材料成形技术基础知识点总结(word文档物超所值).doc

材料成形技术基础第一章1-1一、铸造的实质、特点与应用铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法1、 铸造的实质利用了液体的流动形成2、 铸造的特点A 适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制） ；B 成本低C 工序多，质量不稳定，废品率高D 力学性能较同样材料的锻件差力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀3、 铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚二、铸造工艺基础1、 铸件的凝固（1）铸造合金的结晶 结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程它由晶核的形成和长大两部分组成通常情况下，铸件的结晶有如下特点：A 以非均质形核为主B 以枝状晶方式生长为主结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等2）铸件的凝固方式逐渐的凝固方式有三种类型： A 逐层凝固 B 糊状凝固 C 中间凝固2、 合金的铸造性能（ 1）流动性 合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。

它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手：A 选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好；B 提高浇注温度，延长金属流动时间；C 提高充填能力D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力 2）收缩性A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式） ，就把缩孔转移到最后凝固的部位—— 冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断面，发达的枝状晶彼此相互交错而把尚未结晶的金属液分割成许多小而分散的封闭区域，当该区域内的金属液凝固时，收缩得不到外来金属液的补偿，而形成了分散的小缩孔，即缩松。

这类合金即采用顺序凝固加冒口的措施也无法彻底消除缩松缺陷因此，对于气密性要求不高，而要求内应力小的场合可采用同时凝固措施来满足要求B 铸件内应力主要是由于铸件在固态下的收缩受阻而英气的这些阻碍包括机械阻碍和热阻碍热应力与铸件结构有关壁厚不均铸件，冷却过程中各部分冷速不一，薄壁部分有趣冷速快，率先从塑性变形阶段进入弹性变形阶段，此时，由于厚壁部分仍处于塑性变形收缩时，由于这两部分为一整体，厚壁部分的弹性收缩必然收到薄壁部分对它的拉应力，而薄壁部分则收到相反的力 —— 压应力，因此，必须尽力那个使铸件壁厚均匀，避免金属局部积聚，以减小热应力铸件的内应力将导致铸件变形，甚至开裂1-2 铸造方法铸造按工艺方法分为砂型铸造和特种铸造砂型铸造1、砂型铸造的 特点 :（ 1）生产周期短，产品成本低；（ 2）产品批量、大小不受限制；（ 3）劳动强度大，劳动条件较差；（ 4）铸件质量不稳定，易产生缺陷常用砂型 主要特点及适用范围铸型种类铸型特征主要特点适用范围湿砂型以粘土做粘结剂，不生产周期短、效率高，单件或批量生产，尤经烘干可直接进行浇易于实现机械化、自其是大批量生产广注的砂型动化，设备投资和能泛用于铝合金、镁合耗低；但铸型强度低、金和铸铁件发气量大，易于产生铸造缺陷干砂型经过烘干的高粘土含铸型强度和透气性较单件、小批生产质量量的砂型高，发气量小，故铸要求较高，结构复杂造缺陷较少；但生产的中、大型铸件周期长，设备投资较大，能耗较高，且难于实现机械化和自动化湿砂型以粘土做粘结剂，不生产周期短、效率高，单件或批量生产，尤经烘干可直接进行浇易于实现机械化、自其是大批量生产。

广注的砂型动化，设备投资和能泛用于铝合金、镁合耗低；但铸型强度低、金和铸铁件发气量大，易于产生铸造缺陷适用各种批量、大小铸件用于有两个分型面的单件、小批量生产用于小型铸件用于生产批量小的大中型铸件干砂型 经过烘干的高粘土含 铸型强度和透气性较 单件、小批生产质量量的砂型 高，发气量小，故铸 要求较高，结构复杂造缺陷较少；但生产 的中、大型铸件周期长，设备投资较大，能耗较高，且难于实现机械化和自动化2、常用的造型方法按使用的工具不同，分为手工造型和机器造型 1）手工造型：指全部用手工或手动工具完成的造型工序1）特点：操作灵活，适应性强，成本低，生产准备时间短，铸件质量差，劳动强度大，生产率低2）应用：单件、小批量生产，各种大、小型铸件3）手工造型分类按砂箱特征分两箱造型三箱造型脱箱造型地坑造型（ 2）机器造型指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型工序1 ）特点：①提高了生产率，铸件尺寸精度较高；②节约金属，降低成本；③改善了劳动条件；④设备投资较大2）应用：成批、大量生产各类铸件3）机械造型方法①震压造型：先震击紧实，再用较低的比压（ 0.15 － 0.4MPa ）压实紧实效果好，噪音大，生产率不够高。

②微震压实造型：对型砂压实的同时进行微震紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大③高压造型：用较高的比压（ 0.7 － 1.5MPa）紧实型砂紧实度高，噪音小，灰尘少，生产率高，但设备造价高④抛砂造型：利用离心力抛出型砂，完成填砂和紧实紧实度均匀，噪音小；但生产率低特种铸造一 . 特种铸造：是指与砂型铸造有显著区别的一些铸造方法例如：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造和连续铸造等二 . 特点：（ 1）不用砂或少用砂，改善了劳动条件，减轻了劳动强度 2）铸件精度较高、性能较好 3）生产率高，工艺简单 4）成本高，生产周期长，在工艺上和应用上各有一定的局限性三．分类：1、金属型铸造（ 1）金属型铸造 : 将金属液浇入金属铸型获得铸件的方法 2）特点 :1）铸件力学性能比砂型铸件高2）铸件精度和表面质量好3）可节约金属，生产率较高4）不用砂或少用砂，改善了劳动条件5）铸件成本高，易产生浇不足、开裂等缺陷6）铸造工艺要求严格 3）应用：主要用于有色金属件的大批量生产例如：铝活塞、汽缸体等 4）金属型的结构 :1 ）整体型； 2 ）水平分型；3 ）垂直分型； 4）综合分型。

5）工艺特点：1 ）金属型要预热2 ）喷刷涂料3 ）及时开型取件2. 压力铸造（ 1）压力铸造：指熔融金属在高压下快速压入型腔，并在压力下结晶，获得铸件的方法 2）应用：主要用于大量生产非铁合金中、小型铸件铝合金、锌合金等）例如：汽缸体、化油器、离合器等 3）压力铸造的特点1）铸件尺寸精度高，表面质量好；2）铸件力学性能好；3）可压铸形状复杂的薄壁铸件；4）可嵌铸其它材料，节省贵重材料；5）生产率高，易于实现机械化和自动化；6）铸件料质受限制；7）设备投资大，不宜小批量生产；8）压铸件不能进行大余量的机械加工和热处理压铸件易产生小气孔）3. 低压铸造（ 1）低压铸造：将合金液在压力下由铸型底部注入型腔，并在压力（ 60－150kPa）下结晶，获得铸件的方法2）应用：铝、镁合金中、小型件的成批大量生产例如：汽缸体、缸盖、活塞等 3）低压铸造的特点1）充型压力和速度便于控制；2）铸件组织致密，力学性能高；3）铸件形状可较复杂，精度较高；4）金属利用率高，一般在 90%以上；5）但升液管寿命较短，生产率低于压力铸造4. 离心铸造（ 1）离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，在离心力的作用下凝固成铸件的方法。

2）应用：主要用于大批量生产空心回转体铸件例如：铸铁管、汽缸套、铜套等 3）离心铸造的特点1）简化了套筒、管类铸件的生产过程；2）离心铸件力学性能高，缺陷较少；3）可生产流动性较差的薄壁及双金属铸件；4）铸件的形状和尺寸受限制；5）内表面粗糙，易产生偏析；6）设备投资大，不宜单件、小批量生产5. 熔模铸造（1）熔模铸造：即用易熔材料制成模样，用造型材料将其包覆，制成型壳，熔出模样，经高温焙烧，浇注获得铸件的方法2）熔模铸造的特点1 ）铸件精度和表面质量较高2）可以铸造形状复杂的薄壁铸件3）生产批量不受限制4）原材料价格贵，铸件成本高5）工艺过程繁杂，生产周期长6）铸件尺寸不能太大，质量一般小于 25Kg 3）应用：各种铸造合金，特别适于高熔点、难加工合金的小型铸件的成批、大量生产1-3 铸造工艺设计铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图样和标注符号，编制工艺卡和工艺规范等一、铸件浇注位置和分型面的选择1、浇注位置的选择1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2）铸件宽大平面应朝下3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置4）易形成缩孔的铸件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面，便于安放冒口，使铸件自下而上定向凝固5）应尽量减少型芯的数量，且便于安放、固定和排气2、铸型分型面的选择1）便于起膜，使造型工艺简化2）尽量将铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在同一个砂箱中3）使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和检查型腔尺寸。