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1、北京科技大学 机械工程学院 小学期实习资料1激光熔覆 亦称激光包覆或激光熔敷，是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。工艺设备原理熔覆工艺：激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同
2、步送料。预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理-预置熔覆材料-预热-激光熔化-后热处理。同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理-送料激光熔化-后热处理。按工艺流程，与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。激光器工作原理：激光熔覆成套设备组成：激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台等。激光器的选用：应用广泛的有CO2激光器，固体激光器。CO2激光器特点1.功率高。2.效率高。3.光束质量高。固体激光器(光纤激光器、碟片激光器、二极管激光器）优点：(1) 转换效率高：(2) 性能可靠、寿命长：(3) 输出光束质量好：（4）速度快、深
3、度大、无变形、熔覆层无夹渣、熔池细腻无气孔。（5）可以在室温或者特殊的条件下进行工作，比如激光经过磁场之后光束不会发生偏转吗，在真空情况下都能够进行使用，通过玻璃和透明的材料进行熔覆。（6）可进行薄壁激光熔覆，基体无变形。但如果熔覆的材料，包括粉末和母材，为高反射材料，则光纤激光器、二极管激光器由于其自身设计的特点，就显得不太适合了，而碟片激光器则比较适合焊接（包括熔覆）、切割反射率比较高的材料。2消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新
4、型铸造方法。特点 铸件精度高消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5m；铸件尺寸精度可达IT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工间。设计灵活为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。无传统铸造中的砂芯因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。清洁生产 型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,
5、旧砂回收率95%以上。降低投资和生产成本 减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。缺点和局限性 并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。1.铸件的批量 批量越大,经济效益越可观。2.铸件材质 其适用性好与差的顺序大致是:灰铸铁-非铁合金-普通碳素钢-球墨铸铁-低碳钢和合金钢;通过必要的准备以不致使工艺实验、调试周期过长。3.铸件大小 主要考虑相应设备的使用范围（如振实台，砂箱）。4.铸件结构 铸件结构越复杂就越能体现消失模铸造工艺的优越性和经济效益,对于结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入生产。
6、工艺流程1、制作泡塑气化模具（手工、机械）；2、泡塑气化模具组合后烘干；3、泡塑气化模具表面刷、喷耐火涂料后再次烘干（一定干透）；4、将特制砂箱置于三维振实台上；5、填入低砂（干砂）振实、刮平；6、将烘干的泡塑气化模具放于底砂上，按工艺要求分成填砂，自动振实一定时间后刮平箱口；7、用塑料薄膜覆盖砂箱口，放上浇口杯，接负压系统。紧实后进行钢液浇铸，泡塑气化模具消失，金属液取代其位置；8、铸件冷凝后释放真空并翻箱，取出铸件，进行下一个循环。主要优点1铸件尺寸形状精确，重复性好，具有精密铸造的特点；2铸件的表面光洁度高；3取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品；4不合箱、不取
7、模，大大简化了造型工艺，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品；5采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品；6大大简化了砂处理系统，型砂可全部重复使用，取消了型砂制备工部和废砂处理工部；7落砂极其容易，大大降低了落砂的工作量和劳动强度；8铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少50%以上；9可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷；10负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩，提高了铸件的组织致密度；11组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率；12减少了加工裕量，降低了机加工成
8、本；13易于实现机械化自动流水线生产，生产线弹性大，可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产；14可以取消拔模斜度；15使用的金属模具寿命可达10万次以上，降低了模具的维护费用；16减少了粉尘、烟尘和噪音污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度，以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业；17简化了工艺操作，对工人的技术熟练程度要求大大降低；18零件的形状不受传统的铸造工艺的限制，解放了机械设计工作者，使其根据零件的使用性能，可以自由地设计最理想的铸件形状；19可减轻铸件重量；20降低了生产成本；21简化了工厂设计，固定资产投资可减少3040%，占地面积和建筑面积可减
9、少3050%，动力消耗可减少1020%；22消失模铸造工艺应用广泛，不仅适用于铸钢、铸铁，更适用于铸铜、铸铝等；23消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件，更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件；24消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注，促进特殊要求的金相组织的 形成，有利于提高铸件的内在质量；25在干砂中组合浇注，脱砂容易，温度同步，因此可以利用余热进行热处理。特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理，效果非常理想，能够节约大量能源，缩短了加工周期；26利用消失模铸造工艺，可以根据熔化能力，完成任意大小的铸件。27. 消失模铸造适合群铸，干砂埋型脱砂容易，在
10、某些材质的铸件还可以根据用途进行余热处理。3水切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。 分类：以加沙情况来分：无沙切割和加沙切割。以设备来分：大型水切割和小型水切割。以压力来分：高压型和低压型，一般以100Mp为界限。100Mp以上为高压型，100Mp以下为低压型。而200MP以上为超高压型。以技术原理来分：前混式和后混式。以安全切割来分：安全切割类和非安全切割类，区别主要在水压上面，100Mp以下低压型水切割可应用于特种行业如：危化、石油、煤矿、危险物处
11、理等方面。 特点：1、 数控成型各种复杂图案；2、 属冷切割、不产生热变形或热效应；3、 环保无污染、不产生有毒气体及粉尘；4、 可加工各种高硬度的材料，如：玻璃、陶瓷、不锈钢等，或比较柔软的材料，如：皮革、橡胶、纸尿布等；5、 是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段；6、 切口光滑、无熔渣，无需二次加工；7、 可一次完成钻孔、切割、成型工作；8、 生产成本低；9、 自动化程度高；10、24 小时连续工作。 特点优势：1、 可切割范围广：可以切割绝大部分材料，如：金属，大理石，玻璃 等等。2、 切割质量好：平滑的切口，不会产生粗糙的，有毛刺的边缘。3、 无热加工：因为它是采用水和磨料切割
12、，在加工过程中不会产生热（或产生极少热量），这种效果对被热影响的材料是非常理想的。如：钛。4、 环保性：这种机器采用水和沙切割，这种沙在加工过程中不会产生毒气，可直接排出，较环保。5、 无需更换刀具 你不需要更换切割机装置，一个喷嘴就可以加工不同类型的材料和形状，节约成本和时间。6、 减少毛刺 ：采用磨料砂的水刀切割，切口只有较少的毛刺7、 编程迅速： 程序主要是由CAD制图软件生成，你可以在layout中随意设计线图，或输入从其他软件中生成的DXF文件，另外，机器支持第三方软件，如nesting嵌套排版软件（用于把图形在工件中添满，能最大限度地减少工件损耗） 8、 快速的编程：可以把其他软件
13、生成的程序调入机器，它能够从CAD建立起刀具路径，并能把刀头的精确定位和切割速度在超过2,000点/英寸（800点/cm）计算出来，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交给机器去完成9、 与其他设备组合，可以进行分别操作：水切割机可和其他的加工设备组配（如钻削头），充分利用其性能，优化材料利用程度.10、 减少调整次数：对工件只需要很小的侧压就能固定好，减少复杂的装夹带来的麻烦.11、 无切割方向之限制 可完成各种不同的切割形状。12、 所产生横向及纵向的作用力极小 可降低设定时间及使用夹治具的成本。13、 用同一种机器即可完成钻孔及切割功能 可降低制程时间及切割成本。14、 不
14、会产生热效应或变形或细微的裂缝 不需二次加工，可节省时间及制造成本。15、 不会产生具毒性的气体 可为操作人员提供更好的工作环境。16、 不会产生毛边 可缩短工件制造所需时间及制造成本。17、 切口细 可减少大量废弃材料的产生，节省直接制造成本。18、 一次即可完成工件之切割且拥有良好的切边品质 可降低制程时间及成本。19、 依设计及工件材质的不同来作弹性的调整 可缩短从接单至成品产出的时间，提升您的产能，为您的企业带来更多的商机。4火焰切割（Flame Cutting）是钢板粗加工的一种常用方式。分类 割炬切割割炬又称火焰枪。采用的燃气不同，构造也不同。常用的是氧一乙炔火焰枪。乙炔压力为0.
15、01012MPa，氧气压力为0.50l.0MPa。两种气体分别通过各自的通路在火焰枪内混合燃烧，喷出的火焰大小和性质可调节人工手持火焰枪进行切割，通常用于大管坯和板坯轧后的切断或用于钢材矫直后去除缺陷的补充切割。 切割机切割 由工作原理类似于火焰枪的切割炬、定尺机构和切缝清理装置组成。定尺机构有机械式、脉冲式和光电式，可以实现自动定尺。切缝清理装置专门清理切缝I口粘附的残渣，以防影响轧制时钢材的表面质量。清理方法有用刮刀刮掉粘渣的，也有用一组高速旋转的尖角锤头打掉粘渣和毛刺的。火焰切割机多作为连铸机后钢坯的在线切割设备，切割大断面方坯、板坯及大管坯，还用来切割厚度大于50mm的成品钢板。影响因素火焰割受诸多因素的影响，但影响切割质量及切割过程的主要因素有以下几个方面：1、氧气纯度的影响 在气割过程中氧气纯度对切割速度、氧气耗量及切割质量的影响反比较大的。氧气纯度降低，切割速度变慢，金属在氧
