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文檔簡介
1、第一章鑄造1鑄造:將液態(tài)金屬在重力或外力作用下充填到型腔中,待其凝固冷卻后,獲得所需形狀和 尺寸的毛坯或零件的方法。2充型:溶化合金填充鑄型的過程。3充型能力:液態(tài)合金充滿型腔,形成輪廓清晰、形狀和尺寸符合要求的優(yōu)質(zhì)鑄件的能力。4充型能力的影響因素:金屬液本身的流動能力(合金流動性)澆注條件:澆注溫度、充型壓力鑄型條件:鑄型蓄熱能力、鑄型溫度、鑄型中的氣體、鑄件結(jié)構(gòu)流動性是熔融金屬的流動能力,是液態(tài)金屬固有的屬性。5影響合金流動性的因素:(1 )合金種類:與合金的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱率、合金液的粘度等物理性能有關(guān)。(2 )化學(xué)成份:純金屬和共晶成分的合金流動性最好;(3)雜質(zhì)與含氣量:雜質(zhì)增加粘度,流動
2、性下降;含氣量少,流動性好。6. 金屬的凝固方式:1逐層凝固方式2體積凝固方式 或稱“糊狀凝固方式”。3中間凝固方式7. 收縮:液態(tài)合金在凝固和冷卻過程中,體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為合金的收縮。收縮能使鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋、變形和內(nèi)應(yīng)力等缺陷。8. 合金的收縮可分為三個階段:液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮,通常以體積收縮率表示。液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔、 縮松缺陷的基本原因。合金的固態(tài)收縮,通常用線收縮率來表示。固態(tài)收縮是鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、裂紋和變形等 缺陷的主要原因。9. 影響收縮的因素(1)化學(xué)成分:碳素鋼隨含碳量增加,凝固收縮增加,而固態(tài)收縮略減。(2)澆注溫度
3、:澆注溫度愈高,過熱度愈大,合金的液態(tài)收縮增加。(3)鑄件結(jié)構(gòu):鑄型中的鑄件冷卻時,因形狀和尺寸不同,各部分的冷卻速度不同,結(jié)果 對鑄件收縮產(chǎn)生阻礙。(4)鑄型和型芯對鑄件的收縮也產(chǎn)生機(jī)械阻力10. 縮孔及縮松:鑄件凝固結(jié)束后常常在某些部位出現(xiàn)孔洞,按照孔洞的大小和分布可分為 縮孔和縮松。大而集中的孔洞稱為縮孔,細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松??s孔的形成:主要出現(xiàn)在金屬在恒溫或很窄溫度范圍內(nèi)結(jié)晶,鑄件壁呈逐層凝固方式的 條件下??s松的形成:主要出現(xiàn)在呈糊狀凝固方式的合金中或斷面較大的鑄件壁中,是被樹枝狀 晶體分隔開的液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。合金的液態(tài)收縮和凝固收縮越大,澆注溫度越高,鑄件的壁越厚,縮
4、孔的容積就越大??s松大多分布在鑄件中心軸線處、熱節(jié)處、冒口根部、內(nèi)澆口附近或縮孔下方。11. 縮孔、縮松的防止方法: 課件版本:冒口、冷鐵和補(bǔ)貼的綜合運(yùn)用是消除縮孔、縮松的有效措施。(1)使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔的方法:1盡量選擇凝固區(qū)域較窄的合金,使合金傾向于逐層凝固;2對凝固區(qū)域較寬的合金,可采用增大凝固的溫度梯度辦法。(2)防止縮孔的方法要使鑄件在凝固過程中建立良好的補(bǔ)縮條件,可采用定向凝固原則”冷鐵:為了實(shí)現(xiàn)定向凝固,在安放冒口的同時,在鑄件上某些厚大部位增設(shè)的金屬材料 書版本:(1)按照定向凝固原則進(jìn)行凝固(2)合理地確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝(3 )合理地應(yīng)用冒口,冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施12.
5、 定向凝固原則:通過各種工藝措施,使鑄件上從遠(yuǎn)離冒口的部位到冒口部位之間建立一 個逐漸遞增的溫度梯度,從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口方向的定向凝固。13鑄造應(yīng)力分為熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。它是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。 熱應(yīng)力:鑄件在凝固和冷卻過程中,不同部位由于不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。 收縮應(yīng)力:鑄件在固態(tài)收縮時,因受鑄型,型芯,澆冒口等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。 14根據(jù)產(chǎn)生溫度的不同,裂紋可分為熱裂和冷裂兩種。1熱裂 一般是在凝固末期,高溫下的金屬強(qiáng)度很低,如果金屬的線收縮受到鑄型或型芯的阻礙,機(jī)械應(yīng)力超過該溫度下金屬的強(qiáng)度,便產(chǎn)生熱裂。特征:熱裂紋尺寸較短、縫隙較寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈嚴(yán)重
6、的氧化色。2冷裂低溫形成的裂紋為冷裂一一是鑄件冷卻到低溫處于彈性狀態(tài)時所產(chǎn)生的熱應(yīng)力 和收縮應(yīng)力總和,如果大于該溫度下合金的強(qiáng)度,則產(chǎn)生冷裂。特征:表面光滑,具有金屬光澤或呈微氧化色,貫穿整個晶粒,常呈圓滑曲線或直線狀。15鑄件中氣孔按產(chǎn)生的原因和氣體來源不同,大致分為三類:侵入氣孔,析出氣孔,反應(yīng)氣孔。16熔模鑄造(失蠟鑄造):用易熔材料如蠟料制成模樣,在模樣上包覆若干層耐火涂料,制 成形殼,解出模樣后經(jīng)高溫焙燒即可饒注的鑄造方法稱熔模鑄造。熔模鑄造的工藝過程1.制造蠟?zāi)2.制造型殼T3.熔化蠟?zāi)#撓灒㏕4.型殼的焙燒T5.澆注T6.脫 殼和清理17.金屬型鑄造:將液體金屬在重力作用下澆
7、入金屬鑄型而獲得鑄件的方法。鑄型用金屬制成,可以反復(fù)使用幾百次到幾千次。故稱為“永久型鑄型”。18 壓力鑄造:熔融金屬在高壓下高速充型,并在壓力下凝固的鑄造方法稱為壓力鑄造,簡 稱壓鑄。19.離心鑄造:是將熔融金屬澆入繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型,在離心力作用下,凝固 成形的鑄件的軸線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄造方法。20 澆注位置的選擇原則:1鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面2鑄件的大平面應(yīng)朝下3面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或垂直,傾斜位置4對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件,應(yīng)將厚大部分放在分型面附近的上部或側(cè)面5應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量,且便于安放、固定和排氣21. 鑄型分型面的選擇原則:1便于起模,使造
8、型工藝簡化1為便于起模,分型面應(yīng)選在最大截面處2避免不必要的活塊和型芯3盡量使分型面平直4盡量減少分型面2. 盡量將鑄件重要加工面或大部分加工面,加工基準(zhǔn)面放在同一個砂箱中3使型腔和主要芯位于下箱,便于下芯,合型和檢查型腔尺寸22.起模斜度: 為了使模樣(或型芯)易于從砂型(或芯盒)中取出,凡垂直于分型面的立 壁,制造模樣時必須留出一定的傾斜度,此傾斜度稱為起模斜度。鑄造工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)工藝性看書第二章鍛造1. 鍛壓:在外力作用下金屬材料通過塑性變形,獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件 或毛坯的加工方法。它又稱為塑性成形。它是鍛造和沖壓成形的總稱。2.金屬塑性成形在工業(yè)生產(chǎn)中稱為壓力加工,分
9、為:自由鍛、模鍛、板料沖壓、擠壓、拉拔、 軋制等。3 壓力加工的特點(diǎn):(1 )改善金屬的組織、提高力學(xué)性能(2 )材料的利用率高(3)較高的生產(chǎn)率(4 )毛坯或零件的精度較高缺點(diǎn):不能加工脆性材料(如鑄鐵)和形狀特別復(fù)雜(特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜)或體積特別大 的零件或毛坯。4. 鍛造:是在加壓設(shè)備及工(模)具作用下,使坯料、鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形,以 獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。由于金屬塑性和變形抗力方面的要求,鍛造通常是在高溫(再結(jié)晶溫度以上)下成形的,因此也稱為金屬熱變形或熱鍛。5. 沖壓:是板料在沖壓設(shè)備及模具作用下,通過塑性變形產(chǎn)生分離或成形而獲得制件的加工 方法。
10、主要用于加工板料。沖壓通常是在再結(jié)晶溫度以下完成變形的,因而也稱為冷沖壓。6. 沖壓基本工序:分離工序:沖裁(落了和沖孔)剪切,切邊,切口,剖切等; 成形(變形)工序:彎曲,拉深,翻邊,成形,旋壓等。7. 塑性:是指金屬材料在外力作用下能穩(wěn)定地改變自己的形狀和尺寸而個質(zhì)點(diǎn)間的聯(lián)系不被 破壞的性能。8. 變形抗力:塑性加工時,作用在工具表面單位面積上變形力的大小稱為變形抗力。塑性反映材料塑性變形的能力,變形抗力表示塑性變形的難易程度。9.可鍛性:金屬材料經(jīng)受壓力加工的難易程度。 它是用金屬材料的塑性與變形抗力來衡量的。 塑性愈大與變形抗力愈小,材料的可鍛性愈好。10. 可鍛性的影響因素:(1 )
11、化學(xué)成分 (2)內(nèi)部組織(3)變形溫度 (4)變形速度 (5)應(yīng)力狀態(tài)11. 過熱:加熱溫度過高,會使晶粒急劇長大,導(dǎo)致金屬塑性減小,塑性成形性能下降,這 種現(xiàn)象稱為過熱”。12.過燒:如果加熱溫度接近熔點(diǎn),會使晶界氧化甚至熔化,導(dǎo)致金屬的塑性變形能力完全消失,這種現(xiàn)象稱為“過燒”,坯料如果過燒將報廢。13自由鍛:利用沖擊力或壓力,使金屬在上、下砧鐵之間,產(chǎn)生塑性變形而獲得所需形狀、 尺寸以及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的一種加工方法。14 自由鍛分類:手工鍛造和機(jī)器鍛造兩種。15.自由鍛工序:基本工序、輔助工序和修整工序?;竟ば颍虹叴?、拔長和沖孔。16 模鍛:模型鍛造是在鍛壓機(jī)器動力作用下,使坯料在鍛模模
12、膛內(nèi)被迫塑性流成形,從而獲得與模膛形狀相符的鍛件,簡稱模鍛。與自由鍛相比,模鍛具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)生產(chǎn)效率較高。模鍛時,金屬的變形在模膛內(nèi)進(jìn)行,故能較快獲得所需形狀。(2)能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件,并可使金屬流線分布更為合理,提高零件的使用壽命。(3)模鍛件的尺寸較精確,表面質(zhì)量較好,加工余量較小。(4)節(jié)省金屬材料,減少切削加工工作量。在批量足夠的條件下,能降低零件成本。(5)模鍛操作簡單,勞動強(qiáng)度低。模鍛適合于小型鍛件的大批大量生產(chǎn),不適合單件小批量生產(chǎn)以及中、大型鍛件的生產(chǎn)。17.胎模鍛:是在自由鍛設(shè)備上采用不與上、下砧相接的活動模具成型的方法稱為胎模鍛。它 是介于自由鍛與模鍛之間的鍛造工藝
13、方法。胎模鍛與自由鍛相比,可獲得形狀較復(fù)雜、尺寸較為精確的鍛件,節(jié)省了金屬,提高了生產(chǎn)率。與模鍛相比,可利用自由鍛設(shè)備組織各類鍛件生產(chǎn),胎模制造較簡便。但胎模鍛件的尺寸精度低于錘上模鍛;另外,勞動生產(chǎn)率、模具壽命等方面均低于模鍛。胎模鍛適用于中小批生產(chǎn),它在沒有模鍛設(shè)備的工廠應(yīng)用較為普遍。18胎模按照結(jié)構(gòu)型式不同可分為:(1)摔模(2)拼分套模(3)切邊模(4)彎曲模19沖裁的分離過程三個階段:1)彈性變形階段 2)塑性變形階段 3)斷裂分離階段鍛造溫度設(shè)計(jì),看書 P79第三章焊接1焊接:通過加熱或加壓,或兩者并用,并且用或不用填充材料,使焊件達(dá)到原子(分子) 間結(jié)合的一種加工方法。2熔焊(熔
14、化焊):利用電能、化學(xué)能等熱源,將待焊處局部母材加熱至熔化(不加壓),冷卻結(jié)晶后熔為一體形成焊縫的方法。屬于液相焊接。3壓焊:焊接過程需對焊件加壓(加熱或不加熱)以完成焊接的方法。加壓使焊件接頭處發(fā)生塑變,兩界面接近至原子間可作用到的距離,達(dá)到原子間接合,形成兩焊件連成一體的接頭。加熱為了焊件接頭更易產(chǎn)生塑變。特適于異種材料的連接材料連接。4釬焊: 采用熔點(diǎn)低于被焊金屬的釬料(填充金屬)熔化之后,填充接頭間隙,并與被焊金屬相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接。釬焊過程中被焊工件不熔化,且一般沒有塑性變形。5焊接電?。菏怯珊附与娫垂┙o的,是具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間,在氣體介質(zhì) 產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。
15、電弧實(shí)質(zhì)是一種氣體放電。6電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)三部分組成:1) 陰極區(qū):電子發(fā)射區(qū),熱量約占36%,平均溫度 2400K;2) 陽極區(qū):受電子轟擊區(qū)域,熱量約占43%,平均溫度 2600K ;3) 弧柱區(qū):陰、陽兩極間區(qū)域,幾乎等于電弧長度,熱量21%,弧柱中心溫度可達(dá)60008000K。焊接接頭組織與性能,看書P917焊接性是金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性,主要指在一定的焊接工藝條件下,獲得優(yōu)質(zhì)焊接 接頭的難易程度。8碳當(dāng)量法:在粗略估計(jì)碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性能時,把鋼中的合金元素(包括碳) 的含量按其對焊接性影響程度換算成碳的相當(dāng)含量,其總和叫碳當(dāng)量。其計(jì)算公式如下:WMnWcr
16、WM。WVWW CE = Wc- - -65焊接應(yīng)力與變形原因,基本形式,防止與矯正,書 9焊接應(yīng)力與變形的危害焊接應(yīng)力:1 )增加結(jié)構(gòu)工作時的應(yīng)力,降低承載能力;2)引起焊接裂紋,甚至脆斷;3)促使產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋;4)殘余應(yīng)力衰減會產(chǎn)生變形,引起形狀、尺寸不穩(wěn)定。焊接變形:1)使工件形狀尺寸不合要求;2 )影響組裝質(zhì)量;3 )矯正焊接變形很費(fèi)工時,增加成本,降低接頭塑性;4)使結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生變化,并產(chǎn)生附加應(yīng)力,降低承載能力。10埋弧焊:是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法,其電弧的引燃、焊條送進(jìn)和電弧移動 都采用機(jī)械來完成。11. 氣體保護(hù)焊是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧區(qū)的熔滴和熔池及
17、焊縫的電弧焊。 常用保護(hù)氣體有惰性氣體(氬氣、氦氣和混合氣體)和活性氣體(二氧化碳?xì)猓﹥煞N,分別 成為惰性氣體保護(hù)焊和 CO2 焊。12. 堆焊:為增大或恢復(fù)焊件尺寸,或使焊件表面獲得具有特殊性能的熔敷金屬而進(jìn)行的焊 接。有振動電弧堆焊、等離子弧堆焊、氣體保護(hù)堆焊和電渣堆焊等。13. 電阻焊是利用電流通過焊接接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱,把焊件加熱到塑性 或局部熔化狀態(tài),再在電極壓力作用下形成接頭的一種焊接方法。電阻焊可分為點(diǎn)焊、縫焊、對焊。14. 釬焊按釬料熔點(diǎn)可分為:軟釬焊:釬料熔點(diǎn)低于 450C,常用錫-鉛及鋅基釬料,松香、氯化鋅溶液作釬劑 硬釬焊:釬料熔點(diǎn)高于 450C,常用鋁基,銅基和銀基釬料,硼砂、硼酸、氯化物、氟 化物組成釬劑。15. 釬劑能除去氧化膜和油污等雜質(zhì),保護(hù)母材接觸面和釬料不受氧化,并增加釬料濕潤性 和毛細(xì)流動性。16 硬釬焊廣泛應(yīng)用于制造硬質(zhì)合金刀具,鉆探探頭,換熱器,自行車車架,導(dǎo)管,容器, 濾網(wǎng)等。17.軟釬焊主要應(yīng)用于儀表,電真空器件,電機(jī),電器部件及導(dǎo)線等的焊接。18焊縫形式:對接焊縫、角焊縫和塞焊縫等。19焊接形式
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