材料成形工艺基础.ppt

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1、材料成形工艺基础Lesson1铸造工艺基础Lesson2铸造工艺及方法Lesson3铸件结构工艺性Lesson4自由锻Lesson5模锻Lesson6焊接原理与方法Lesson7可焊性与焊件结构工艺性Lesson8特种加工Lesson1铸造工艺基础液态合金的充型铸件的凝固收缩铸造内应力，变形和裂纹铸件中的气孔铸件的质量控制铸造的特点可以生产出形状复杂的零件，特别是具有复杂内腔的零件。适应性广。成本低。铸件的尺寸和形状与零件非常接近。可以减少切削加工量。缺点：工序多，质量不易控制，内部组织缺陷多，力学性能

2、低。液态合金的充型液态合金填充铸型的过程，简称充型。充型能力液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。影响充型能力的因素1、合金的流动性2、浇注条件3、铸型填充能力充型能力不强，则易产生浇不足、冷隔等。概念合金的充型能力之一合金的流动性合金的流动性是指熔融合金的流动能力。流动性好，充型能力强，便于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。合金的流动性与合金的化学成份有关。Fe-C合金的流动性与状态图的关系在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分和金属间化合物的地方出现最大值，而

3、最大结晶温度范围附近出现最小值。流动动性的测定流动性实验合金的充型能力之二浇注条件浇注温度浇注温度越高，充型能力越好。但温度过高。会出现其他铸造缺陷。充型压力压力越大，充型能力越好。合金的充型能力之三铸型填充条件铸型的蓄热能力散热越快的铸型，充型能力越差。铸型温度金属型铸造和熔模铸造时，铸型温度越高，充型能力越好。铸型中气体铸型中的气体压力增大，液态合金的流动困难，充型能力差。铸件的凝固方式之一逐层凝固纯金属和共晶成份的合金，结晶温度是一固定值。凝固过程由表面向中心逐步进行温度表层中心固液铸件的凝固方式

4、之二糊状凝固结晶温度范围很宽的合金，从铸件的表面至心部都是固液两相混存。温度表层中心固液铸件的凝固方式之三中间凝固大多数合金属于这种方式。温度表层中心固液凝固方式与铸件质量的关系：逐层凝固有利于充型，可防止缩孔和缩松。影响铸件凝固方式的因素合金的结晶温度结晶温度范围越小，糊状凝固区越小。铸件的温度梯度温度梯度越大，糊状凝固区越小。合金的性质铸型的蓄热能力浇注温度铸造合金的收缩铸造合金从浇注，凝固直到至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象，称为收缩。收缩是铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形的根源。液态收

5、缩凝固收缩固态收缩合金种类含碳量（%）浇注温度液态收缩凝固收缩固态收缩总收缩（%）铸造碳钢0.3516101.637.812.46白口铸铁3.0014002.44.25.4~6.312~12.9灰口铸铁3.5014003.50.13.3~4.26.9~7.8铸件中的缩孔与缩松缩孔和缩松的形成液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积的得不到补足，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞缩孔它是集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞缩松分散在铸件某区域内的细小孔洞，称为缩松顺序凝固原则（定向

6、凝固）所谓顺序凝固，就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。实现顺序凝固的措施。合理设计冒口和安放冷铁。铸件上可能产生缩孔或缩松的部位凝固等温线法内切圆法等温线未画到的部位内切圆大的部位可能产生缩孔或缩松铸造内应力内应力的形成热应力它是由于铸件的壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。薄壁处受压应力，厚壁处受拉应力。机械应力它是合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的内

7、应力。同时凝固原则尽量减少铸件各处的温度差，使铸件不同壁厚各处在同一时间内凝固。浇口开在薄壁处，在厚壁处安放冷铁，力求使铸件各处同时冷却。同时凝固原则与顺序凝固原则对比铸件的变形铸件冷却到室温后，热应力保留在铸件中残余应力薄壁处受压力，厚壁处受拉力变形防止变形的措施设计铸件时尽可能壁厚均匀，形状对称。采取同时凝固。设计“反变形”量。时效处理：有内应力的铸件在加工前置于露天半年以上，或550~650ºC去应力退火。铸件的裂纹与防止热裂热裂是铸件在高温下产生的裂纹。其形状特征是：裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝

8、内呈氧化色。合金性质铸造合金的结晶特点和化学成分对热裂的产生均有明显的影响铸型阻力铸型(包括型芯)的退让性对热力的形成有重要影响。冷裂冷裂是在低温下行成的裂纹。其形状特征是:裂纹细小，呈连续直线状，有时缝内呈轻微氧化色。铸件中的气孔气孔的来源1、侵入气孔侵入气孔是由于砂型表面层聚集的气体侵入金属液中而形成的。2、析出气孔溶解于金属液中的气体在冷凝过程中，因气体溶解度下降而析出，在铸件中形成的气孔。3、反应气孔浇入铸型中的金属液与铸型材料、型