材料成型工艺基础

材料成型工艺基础

1.合金的铸造型:是指合金在铸造过程中获得尺寸精度，结构完整的铸件的能力，主要包括合金的流动7板料冲压:金属板料在冲模之间受压产生分离或变形的成形工艺称为冲压。 性，收缩性，吸气性以及成分偏析倾向性等性能。 8加工硬化:随变形程度的增加，金属的强度及硬度提高，而塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。 2.合金收缩的三个阶段为:液态收缩，凝固收缩，固态收缩阶段。 9冷变形:变形温度低于再结晶温度时，金属在变形过程中只有加工硬化而无再结晶现象，变形后的金3.影响合金收缩的因素:化学成分;浇注温度;铸件结构和铸型条件。4.机械应力:是铸件的固态收缩属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。 受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力。 10热变形:变形温度在再结晶温度以上时，金属变形产生的加工硬化组织会随金属的再结晶而消失，5.按照气体的来源，气孔可以分为侵入气孔，析出气孔和反应气孔。 变形后的金属具有细而均匀的再结晶等轴晶粒组织而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形。 11最小阻尼定律:金属受外力作用发生塑性变形时，如果金属质点在几个方向上都可流动，那么，金1.炼铁的三个反应:还原反应，造渣反应和渗碳反应。 属质点就优先沿着阻力最小的方向流动，这就叫做最小阻力定律。 2.铸铁的分类:按碳存在的形态不同可分为:白口铸铁，灰铸铁及麻口铸铁;按石墨形态不同可分为:12金属材料经受压力加工而产生塑性变形的工艺性能，常用金属的锻造性来衡量。金属的锻造性好，灰铸铁，蠕墨铸铁，可锻铸铁及球墨铸铁;按金属基体不同可分为铁素体铸铁，珠光体铸铁及铁素体说明该金属宜用压力加工方法成形;金属的锻造性差，说明该金属不宜用压力加工方法成形。锻造性与珠光体混合基体铸铁;另外加入合金元素，使其具有特殊性能的铸铁称为合金铸铁。 的优劣是以金属的塑性和变形抗力来综合评定的。 3.什么是石墨化，影响石墨化的因素是什么? 13什么是塑性，影响金属铸造性的因素是什么, 石墨化:铸铁中的碳以石墨析出和聚集的过程称为石墨化。 塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。 化学成分:碳和硅。碳是石墨化元素，含碳愈多，可能析出的石墨愈多，但这种可能性还取决于硅的(1)材料性质的影响 含量。硅是强烈促进石墨化的元素。铸铁中的碳硅含量愈高，析出的石墨就愈多，愈粗大，而金属基化学成分的影响:金属的化学成分不同，其锻造性也不同。一般来说，纯金属的锻造性比合金的锻造体中的碳含量就愈少;反之，则析出的石墨就愈少，愈细小。 性好。钢中合金元素越多，合金成分越复杂，其塑性越差，变形抗力越大，锻造性就越差。 硫和锰。硫是强烈反石墨化元素，硫含量高，易促使铸铁形成白口组织。同时，硫还会造成铸铁的热金属组织的影响:金属内部的组织结构不同，其锻造性有很大差别。纯金属及固溶体的锻造性好，而脆性，是铸铁中的有害元素;锰也阻碍石墨化，具有稳定珠光体的作用，能提高铸铁的强度和硬度，碳化物的锻造性差。具有铸态柱状组织和粗晶粒金属的锻造性不如具有晶粒细小而又不均匀的组织金故是铸铁中有益元素。 属的好。 磷。磷对铸铁的石墨化影响不显著，一定量的磷有利于铸铁耐磨性的提高。但是含磷过量将提高铸铁(2)加工条件的影响 的冷脆性。 变形温度的影响:在一定的变形温度范围内，随温度升高，原子动能增加，从而，金属的塑性提高，冷却速度:冷却速度很慢时，碳原子析出很充分，并不断聚集，形成粗大的石墨片。随冷却速度的加变形抗力减少，锻造性得到明显改善。但是温度要控制在一定范围内，否则就会引起“过热”和“过烧”快，碳原子析出变得不够充分，聚集较慢，只有部分碳原子以细石墨片析出，而另一部分碳原子以渗现象，使金属塑性变差甚至丧失。 碳体析出，使铸铁基体中出现珠光体。冷却速度很大时，石墨化过程不能进行，碳原子全部以渗碳体变形速度的影响:变形温度即单位时间内的变形程度。它对金属锻造性的影响可分为两个阶段:在变析出而产生白口组织。 形速度小于a的阶段，由于变形速度的增大，回复和再结晶不能及时克服加工硬化现象，金属则表现铸铁的冷却速度主要受铸型的冷却条件及铸件壁厚的影响。 出塑性下降，变形抗力增大，锻造性变差;在变形速度大于a的阶段，金属在变形过程中，消耗于塑4.球墨铸铁对原铸铁的要求及其处理工艺。 性变形的能量有一部分转化为热能，金属温度升高，金属的塑性提高，变形抗力下降，锻造性变好。 球墨铸铁是向铁夜中加入一定量的球化剂和孕育剂，直接得到球状石墨的铸铁。(1)铁液化学成分: 球墨铸铁对原铁液化学成分的要求与一般灰铸铁基本相同，其中硫，磷对球墨铸铁危害极大，含量越选择模锻件的分模面: 低越好。要求适当提高碳含量，以保证良好的铸造性能和消除白口倾向。(2)铁液温度:出炉温度应要保证模锻件能从模膛中取出; 高于1400?，以防止球化及孕育处理操作后铁液温度过低而使铸件产生浇不到等缺陷。(3)球化和孕按选定的分模面制成锻模后，应使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安装锻模和生产中若出育处理: 现错模现象，便可及时发现并加以调整。 球化剂的作用是使石墨呈球状析出，主要用的是纯镁和稀土元素。 最好把分模面选在模膛深度最浅的位置处; 孕育剂的作用式促使石墨化，防止球化元素所造成的白口倾向。同时，通过孕育还可使石墨圆整，选定的分模面应使零件上所加的敷料最少; 细小，改善球铁的力学性能。 最好使分模面为一个平面，上下锻模的模膛深度基本一致，以便于锻模制造。 目前应用较普遍的球化处理工艺有冲入法和型内球化法。冲入法是先将球化剂放在浇包底部，然后 冲入铁液，是球化剂与铁液充分反应，在进行孕育处理;型内球化法是将球化剂和孕育剂置于浇注系冲裁变形过程的三个阶段是: 统内的反应室中，铁液流过时与之作用而产生球化效果。 弹性变形阶段:在凸模压力下，板料产生弹性压缩，拉伸和弯曲变形并向上翘首，凸，凹模的的间歇5.合金铸铁分为:耐磨铸铁，耐热铸铁，耐蚀铸铁。 越大，板料弯曲和上翘越严重。同时，凸模挤入板料上部，板料的下部则略挤入凹模孔口，但板料的 内应力未超过材料的弹性极限。塑性变形阶段:凸模继续压入，板料内的应力达到屈服点时，便开始重力作用下的铸造成形是:靠液态金属自身的重力填充型腔的成型工艺。 产生塑性变形。随凸模挤入板料深度的增大，变形区板料硬化加剧，冲裁变形力不断增大，直到刃口2.分型面:为了顺利起出模样而不致破坏型腔，一般应将砂型剖分成两个或多个部分，砂型的剖分面称附近侧面的板料由于拉应力的作用而出现微裂纹时，塑性变形阶段结束。断裂分离阶段:随凸模继续为分型面。 压入，已形成的上下微裂纹沿最大剪应力方向不断向板料内部扩展，当上下裂纹重合时，板料便被剪3.机器造型的起模方式:顶箱式起模，漏模式起模，翻转式起模。 短分离。 4.金属型铸造的特点及适用范围.

优点:? 金属型可“一型多铸”，节省了大量的造型材料和生产场地，提高了生产率，易于实现机械化1.焊接工艺的分类:(1)熔焊:电弧焊，电渣焊，电子束焊，激光焊，等离子弧焊;(2)压焊:电阻焊，和自动化生产。 ? 铸件尺寸精度和表面粗糙度(IT12,14，Ra=6.3,12.5μm)均优于砂型铸件，其摩擦焊，超声波焊，爆炸焊，扩散焊，高频焊;(3)钎焊及封粘:软钎焊，硬钎焊，封接，粘接。 加工余量可减少。? 劳动条件好。缺点:? 金属型的制造成本高，周期长，不适合单件、小批生产。 2(熔焊的三要素:合适的热源，良好的熔池保护，焊缝填充金属。 ? 不适宜铸造形状复杂、薄壁和大型铸件。? 用于铸钢等高熔点合金时，金属型寿命低，同时，还3(焊接热循环:在焊接加热和冷却过程中，焊缝及其附近的母材上某点的温度随时间变化的过程叫做易使铸铁件产生硬、脆的白口组织。金属型铸造主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批生产。如焊接热循环。 内燃机活塞、缸盖、油泵壳体、轴瓦、衬套、盘盖等中小型铸件的大批生产。5.什么是熔模铸造，其基4(焊接热影响区可分为以下几个区:(1)熔合区:熔合区中熔合有填充金属与母材金属的多种成分，本工艺过程，特点和使用范围。 组织为粗大的过热组织或淬硬组织，是焊接热影响区中性能很差的部位;(2)过热区:过热区晶粒粗熔模铸造:是液态金属在重力作用下浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳并在其中成型，从而获得精密大，塑性差，易产生过热组织，是热影响区中性能最差的部位。(3)正火区:正火区因冷却时奥氏体铸件的方法，又称为失蜡铸造。 发生重结晶而转变为珠光体和铁素体，所以晶粒细小，性能好。(4)部分相变区:部分相变区存在铁基本工艺过程:

素体和奥氏体两相，其中铁素体在高温下长大，冷却时不变，最终晶粒较粗大。而奥氏体发生重结晶(1)蜡模制造:制造压型:压型是用来压制蜡模的专用模具，常用的两种方法是:机械加工和用易熔转变为珠光体和铁素体，使晶粒细化。所以晶粒大小不均，性能较差。 合金铸造;压制蜡模;装配蜡模组:熔模铸件一般较小，为提高生产率，常将多大蜡模焊在一个浇有5(影响焊接接头性能的因素:焊剂与焊丝;焊接方法;焊接工艺参数;熔合比;焊后热处理。 蜡料的浇道棒上，构成蜡模组。(2)结壳:在蜡模组上涂挂耐火材料经几次反复浸挂涂料，撒砂，硬6(焊接应力的防止及消除措施是什么,(简答题) 化，干燥等过程，最后制成较坚固的耐火型壳。(3)脱蜡:将粘有型壳的蜡模组浸入热水中，使蜡料(1)焊缝不要密集交叉，长度也要可能短，以渐少焊接局部加热，减少焊接应力;(2)采取合理的焊熔化，上浮而脱除，便得到中空型壳。蜡料可经回收，处理后重复使用。(4)熔化和浇注:将型壳送接顺序，尽可能使焊缝自由地收缩，以减小应力;(3)采用小的线能量，多层焊，减少焊缝应力;(4)入加热炉中进行焙烧，以彻底去除型壳中的水分，残余蜡料和固化剂等。型壳从加热炉中拿出后宜趁焊前预热可以较少焊接温差;(5)当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长;(6)焊后进行消热浇注。 除应力的退火; 特点和使用范围:(1)熔模制造的优点:铸件的精度高，表面粗糙度低;可铸出形状复杂的薄壁铸件;此外，还可以用加压和振动等机械方法，利用外力使焊接接头残余应力区产生塑性变形，达到松弛残铸造合金种类不受限制，钢铁及非铁合金均可使用。(2)熔模制造的缺点:工序复杂，生产周期长;余应力的目的。 7. 原材料价格高，铸件成本高;铸件尺寸不能太大，否则蜡模易变性，丧失原有精度。(3)使用范围:产生延迟裂纹的原因是什么,(1)焊接接头的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化;综上所述，熔模铸造是一种实现少无切削加工的，先进的精密成型工艺，它最适用于高熔点，难以切(2)焊接接头氢含量较高，接头冷凝时，大量氢分子析出并聚集在焊接缺陷处，造成非常大的局部压削加工的合金钢铸件的成批，大量生产，目前主要用于航天飞行器，汽轮机，泵以及复杂刀具的生产。 力，使接头脆化;(3)存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后延迟一段时间才6.根据外力性质的不同，外力作用下的铸造成形可分为离心力作用下的离心铸造和压力作用下的压力铸出现。由于是氢所诱发的，延迟裂纹也叫氢致裂纹。

造，低压铸造和挤压铸造。 8.焊接缺陷主要有焊接裂纹，未焊透，夹渣，气孔缺陷和焊缝外观缺陷。这些缺陷减少焊缝截面，产生 应力集中，使构件承载能力和疲劳强度减低，易产生破裂甚至脆断，其中危害最大的是焊接裂纹和气1.分型面:铸件的分型面是指两半铸型(一般为上，下型)或多个铸型(多箱造型)相互接触，配合的孔。 表面。 9. 焊接变形的矫正方法:机械矫正法和火焰矫正法。 2.浇注系统:是引导金属液流入型腔的一系列通道的总称。它一般由浇口杯，直浇道，横浇道和内浇道10.无损检验包括:磁粉检验，着色检验，超声波检验，x射线和γ射线。 等基本组元所组成。 11.金属型铸造的特点和适用范围是什么,(1)金属型铸造的特点:金属型可“一型多铸”，省去了砂型3.常见浇注系统的类型:顶注式，分型面注入式，底注式，阶梯式浇注系统四类。 铸造中的配沙，造型，落纱等许多工序，节省了大量的造型材料和生产场地，提高了生产率，易于实4.内浇道与铸件型腔连接位置的选择原则。(1)应使内浇道中的金属液畅通无阻地进入型腔，不正面冲现机械化和自动化生产;铸件的尺寸精度和表面粗糙度指标均优于砂型铸件，铸件的加工余量小;劳击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部位;(2)内浇道不应妨碍铸件收缩;(3)内浇道尽量不开设在动条件好。(2)金属型铸造的缺点:金属型的制造成本高，周期长，不适合单件，小批生产;不适合铸件的重要部位;(4)内浇道应开在易于清理和打磨的地方;(5)当合金收缩较大且壁厚差别大时，制造形状复杂，薄壁和大型的铸件;用来制造高熔点铸件时，金属型寿命较短。(3)适用范围: