金属加工工艺复习资料.doc

题型：填空（20*0.5）判断（10*1）名词解释（6*3）简答（8*5）问答（18）实验分析（4）第1-2章：一、名词解释1、缩孔、缩松：液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现大而集中的孔洞，称缩孔；细小而分散的孔洞称分散性缩孔，简称为缩松2、顺序凝固和同时凝固：顺序凝固是采用各种措施保证铸件结构上各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，向冒口的方向顺序地凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格的铸件同时凝固是指采取一些技术措施，使铸件各部分温差很小，几乎同时进行凝固因各部分温差小，不易产生热应力和热裂，铸件变形小3、宏观偏析、微观偏析：宏观偏析也称为区域偏析，其成分不均匀现象表现在较大尺寸范围，主要包括正偏析和逆偏析微观偏析指微小范围内的化学成分不均匀现象，一般在一个晶粒尺寸范围左右，包括晶内偏析（枝晶偏析）和晶界偏析4、流动性、充型能力：流动性指熔融金属的流动能力,它是影响充型能力的主要因素之一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,称合金的充填铸型能力，简称合金的充型能力。

5、正偏析、逆偏析：如果是溶质的分配系数k>1的合金，固液界面的液相中溶质减少，因此愈是后来结晶的固相，溶质的浓度愈低，这种成分偏析称之为正偏析当溶质的分配系数k<1的合金进行凝固时，凝固界面上将有一部分溶质排向液相，随着温度的降低，溶质的浓度在固浓界面处的液相中逐渐增加，愈是后来结晶的固相，溶质浓度越高，这种成分偏析称之为逆偏析6、自由收缩、受阻收缩：铸件在铸型中的收缩仅受到金属表面与铸型表面之间的摩擦阻力时，为自由收缩如果铸件在铸型中的收缩受到其他阻碍，则为受阻收缩 7、析出性气孔、反应性气孔、侵入性气孔：溶解于熔融金属中的气体在冷却和凝固过程中，由于溶解度的下降而从合金中析出，当铸件表面已凝固，气泡来不及排除而保留，在铸件中形成的气孔，称析出气孔浇入铸型的熔融金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应产生的气体在铸件中形成的孔洞，称反应气孔侵入气孔是浇注过程中熔融金属和铸型之间的热作用，使砂型或型芯中的挥发物（水分、粘结剂、附加物）挥发生成以及型腔中原有的空气，在界面上超过一定临界值时，气体就会侵入金属液而未上浮逸出所形成的气孔二、填空1、按照制造前后质量变化情况，现代制造过程分类一般分为 质量不变过程， 质量减少过程， 质量增加过程。

2、机械制造技术是以 “设计”为中心的 产品 技术和以 “工艺” 为核心的 过 程技术构成的3、一般用　液态金属的流动性 来表征液态金属的充型能力，用 浇注流动性 来表征液态金属的流动性4、影响液态金属充型能力的因素有 金属的流动性 、 铸型性质 、 浇注条件 、 铸件结构 四个方面5、液态金属浇入铸型后，从浇注温度冷却到室温都经历 液态收缩 ， 凝固收缩 ， 固态收缩 三个互相关联的收缩阶段6、铸造缩孔形成的基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件由表及里逐层凝固 ，缩松形成的基本条件是金属的结晶温度范围较宽，呈体积凝固方式（也称为糊状凝固方式7、铸件实际收缩过程中受到的阻力分为 铸型表面的摩擦阻力 、 热阻力 、 机械阻力 三种8、铸造应力按形成原因不同分为 热应力 ， 相变应力 ， 机械阻碍应力 三种应力9、铸件中往往存在各种气体，其中主要是 氢气 ，其次是 氮气 和 氧气 10、铸件中可能存在的气孔有 侵入气孔 、 析出气孔 、 反应气孔 三种11、按照熔炉的特点，铸造合金的熔炼可分为 冲天炉熔炼 、 电弧炉熔炼 、 感应电炉熔炼 、 坩埚熔炼 等。

12、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由 浇口杯 ， 直浇道 ， 横浇道 ， 内浇道 组成13、砂型铸造常用的机器造型方法有 震实造型 、 微震实造型 、 高压造型 、 抛砂造型 、气冲造型 等14、铸造生产中常用的机器制芯方法有 震实 、 挤芯 、 射芯 、 吹芯 15、常用的特种铸造方法有 熔模铸造 、 金属型铸造 、 压力铸造 、 低压铸造 、离心铸造 、 实型铸造、陶瓷型铸造等三、简答题1、影响液态金属充型能力的因素有哪些？ 液态金属的充型能力主要取决于金属自身的流动能力，还受外部条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，是各种因素的综合反映2、简述砂型铸造和特种铸造的技术特点 砂型铸造的特点是：适应性广，技术灵活性大，不受零件的形状、大小、复杂程度及金属合金种类的限制，生产准备过程较简单但生产的铸件其尺寸精度较差及表面粗糙度高；铸件的内部品质也较低；在生产一些特殊零件（如管件、薄壁件）时，技术经济指标较低 特种铸造的技术特点是：铸件的尺寸精度较高，表面粗糙度低在生产一些结构特殊的铸件时，具有较高的技术经济指标，铸件生产时可不用砂或少用砂，降低了材料消耗，改善了劳动条件；生产过程易于实现机械化、自动化。

但特种铸造适应性差，生产准备工作量大，需要复杂的技术装备因此，特种铸造技术（陶瓷型铸造除外）一般适用于大批量生产3、简述铸件上冒口的作用和冒口设计必须满足的基本原则 冒口的主要作用是补缩铸件，此外还有集渣和通、排气作用 基本原则：①凝固时间应大于或等于铸件（或铸件上被补缩部分）的凝固时间；②有足够的金属液补充铸件（或铸件上被补缩部分）的收缩；③与铸件被补缩部位之间必须存在补缩通道应指出的是：在设计冒口时，应保证铸件品质，注意节约金属液、提高补缩效率4、铸造成形的浇注系统由哪几部分组成，其功能是什么？ 浇注系统主要由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成 浇注系统的主要功能：①将铸型型腔与浇包连接起来，平稳地导入液态金属；②挡渣及排除铸型型腔中的空气及其他气体；③调节铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序；④保证液态金属在最合适的时间范围内充满铸型，不使金属过度氧化，有足够的压力头，并保证金属液面在铸型型腔内有适当的上升速度等5、熔炼铸造合金应满足的主要要求有哪些？ ①熔炼出符合材质性能要求的金属液，而且化学成分的波动应尽量小；②熔化并过热金属的高温；③有充足和适时的金属液供应；④低的能耗和熔炼费用；⑤噪声和排放的污染物严格控制在法定的范围内。

6、试比较灰铸铁、铸造碳钢和铸造铝合金的铸造性能特点，哪种金属的铸造性能好？哪种金属的铸造性能差？为什么？ 灰铸铁的铸造性能优良由于灰铸铁接近共晶成分，凝固温度范围窄，铁液流动性好灰铸铁凝固过程中碳大部分以石墨形式析出，故收缩远小于铸钢与其他各类铸造合金相比，灰铸铁产生铸造缺陷的可能性最小 铸钢的铸造性能差由于熔点高，钢液易氧化和吸气，且充型后冷却速度较快，保持液态的时间较铸铁短，故流动性差，易产生冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷铸钢凝固时无石墨析出，故收缩远大于铸铁，易产生缩孔、裂纹等缺陷 铝硅合金的铸造性能好，流动性好，收缩略大于铸铁其他系列的铸造合金均远离共晶成分，凝固温度范围宽，多呈糊状凝固，流动性差，且收缩较大，难以通过补缩获得致密件，故铸造性能差此外，各类铸造铝合金均极易吸气和氧化，易产生夹杂和气孔缺陷7、为什么铸件的壁厚不能太薄，也不宜太厚，而是应尽可能厚薄均匀？ 铸件存在最小壁厚：在一定铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小壁厚为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚不应小于最小壁厚 铸件的临界壁厚：由于厚壁铸件易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析等缺陷，使铸件的力学性能下降，故对于各种铸造合金来说，均存在一个临界壁厚。

如果铸件的壁厚超过临界壁厚，则铸件的承载能力并不按比例随铸件厚度的增加而增加，而是显著下降四、分析题1、论述金属的铸造性能金属的铸造性能不好会伴生哪些铸造缺陷？ ①液态金属的充型能力：若液态金属的充型能力弱，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷；②凝固性（结晶）；③收缩性：是产生缩孔、缩松、应力、变形、热裂和冷裂等的基本原因；④吸气性：产生气孔；⑤化学成分不均匀:产生化学成分偏析2、论述铸件缩孔和缩松形成的原因和常用的防止措施 缩孔产生的基本原因是金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿缩孔形成的基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件由表及里逐层凝固缩松形成的基本原因也是金属的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩但形成缩松的基本条件是金属的结晶温度范围较宽，呈体积凝固方式（也称为糊状凝固方式）缩孔和缩松的防止：①采用顺序凝固原则，这是防止铸件中产生缩孔和缩松的基本原则为了实现顺序凝固原则，采用的技术措施主要有：合理设计内浇口位置及浇注技术；合理应用冒口、冷铁和补贴等技术措施②加压补缩：将铸型置于压力罐中，浇注后使铸件在压力下凝固，可显著消除或减轻显微缩松。

采用压力铸造、离心铸造等特种铸造方法使铸件在压力下凝固，可有效防止缩孔和缩松此外，还可采用悬浮浇注、机械振动、电磁场、离心力消除一般技术措施难于消除的缩孔和缩松3、试分析图所示铸造应力框：(1)铸造应力框凝固过程属于自由收缩还是受阻收缩? 受阻收缩(2)铸造应力框在凝固过程中将形成哪几类铸造应力? 热应力，相变应力，机械阻碍应力 (3)在凝固开始和凝固结束时铸造应力框中1、2部位应力属什么性质(拉应力、压应力)? 开始凝固，截面2处受拉，1处受压；结束凝固时，相反4)铸造应力框冷却到常温时，在1部位的C点将其锯断，AB两点间的距离L将如何变化（变长、变短、不变）？ 变长4、试分析如下图所示铸件：(1)哪些是自由收缩，哪些是受阻收缩?(2)受阻收缩的铸件形成哪一类铸造应力?(3)各部分应力属什么性质(拉应力、压应力)?左边上下为自由收缩，，其余为受阻收缩（中间上下为机械阻碍应力，右边上下为热应力）中间均为拉应力，右侧上下两个，尖端为压应力，其余为拉应力5、根据确定铸件浇注位置的一般原则，指出下图中的哪一个是合理的，并说明其理由b）正确，符合：①铸件重要表面朝下 避免气孔、砂眼、缩孔、缩松；②铸件薄部分朝下，可保证铸件易于充型，防止浇不足、冷隔（b）正确，遵循尽量减少分型面数目原则，保证铸件精度，简化造型操作第3章：一、名词解释：1、金属塑性变形、加工硬化：金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形，称为金属塑性变形。

金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，称为加工硬化（又称冷作硬化）2、自由锻、模锻、胎模锻：将加热后的金属坯料置于上下砧铁间受冲击力或压力而变形的加工方法，称为自由锻将加热后的金属坯料置于具有一定形状的锻模模膛内受冲击力或压力而变形的加工方法，称为模锻胎模锻是在自由锻造设备上使用不固定在设备上的各种称为胎模的单膛模具，直接将已加热的坯料（或用自由锻方法预锻成接近锻件形状），然后用胎模终锻成形的锻造方法3、落料、冲孔： 落料和冲孔又统称为冲裁落料和冲孔是使坯料按封闭轮廓分离这两个过程中坯料变形过程和模具结构相同，只是用途不同落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边部分是废料；冲孔则相反4、固态金属的冷变形和热变形：冷变形是指金属在进行塑性变形时的温度低于该金属的再结晶温度热变形是指金属材料在其再结晶温度以上进行的塑性变形5、板料分离和成形：分离过程是使坯料一部分相对于另一部分产生分离而得到工件或者料坯，如落料、冲孔、切断和修整等成形过程是使坯。