金属材料及加工工艺(PPT 62页)

按成型是否用模具通常分为：自由锻（如图6-5） 模锻（如图6-6）
按加工方法分为：手工锻造（图6-7 ）和机械锻造。
在现代金属装饰工艺中，常用的锻造方法是手工锻造。
图6-7为锻铜浮雕。 是手工锻造作品。式，在金属板上锻 锤出各种高低凹凸 不平的浮雕效果。
常用的铸造材料有铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等，通常根据不同的使用目的、 使用寿命和成本等方面来选用铸件材料。
图6-2为采用铸造方法生产的产品。
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
(1)砂型铸造 俗称翻砂，用砂粒制造铸型进行铸造的方法。主要工序有：制造铸
模，制造砂铸型(即砂型)，浇注金属液，落砂，清理等。砂型铸造适应 性强，几乎不受铸件形状、尺寸、重量及所用金属种类的限制，工艺 设备简单，成本低，为铸造业广泛使用。
图6—3 砂型铸造的基本工艺过程
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
(2)熔模铸造 又称失蜡铸造，为精密铸造方法之一，是常闲的铸造方法。熔模
铸造的工艺过程如图6-4所示。 ①制作母模：
母模是铸件的基本模样，用于制造压型。可根据设计方案用适当的料 制作母模。
②制作压型：压型是制造蜡模的特殊铸型可采用易熔合金、石膏或 硅橡胶制作。用硅橡胶制作压型时，将母模均匀的刷上压型常用钢或 铝合金加工而成，小批量时层硅橡胶，然后贴一层纱布，如此反复五 六次，视铸件的大小决定。外层用石膏固定，待硅橡胶模固化后，取 出母模，即翻制得硅橡胶模压型。
①金属材料几乎都是具有晶格结构的固体，由金属键结合而成。 ②金属材料是电与热的良导体。 ③金属材料表面具有金属所特有印色彩与光泽 ④金属材料具有良好的展延性。 ⑤金属可以制成金属间化合物，可以与其他金属或氢、硼、碳、氮、 氧、磷与硫等非金属元素在熔融态下形成合金，以改善金属的性能。 合金可根据添加元素的多少，分为二元合金、二元合金等。 ⑥除了贵金属之外，几乎所有金属曲化学性能都较为活泼，易于氧 化而生锈。
(4)压力铸造 简称压铸。在压铸机上，用压射活塞以较高的压力和速度将压室内 的金属液压射到模腔中，并在压力作用下使金属液迅速凝固成铸件 的铸造方法。属于精密铸造方法。铸件尺寸精确，表面光洁，组织 致密，生产效率高。适合生产小型、薄壁的复杂铸件，并能使铸件 表面获得清晰的花纹、匿案及文字等。主要用于锌、铝、镁、铜及 其合金等铸件的生产。
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
(3)金属型铸造 用金属材料制作铸型进行铸造的方法，又称永久型铸造或硬型铸造。 铸型常用铸铁、铸钢等材料制成，可反复使用，直至损耗。金属型 铸造所得铸件的表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件，且铸件的 组织结构致密，力学性能较高。适用于中小型有色金属(如铝、铜、 镁及其合金等)铸件和铸铁铸件的生产。
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
金属的成型方法可区分为铸造、塑性加工、切削加工、焊接与粉末冶金五类。
1．铸造
将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。铸 造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其他工艺方法相比，铸造成型 生产成本低，工艺灵活性大，适应性强，适合生产不同材料、形状和重量的铸 件，并适合于批量生产。但它的缺点是公差较大，容易产生内部缺陷。铸造按 铸型所用材料及浇注方式分为砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造以 及离心铸造等。
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
(5)离心铸造 将液态金属浇入沿垂直轴或水平轴旋转的铸型中，在离心力作用下
金属液附着于铸型内壁，经冷却凝固成为铸件的铸造方法。离心铸造 的铸件组织致密，力学性能好，可减少气孔、夹渣等缺陷。常用于制 造各种金属的管形或空心圆筒形铸件，也可制造其他形状的铸件。
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
⑦浇注：将型壳保持一定温度，浇注金属溶液。 ⑧脱壳：待金属液凝固后，去除型壳，切去浇口，清理毛刺，获得 所需铸件。熔模铸造尺寸精确，铸件表面光洁，无分型面，不必再加 工或少加工。熔模铸造工序较多，生产周期较长，受型壳强度限制， 铸件重量一般不超过25kg。适用于多种金属及合金的中小型、薄壁、 复杂铸件的生产。
金属材料及加工工艺
在钢、铁和合金 为代表的现代工业社会， 金属材料以其优良的力 学性能、加工性能和独 特的表面特性，成为现 代产品设计中的一大主 流材质(图6—1)。
第六章 金属材料及加工工艺
6.1金属材料的固有特性
金属材料是金属及其合金的总祢。金属的特性是由金属结合键的 性质所决定的。金属的特性表现在以下几个方面：
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
③制作蜡模：制造蜡模的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用50％ 石蜡和硬脂酸的混合料。将熔化好的蜡料倒入压型内，同时不断的翻转压型， 使蜡料均匀形成蜡模，待蜡料冷却后便可从压型中取出，修毛刺后即得蜡模。 批量生产时则将多个蜡模组装成蜡模组。使用蜡棒粘接蜡模制作浇注流道，浇 注流道要有浇注口和出口。
④制作型壳：在蜡模上均匀地刷一层耐火涂料(如水玻璃溶液)，洒一层耐火 砂，使之硬化成壳。如此反复涂三四次，便形成具有一定厚度的由耐火材料构 成的型壳(洒耐火砂先细后粗）。
⑤脱蜡：将制作好的型壳放入炉中烘烤，使蜡模熔化流出并回收，从而得到 一个中空的型壳。
⑥焙烧和造型：将型壳进行高温焙烧，以增加型壳强度。为进一步提高型壳 强度，防止浇注时型壳变形或破裂，可将型壳放在箱体中，周围用干砂填充。
第六章 金属材料及加工工艺
6.2金属材料的工艺特性 成型加工
2．金属塑性加工 (1)锻造
金属塑性加工方法之一。锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上 的模具对加热的金属坯料施力，使金属材料在不分离条件下产生塑 性变形，以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。为了使金属材 料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下进行，因此锻造也祢为热 锻。