材料成型基础大纲

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1、材料成型基础考试知识点(模具塑工)1、液态金属的结构液态金属是由许多“原子集团”组成,其中原子呈与原固体“显微晶体”类似的规则排列。热运动剧烈,原子集团时散时聚,空位较多。可将液态金属的结构总结为:“近程有序,远程无序”+“能量起伏、结构起伏、成分起伏”。液态金属结构特点1)液态金属是由游动的原子集团构成。2)液态金属中的原子热运动强烈,原子所具有的能量各不相同,且瞬息万变,这种原子间能量的不均匀性,成为能量起伏。3)由于液态原子处于能量起伏之中,原子团是时聚时散,时大时小,此起彼伏的,成为结构起伏。4)对于多元

2、素液态金属而言,同一种元素在不同原子团中的分布量不同,也随着原子的热运动瞬息万变,这种现象称为成分起伏。2、液态金属的充形能力和流动性1)充形能力:液态金属充满型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。2)流动性:液态金属本身的流动能力。影响充形能力的因素:液态金属的流动性(金属)、铸型、浇筑条件、铸件结构。3、铸件的凝固方式金属或合金在铸型中凝固时,可以分为三个典型的区域:1)液相区2)固液两相区3)固相区三种凝固方式:逐层凝固、体积凝固、中间凝固1)逐层凝固:铸件凝固过程中,液体和固体之前有明显的界限分开,液

3、体向固体转变。固体逐层加厚,这种方式称为逐层凝固。(纯金属是典型的逐层凝固)2)体积凝固:宽结晶温度范围的合金在凝固过程中,液体和固体之前的凝固区域很宽,甚至贯穿铸件的整个断面,这种方式称为体积凝固。3)中间凝固:介于上两者之前的凝固方式。影响凝固方式的因素:1)结晶温度范围的影响:结晶温度范围增加,凝固由逐层凝固向体积凝固发展;结晶范围范围剑侠,凝固由体积凝固向逐层凝固发展。2)温度梯度的影响:温度梯度增加,凝固向逐层凝固发展;温度梯度减小,凝固向体积凝固发展。4、铸造合金的收缩铸造合金从液态冷却到室温的过程中

4、,其体积和尺寸缩减的现象称为收缩,他主要包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。1)液态收缩:金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。2)凝固收缩:熔融金属在凝固阶段的体积收缩。液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的基本原因。3)固态收缩:金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大,是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。5、缩孔及缩松1)缩孔:由于合金的收缩,在最后凝固部位出现的体积大而集中的孔洞称为缩孔。2)缩松:由于合金的收缩,在最后凝固部位出现的细小而分散的孔洞

5、称为缩松。缩孔、缩松的防止措施1)冒口、补贴和冷铁的应用2)加压补缩6、铸件的热裂和冷裂1)热裂在凝固结束阶段(高温段),在铸件中产生的裂纹称为热裂。%1热裂是铸件生产中最常见的铸造缺陷之一。%1裂纹沿晶粒边界发生和扩展,外形曲折而不规律,表面有氧化的颜色。%1热裂分为外裂和内裂热裂的形状特征:裂纹短,缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化色。2)冷裂冷裂是铸件处于弹性状态,即在低温时,当应力大于抗拉强度时,形成冷裂。%1冷裂表面光滑,具有金属光泽或轻微氧化色。%1冷裂常出现在铸件受拉伸的部位,尤其是应力集中的地方。%1冷

6、裂纹常常穿过晶界,外形规则。冷裂的形状特征:裂纹细小,呈连续直线状,缝内有金属光泽或轻微氧化色。7、偏析在铸造条件下,想要获得成分完全均匀的铸件(锭)几乎是不可能的,这种化学成分的不均匀现象称为偏析。偏析分为微观偏析和宏观偏析。1)微观偏析%1胞状偏析%1晶界偏析%1枝晶偏析2)宏观偏析宏观偏析不是在晶粒尺度上的偏析,而是在整个铸件的宏观尺度上发生的成分不均匀现象。8、气孔及气孔的形成1)气孔的分类:析出性气孔与反应性气孔2)气体在金属液中以三种方式存在:固浚、形成化合物和气泡(气孔)。9、铸件凝固的三种典型组织

7、1)表面细晶区:当液体金属浇入铸型型腔时,铸件表面温度较低,铸件凝固的温度梯度较大,有利于液态金属原子集团的形核与长大,形成表面细晶区。2)柱状晶区:表面细晶区形成以后,型腔表面温度升高,只有垂直于型壁方向的温度梯度较大,便于液态金属原子的形核与长大,垂直于型壁方向生成柱状晶区。3)内部等轴晶区:表面细晶区和柱状晶区形成以后,铸件内部温度梯度变小,液态金属原子沿各方向自由生长,形成晶粒粗大的等轴晶区。10、砂型铸造:用型砂紧实成型的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法。11、型砂:按一定比例配

8、合的造型材料,经过混制成符合造型,造芯要求的混合料。组成型砂的基本物质:原砂、粘结剂、水和附加物混制而成。12、铸造工艺对铸件结构的要求1)铸件外形应便于取出模型%1避免外侧侧凹%1应尽量使分型面平直%1改进妨碍起模的凸台,凸缘和肋条的结构。2)应使铸件尽可能不用或少用型芯,并有利于型芯的固定和排气3)铸件要有结构斜度13、合金的铸造性对铸件结构的要求1)铸件应有合理的壁

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