并在压力下凝固成形,以获得铸件的方法。
2)工艺特点:1.浇注压力和速度便于调节,可适应不同材料的铸型。
2.铸件的气孔、夹渣等缺陷较少。
3.便于实现顺序凝固,使铸件组织致密、力学性能高。
4.由于省去了补缩冒口,使金属的利用率提高到90~98%。
5.连续铸造:1)概念:连续铸造是指将金属液连续的浇入水冷金属型(结晶器)中,连续凝固成形的方法。
2)工艺特点:①组织致密,力学性能好;②不用浇注系统,中空铸件不用型芯,降低了金属的损耗,简化了造型工序,降低了劳动强度,减少了生产占地面积;③设备比较简单,生产过程易于实现机械化、自动化;④几乎适用于各种合金;⑤但连续铸造不适于截面有变化,壁厚不均匀的铸件生产,而且铸管的质量较离心铸造差。
四、1.的铸造性能对零件结a.合理设计铸件壁厚(1)壁厚适当1.最小壁厚——定铸造工艺条件下,所能浇注出的铸件最小壁厚。
2.铸件的临界壁厚——在砂型铸造条件下,临界壁厚≈3×最小壁厚,在最小壁厚和临界壁厚之间就是适宜的铸件壁厚。
3.铸件截面形状(2)铸件壁厚应均匀、避免厚大截面(1)内壁厚应小于外壁厚b.铸件壁的连接1 .铸件的结构圆角2 .避免锐角连接3 .厚壁与薄壁间的联接要逐步过渡4 .防止铸件产生变形2.铸造工艺对零件结构的要求a.铸件外形的设计1、应利于减少和简化铸型的分型面2、凸台、筋条不应妨碍起模3、垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度4 .避免外部侧凹、凸起;5 .分型面应尽量为平直面;6 .凸台、筋条的设计应便于起模。
b.铸件的内腔的设计:1 .应尽量减少型芯的数量,避免不必要的型芯。
2 .便于型芯的固定、排气和清理。
五、砂型铸造工艺设计:p145。