材料成型加工

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1、材料成型加工一、液态成形：将液态金属浇入与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得毛坯或零件的工艺方法。(-)基础1、铸件凝固逐层凝固：凝同过程屮，外层同体与内层液体间有一条清楚的分界线，不存在液、固相(纯全雇、井品型合全)中间凝固：凝宙过程中,不存在固体层,整个凝固区均液、固并存。(结晶温度范围宽的合金)糊状凝固：介于逐层凝固和糊状凝固Z间的凝固方式。(大多数金属)总结：合金的结品温度范围越小，凝同区越窄，越倾向于逐层凝怖过冷度越大，凝固区越宽，越倾向于糊状凝固2、充型能力液体金属充满型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能

2、力。影响因素：合金液体的流动性、铸型条件、浇注条件、铸件结构。流动性：指熔融合金自身的流动能力。影响流动性的因素：合金的种类及结晶特点、合金结晶潜热和晶粒形状、合金的物理性质。3、收缩性阶段：液态收缩：发生在液态，从浇注温度到凝同开始温度的阶段。凝固收缩：发生在凝固阶段，从凝固开始至终止的阶段。固态收缩：发生在固态，从凝固终止温度到室温。缩孔及形成过程：人而集中的孔洞。金属液逐层凝固，在铸件上中部最后凝固部位形成倒锥形缩孔。缩松及形成过程：小而分散的孔洞。金屈液糊状凝同，在铸件轴心部和缩孔下方形成细小分散缩孔。影响缩孔、缩松大小的因素及防止

3、措施：因素：铸造合金的液态收缩愈大，则缩孔形成的倾向愈人；合金的结晶温度范围愈宽，凝固收缩愈大，则缩松形成的倾向愈大。■tk%>(1)、调整化学成分；(2)、降低浇注温度和减慢浇注速度；(3)、壇加铸型的激冷能力；(4)、增加在凝固过程中的补缩能力；(5)、对于灰口铸铁可促进凝固期间的石墨化；(6)、通过控制铸件凝固方式，使之符合定向凝固原则、同时凝固原则和均衡凝固原则;(7)、选用近共晶成分或结晶温度范围窄的合金；(8)、加大铸件冷速，使液固两相区截面变窄；(9)、加大结品压力，破碎枝品，减少金屈液的流动阻力。定向、同时、均衡凝固：顺序凝

4、固(定向凝固)：冒口补缩，控制铸件的凝固顺序，使铸件的冒口处最后凝固。同时凝固：使铸件各部位冷却速度相近，将收缩分解到铸件的各个部位。均衡凝固：铸铁液态冷却时要产生体积收缩，凝固时析出石墨乂产体积膨胀。4、铸造应力产生原因：铸件在凝固以后的冷却过程中，由于温度下降而产生收缩，冇些合金还会发生固态相变而引起膨胀或收缩，这些都使铸件的体积和长度发生变化，若这些变化受到阻碍，便会在铸件屮产生应力。分类：热应力：铸件在凝固冷却过程屮，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。相变应力：铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变化而引起的应力。收缩应力：铸

5、件固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、箱带等外力的阻碍而产生的应力。减小和消除铸造应力的方法和措施减小：采取各种措施减小铸件冷却过程屮各部分的温差，以及改善铸型和型芯的退让性。(1)、工艺上才去冒口、冷铁配合使用，加快厚大部分的冷却，尽量让铸件形成同时凝固；在满足使用要求的前捉下，减小铸件的壁厚差，分散或减小热节；捉高铸型温度，以减小各部分温差。(2)、控制合适的型、芯紧实度，加入退让性比较好的材料，铸件提早打箱或松砂，以减小收缩时的阻力。(3)、在满足铸件使用性能的前提卜，选择弹性模量E和收缩系数a小的铸造合金。消除：(1)、人工时效：

6、将铸件重新加热到合金的临街温度以上，即使铸件处于嫂形状态的温度范围。在此温度下保温一定时间，使铸件各部分的温度均匀，让应力充分消失，然后随炉缓慢冷却以免重新形成新的应力。(2)、自然时效：将具冇残余应力的铸件露天放置数个月乃至一年，随着长时间及自然温度的变化，使铸件发生非常缓慢的变形，从而使剩余应力消除。(3)、振动吋效：将铸件在共振条件下振动l(P60niin,以达到消除剩余应力的目的。5、铸件变形形成过程：由于铸造应力的缘故，处于应力状态下的铸件能够自发地发生变形以减少内应力而趋于稳定状态，快冷部分凸起，慢冷部分凹下。(1)、减小铸造内

7、应力或形成平衡内应力；(2)、采用反变形法，按铸件可能产生变形的反方向做出反变形模样，铸件变形正好与反变形量抵消；(3)、设防变形拉筋，消除应力退火后再去掉；(4)、在切削加工前进行去应力退火热处理。6、铸件裂纹分类：热裂纹(外裂纹；内裂纹)；冷裂纹。产生原因：热裂纹：一般认为是在凝固末期，固相线附近出现的。此时，由于铸件中结晶的骨架已经形成并开始收缩，但晶粒间还有一定量的液相存在，且这吋铸件强度和塑性极低，收缩稍受阻碍即可开裂。冷裂纹：铸件处于弹性状态时，铸造应力超过合金的强度极限时而产生的。往往出现在铸件受拉伸的部位，特别是应力集中处。

8、因此，铸件产生冷裂纹的倾向与铸件形成应力的大小密切相关。影响因素：热裂纹：71)、合金凝同温度范围宽和结品时形成粗大树枝品易产生热裂，凡是扩大合金凝固温度范围和加大合金绝对收缩量