先进制造技术实验报告.doc

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1、实验一材料成形技术机械工程材料种类很多，主要包括金属材料、非金属材料和复合材料。金属材料又包括钢铁材料和非铁金属材料。由于金属材料来源丰富，性能优良，在现代工业、农业、国防以及口常生活屮得到广泛应用，所以是最重要的机械工程材料，约占各种机械产品所用材料的90%以上。金属的力学性能是指金属材料抵抗各种外加载荷的能力，其屮包括:弹性和刚度、强度、報性、硬度、冲击韧度、断裂韧度及疲劳强度等，它们是衡量材料性能极其重要的指标。金属材料的物理、化学性能，1、物理性能：密度、外观、导热性能、光学性能、磁性能、电性能、超导

2、性能、形状记忆性能等，如电镀金利用金的外观、飞机用铝合金利用密度、电热器用铜制作利用导热导电、永磁材料利用磁性能等等2、化学性能：耐热性、耐蚀性、耐晒性、催化特性、感光特性等，不锈钢利用耐蚀性、高温合金利用耐热性等等。金属成形的原理利用金属的熔融/延展/可塑性使其形成我们需要的各种不同的现状。金属材料成形的方式有：铸造锻压焊接铸造指熔炼金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝I古I后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法。到进入20世纪之后，铸造的发展速度特别快，它的重要因素之一是产詁技术的进步

3、，要求铸件各种机械物理性能就更好，同时还具有良好的机械加工性能；另一•个原因是机械工业本身和其他工业就如化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。就如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，也给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发明，还可以帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。①铸型（让液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可以分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可以分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响着

4、铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化和浇注，铸造金属（铸造合金）主要是有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。不过近年来，随着铸造技术的迅速发展，制件的质量和性能已大大提高，应用越来越广泛。铸造适于制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的零件或毛坯’尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件。铸造是现代工业的基础，铸件在机械产品屮占有很大的比例。压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通

5、过模具对坯料施加压力，使Z产生報性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。锻压的特点思锻压可以改变金属纽•织，提高金属性能。铸锭经过热锻压示，原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合；原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布，使纟R织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件。锻件经热锻变形后，金属是纤维组织；经冷锻变形后，金属晶体呈有序性连接成形是将若干个构件连接为一体的成形方法，按连接的机理不同，可分为焊接、胶接和机械连接等三大类。1.焊接即通过

6、加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。根据焊接过程的特点不同，可将焊接方法分为熔焊、床焊、钎焊等三大类。焊接省工省料、效率高，适于焊接的材料广泛，H前己基本取代钏接成为金属连接成形的主要方法。但焊接部位可能产生气孔、裂纹等焊接缺陷,焊件上常存在焊接应力和焊接变形，某些高熔点金属、活泼金属及界种材料焊接尚有一定困难。焊接不仅是传统制造领域的基木加工手段之一，而且在微电子工业、表面工程、新材料工程屮也发挥着独特的作用。2.胶接又称为粘接，是用胶粘剂将被粘物表而连接在一起的方法。胶

7、接工艺简便、生产效率高、成本低，在工业生产屮应用越来越广泛。材料组织强度适用范围铸造组织疏松，晶粒较人受制于工艺、材料的限制，一般比塑性成形差外形较复杂零件锻压组织致密，晶粒细小力学性能好力学性能要求较高的零件连接成形不改变零件组织连接强度可靠拆装频繁的部件金属热处理金属热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺，热处理只改变金属材料的组织和性能，而不能改变其形状和大小，这是与铸造、锻造、焊接、切削加工等工艺的不同Z处。经过适半热处理，可改善或提高金展材料的力学

8、性能与工艺性能，故热处理是挖掘金属材料潜力的重要手段。钢的普通热处理1.退火即工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。其H的是降低破度，提高塑性、韧性，以利压力加工或切削加工；细化晶粒、改善组织、提高力学性能；消除内应力以减少工件变形并为以后的热处理作准备。按退火FI的和加热温度的不同，讨将退火分为完全退火、球化退火和去应力退火等。(1)完全退火：即将工件完全奥氏体化后缓慢冷却，