金属工艺复习5

1.原砂、黏结剂、附加物混制而成型砂2..型砂：原砂、黏结剂，和附加物经混制而形成型砂3.砂型：型砂由外力作用下成形并达到一定的紧实度或密度而成为砂型2.砂型区域划分：D干砂区M水分饱和凝聚区U水分未饱和凝聚区C正常区3.石英砂的优缺点4.夹砂结疤形成机理：由于砂型内外层温度不同而使砂型的各层膨胀不同，当表面烘干层膨胀受阻时就形成较大的热压应力。在这种情况下干砂区和水分饱和凝聚区将产生相对的滑移趋势，当水分饱和凝聚区的抗拉强度低时，干砂区就会凸起导致分层，严重时凸起就会破裂，当金属液流入层间孔隙而形成夹砂缺陷，如果金属液将凸起的砂层冲断，在砂层折断部位就会形成结疤缺陷5.砂眼：铸件表面或内部充塞着型砂的空洞，成为砂眼也称砂孔产生原因：合箱时未将型腔内的散落砂清理干净，或合箱后运输过程中发生掉砂，或浇注过程中由于金属液的冲击和冲刷使砂型破坏产生的冲杀，这些砂块在金属液凝固钱未浮到冒口或积砂孔内6.型壁移动：在浇筑国过程中，型壁在液态金属压力的作用下发生位移7.粘砂21页8.铸件表面合金化的方法：表面孕育法铸渗法金属涂覆铸造法9.附加物作用目的：使型砂具有特定的性能，并改善铸件表面质量（煤粉、渣油、淀粉）10.连铸工艺：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等结晶器作用：（1）在尽可能高的拉速下保证铸坯出结晶器时形成需要的形状并有一定的坯壳厚度，形成铸坯的完整外形，而且抵抗钢水静压力不垃漏（2）结晶器内坯壳的生长要均匀稳定（3）结晶器的结构、振动、保护渣状态等，对铸坯的表面质量有决定性的影响电磁铸造基本原理：感应器通以交流电金属型成型工艺概念：将液态金属浇注到金属材质的铸型中，并在重力的作用下凝固成形，以获得铸件的一种铸造方法。砂型：有颗粒状的耐火材料组成的松软多空隙的型体，有良好的透气性和退让性，较差的导热性和激冷能力。金属型：用金属材料制成的坚固密实的型体，优良的导热性和激冷能力不具有透气性和退让性负压实型铸造工艺：是利用物理手段是型料紧固成形的一种造型工艺特点：优点：（1）铸件的形状尺寸准确，重复性好，具备精密铸造铸件的特点，可以减少机械加工余量(2)不用型芯，不用合箱，不取模，时造型工艺大大简化，并消除了由制芯、取模、合箱等操作引起的缺陷（3）由于采用无粘结剂、无水分、无任何附加物的干砂，根除了由水分附加物和粘结剂引起的各种缺陷；并使处理系统大大简化，取消了混砂工序，落砂极易实现，落砂工作量及劳动强度降低（4）铸件表面质量主要去决议模样的表面质量，而在原料选用合适、工艺参数合理、模具表面粗糙度细的情况下，可获得表面质量很好的模样和铸件（5）由于不分型，铸件无飞边毛刺，降低工作量（6）改善工作条件，，降低对技术熟练程度的要求（7）操作简便（8）投资少，见效快缺点：（1）制作塑料模的模具设计及生产周期长，成本高（2）尺寸大的较易变形，须采取适当的措施工艺要素：（1）在泡沫塑料模样的外表面涂刷一层特殊的耐火涂料，这是负压实型铸造获得光洁铸件的关键环节（2）采用振动力来紧实无粘结剂的型砂，提高型料在模样四周的紧实度（3）从砂箱的测面、地面或顶部抽真空，以获得坚固的铸型，消除气化后产生的烟雾。1常用挤压方法普通正挤压，实心材挤压，空心材挤压；侧向挤压；静液挤压；连续挤压1挤压方法优缺点：金属在挤压变形区中处于强烈的三向挤压应力状态，因此挤压加工有利于发挥金属的塑性使其获得更大的变形量；产品范围广；生产灵活性大；制品综合质量高；缺点：材料的废料损失大；生产效率较低；制品组织性能不均匀；工模具消耗大。1根据挤压式金属的流动特点，挤压分为填充挤压阶段基本挤压阶段终了挤压阶段（紊流阶段）。1影响挤压时金属流动的因素：挤压方法；材料的种类；制品的尺寸形状；挤压工业参数；工模具的形状尺寸；润滑条件。1产生挤压制品组织不均匀性因素：摩擦的影响；挤压温度和挤压速度；合金相变的影响；1粗晶环：挤压制品组织的不均匀性还体现在某些金属或合金在挤压中或随后的热处理过程中，在其外层出现粗大经理组织，通常称之为粗晶环；分两类：第一，挤压过程中即出现粗晶环；第二，粗晶环在挤压后的热处理时形成。1挤压制品组织的不均匀性：也其他热加工方法相比较挤压制品组织的特点是在其断面与长度方向上晶粒的尺寸都不均匀。1层状组织：特征是在制品折断后呈现出与木质相似的端口，分层的端口凸凹不平，分层的方向与挤压轴线平行，继续进行塑性加工和热处理无法消除这种组织。产生层状组织的原因：由于在配料组织中存在大量的微笑气孔缩孔或者在晶界上分布着未被溶解的第二相及杂质，他们在挤压式被拉长，层状组织一般出现在挤压制品的前端，挤压后期由于变形程度大且出现紊流层状组织部明显。1挤压制品的缺陷及防治措施：1挤压裂纹：措施：在表面质量允许的情况下采用润滑剂呀和用锥模挤压减少不均匀变性；采取合理的温度速度规程，使金属在变形区中有较高的塑性一般挤压温度较高时应适当降低挤压速度；挤压温度较低时则可加大挤压速度；增加变形区的基本应力值如加长模子工作带的长度，增大挤压比降低锭胚的加热温度以及采用带反压力的挤压等2挤压缩尾（分为中心缩尾环形缩尾皮下缩尾）措施：留压余；脱皮挤压；机械加工坯锭表面；控制工艺条件；3，气泡与起皮4，扭拧弯曲和波浪1挤压力：挤压轴通过垫片作用在被挤压锭坯上迫使金属从模孔流出来的压力1影响及压力的因素：挤压温度的影响，坯料长度的影响；变形程度的影响；挤压速度的影响；模角的影响；摩擦的影响1挤压工艺参数的确定：挤压温度，挤压速度，润滑条件，锭坯尺寸。1拉拔的概念：在外加拉力的作用下，使金属坯料通过模孔，从而获得相应形状和尺寸制品的塑性加工方法。1拉拔的分类：按拉拔制品的断面形状分为实心材拉拔和空心材拉拔。1实心材拉拔包括：棒材、型材及线材拉拔；空心材拉拔分为圆管和异型管材拉拔方法：空拉，长芯杆拉拔，固定芯头拉拔，游动芯头拉拔，扩径拉拔1拉拔特点：拉拔制品尺寸精确；拉拔制品力学性能高；拉拔生产的工具和设备简单；道次变形量和两次退火间的总变形量收到限制、1拉拔后金属的组织性能：金属在拔制过程中外形和尺寸发生变化，其内部的晶粒尺寸也相应地发生了变化即晶粒在拉拔方向上拉长，冷拔变形还使材料内部产生大量的缺陷，使原子在晶格中偏离其平衡位置，即晶格发生畸变1金属拉拔后的性能变化：加工硬化；导电性，导热性磁性等变化1残余应力的危害及消除：有残余应力的拉拔制品的力学性能如疲劳性能会降低。另外，放置或使用过程中，制品的尺寸和形状有可能会发生改变；消除：减少不均匀变形；矫直加工；低温退火1拉拔制品主要缺陷：实心材的缺陷：中心裂纹；表面裂纹;管材制品的主要缺陷：偏心；皱折；1下料：锻造材料在锻造前需按锻件大小和锻造工艺将原材分割成具有一定尺寸的单个坯料。用钢锭锻造时一般用自由锻开坯并切成单个坯料；但用轧材、挤材和锻坯时，一般在锻工车间下料工段完成下料。常用方法有剪切法，锯切法砂轮切割法，冷折法，气割法，车削法和剁断法1锻前加热：目的是提高金属的塑性，降低变形抗力，使其易于流动成形并获得良好的断后组织。根据加热时所用热源不同，分为火焰加热和电加热两种。1锻造温度范围：指开始锻造温度（始锻温度）和结束锻造温度（终锻温度）之间的温度区间。确定锻造温度范围的基本原则：在锻造温度范围内金属应具有良好的塑性和较低的变形抗力；能锻出优质锻件；锻造温度范围尽可能宽，以减少加热火次，提高锻造生产率。锻造温度范围确定的基本方法：以合金平衡相图为基础，参考塑性图，变形抗力图和再结晶图，综合分析定出始锻温度和终锻温度。1锻后冷却：指结束锻造后从终锻温度冷却到室温的过程，是锻造生产的重要环节。根据锻后冷却速度分为：在空气中冷却，在坑中冷却，在炉中冷却1镦粗：是使坯料高度减小而横截面增大的锻造工序。1拔长：使坯料横截面减小而长度增加的成型工序。1冲孔：采用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序，分为实心冲子冲孔，空心冲子冲孔和垫环上冲孔1扩孔：是减少空心坯料壁厚而增加其内外径的锻造工序，用以锻造各种环形锻件。模膛类型：模锻时上下模块构成的模膛可分为模锻模膛和制坯模膛两大类模锻模膛分为终锻模膛和与锻模膛模膛，制坯模膛可分为拔长模膛滚压模膛弯曲模膛切锻模膛模锻件工艺性分析：设计锻件时，应根据模锻特点和工艺要求使锻件结构符合下列要求以利于生产和降低成本：锻件必须具有一个合理的分模面，以保证取件和制模的顺利；只在零件上有与其他工件配合的表面上留有加工余量，其他非配合面一律不留机械加工余量；设计零件的外形力求简单，最好是平直与对称，截面相差不宜过于悬殊，应避免薄壁高筋凸起等不利于成形的结构在允许的条件下尽量避免带有深孔或多孔结构，孔径小雨30mm或大于直径的2倍者均难以锻出；对于形状复杂的大型零件，应尽量采用锻焊联合结构，以减少敷料简化模锻工艺1冲压加工的分类：由于冲压加工的零件形状尺寸和精度要求不同，批量和原材料性能不同在生产中采用的冲压方法也是多种多样的，分为分离工序和成形工序；1分离工序：目的是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定轮廓线互相分离且冲压件分离断面质量满足一定的要求，又可以分为剪切冲裁和整修等1成形工序目的是使毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化成所需要的成品形状同时也满足尺寸精度要求，可分为弯曲拉深成形及特种成形工艺1冲裁：利用模具使板料生产分离的冲压工序1冲裁变形机理：p262,+冲裁变形分为三个阶段，第一阶段：弹性变形阶段，凸模接触材料，使材料受压产生弹性压缩拉伸和弯曲变形；第二阶段：塑性变形，当凸模继续压入，材料内的应力状态满足塑性变形条件时产生塑性变形，在塑性剪切变形的同时还有弯曲和拉伸变形，冲裁弯曲形力不断增大，直到刃口附近的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时冲裁变形力达到最大值；第三阶段：断裂分离阶段，当凸模不断地继续压入，凸模刃口附近应力达到破坏应力时先后在凹模凸模刃口侧面产生裂纹然后沿最大剪应力方向向材料内层发展，使材料最后分离。1降低冲裁力的方法：热冲：热冲可以降低抗剪强度，从而降低冲裁力。因为一般刚才加热后产生氧化铁皮，故此种方法只适用于厚板或者工件表面及精度要求不高的制件；斜刃口模具冲裁；阶梯形凸模。1弯曲：将平板型钢或管材等弯成具有一定角度曲率和形状的工序叫做弯曲。1影响弹复的因素：材料的力学性能；相对弯曲半径r\t；弯曲角；弯曲方式；工件的形状1减少弹复的措施：改进弯曲件的局部结构和选用合适材料；补偿法；校正法；拉弯法1拉深：利用冲裁后得到的平板坯料通过模具变形成为开口空心零件的冲压工艺方法1拉深件的起皱与防止措施：拉深过程中如果板坯相对厚度较小，在圆筒形拉深件的凸缘部分由于切向压应力过大，很可能因失稳而发生起皱现象；1.不均匀变形理论的内容：（1）沿轧件断面高度方向上的变形、应力和流速分布都是不均匀的（2）在几何变形区内，在轧件和轧辊的接触面上，不但有相对滑动，而且还有黏着，所谓黏着系指轧件和轧辊间无相对滑动（3）变形不但发生在几何变形区内，而且也发生在几何变形区外，其变形分布都是不均匀的。这样就把轧制变形区分成变形过渡区、前滑区、后滑区、黏着区（4）在黏着去内有一个临界面，在这个面上金属的流动速度分布均匀，并且处于该处轧辊的水平速度。2.改善咬入条件的途径：凡是能提高β角的和降低α角的一切因素都有利于咬入降低α：（1）增加轧辊直径D（2）减小压下量提高β：（1）改变轧件或轧辊的表面状态（2）清除炉生氧化铁皮（3）合理地调节轧制速度3.自由宽展：坯料在轧制过程中，被压下的金属体积其金属质点在横向移动时，具有沿垂直于轧制方向朝两侧自由移动的可能性，此时金属流动除受接触摩擦的影响外，不受其他任何的阻碍和限制，如孔型侧壁、立辊等，结果明确的表现出轧件宽度上线尺寸的增加限制宽展：坯料在轧制过程中，金属质点横向移动时，除收接触摩擦影响外，还受孔型侧壁的限制作用，因而破坏可自由流动条件，此时产生的宽展称为限制宽展强迫宽展：坯料在轧制过程中，金属质点横向移动时，不仅不受任何