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1、铸造铸造：指熔炼金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的金 属零件和毛坯成形方法。铸造分为砂型铸造和特种铸造 铸造的优点：铸造的优点：1 工艺适应性强 2 工业所用的合金大部分都可以铸造 3 铸造的材料来源广泛价格低廉， 设备投资好 铸造的缺点：铸造的缺点：1 易出现缩孔，缩松，浇不到等缺陷 2 浇筑出的铸件往往组织疏松，晶粒粗大 3 力学 性能比不及塑性成形件 金属液的充型能力金属液的充型能力：金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 （缺陷：浇不到、 冷隔） 流动性流动性与金属的成分、杂质含量及物理性能有关。液态合金的流动性可以用在规定铸造条
2、件下流动 性式样的长度来衡量 热裂热裂：铸件在凝固后期或凝固后在较高的温度下产生的裂纹 冷裂冷裂：铸件在凝固后在较低的温度下产生的裂纹 铸型温度铸型温度:温度越高,金属的冷却速度就越慢,保持业态的时间就越长,有利于提高充型能力 热应力热应力:铸件在凝固或冷却的过程中哦不同部位因为温差造成的不均匀收缩而引起的铸造应力 影响收缩的因素：金属的化学成分、浇注温度、浇筑条件影响收缩的因素：金属的化学成分、浇注温度、浇筑条件 收缩应力收缩应力:逐渐在固态收缩时,因铸型,型芯等阻碍收缩而引起的铸造应力 合金成分合金成分是影响合金流动性的主要因素。 合金的质量热熔合金的质量热熔是单位质量物质升高单位温度的热
3、熔。 铸型的蓄热系数铸型的蓄热系数即铸型从其中的金属液吸收并储存热量的能力。 充型压力充型压力即金属液充型时在流动方向上所受到的压力。充型压力越大，金属的流动性越好。如可以 提高直浇道的高度增大充型压力。 金属收缩的阶段金属收缩的阶段：（1）液态收缩；（2）凝固收缩；（3）固态收缩。 缩孔缩孔：即铸件在凝固过程中，由于收缩不良而产生的孔洞，常出现在铸件最后凝固的部位。(液态收 缩和凝固收缩是导致缩孔的根本原因) 缩松缩松：即铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。主要是由于凝固温度范围较宽引起 缩孔缩松的防止缩孔缩松的防止：（1）采用顺序凝固原则(为的是为的是实现向冒口方向的顺序凝固,依次补缩,从而
4、 将缺陷大部分引至冒口处,同时在铸件热节处可设置冷铁)；（2）加压补缩。 灰铸铁、球墨铸铁、铸钢的铸造性能对比：灰铸铁、球墨铸铁、铸钢的铸造性能对比： 灰铸铁灰铸铁：铸造性能优良，由于灰铸铁接近共晶成分，凝固温度范围狭窄，故铁液的流动性好，由于 灰铸铁凝固时碳大部分以石墨的形式析出，组织金属液的进一步收缩，故收缩性远小于铸钢工艺 简便，采用同时凝固的原则，无需设置冒口和冷铁，应用最广。 球墨铸铁球墨铸铁：铸造性能介于灰铸铁与铸钢之间。因为凝固温度范围较宽，且球化处理时易氧化与硫化， 故流动性较差，易产生缩孔缩松等缺陷，生产球墨铸铁铸件时需要设置冒口与冷铁采用顺序凝固的 原则 铸钢铸钢：铸钢的铸
5、造性能最差，碳含量较低，流动性较差，收缩较大，浇铸易产生缩孔缩松等缺陷 铸造应力铸造应力：即铸件在凝固和冷却过程中受阻收缩、热作用和相变等因素引起的内应力。分为收缩应 力和热应力。 减小和消除热应力方法减小和消除热应力方法：a、合理设计铸件结构(圆角过渡,减少热节,壁厚均匀)；b、采用同时凝固原 则；c、去应力退火(去除残余应力)。 铸件变形铸件变形：一般受拉部分（厚部）内凹，受压部分（薄部）凸出，产生挠曲变形。防止措施：（1） 减小和消除铸造应力；（2）反变形法。 缩孔与缩松有何区别？各易出现于何类合金铸件中？为什么缩松难以消除？缩孔与缩松有何区别？各易出现于何类合金铸件中？为什么缩松难以消
6、除？ 1：i 广义的缩孔包括缩松 ii 缩孔常出现于铸件最后凝固的部位，而缩松则通常出现在铸件的轴线 附近和热节部位 iii 缩孔可直接观测，缩松一般需要通过高倍的放大镜才能观察到 2，缩孔常出现在纯金属，共晶合金，凝固温度范围窄的合金，凝固时成逐层凝固的方式，缩松 则经常出现于凝固温度范围宽的合金 3 因为缩松的缺陷大多出现在铸件断面上细小而分散的缩孔，显微缩松则更需要高倍放大镜才能 够观察，故难以消除。 铸造工艺性：铸造工艺性：一、一、合金的铸造性能对零件结构的要求合金的铸造性能对零件结构的要求 1、壁厚：壁厚：i 壁厚应适当壁厚应适当 ii 壁厚应均匀壁厚应均匀 iii 内壁厚度应小于外
7、壁内壁厚度应小于外壁 2、铸件的连接：铸件的连接：i 转角处应用圆角过渡转角处应用圆角过渡 ii 避免臂交叉和锐角连接避免臂交叉和锐角连接 iii 避免壁厚突变避免壁厚突变 3、防止逐渐变形防止逐渐变形 4、避免较大的水平面避免较大的水平面 5、减小轮形铸件的应力减小轮形铸件的应力 二、二、铸造的公艺性对零件结构的要求铸造的公艺性对零件结构的要求 1、铸件外形：铸件外形：i 应利于减少和简化铸型的分型面应利于减少和简化铸型的分型面 ii 侧凹和凸台不应妨碍起模侧凹和凸台不应妨碍起模 iii 垂直于分型面的垂直于分型面的 非加工面应具有结构斜度非加工面应具有结构斜度 2、铸件的型腔：铸件的型腔：
8、i 内腔形状应利于制芯或省去型芯内腔形状应利于制芯或省去型芯 ii 铸件的型腔应利于型芯的固定，排气和清铸件的型腔应利于型芯的固定，排气和清 理理 3、大件和复杂的铸件可以采用组合结构生产大件和复杂的铸件可以采用组合结构生产 塑性成形的影响因素：塑性成形的影响因素：材料本质的影响，如化学成分，组织结构、变性条件的影响，如变形温度， 变形速率，应力状态。 金属塑性成型的基本规律：1 体积不变规律 2 最小阻力定律 金属的加工硬化金属的加工硬化：即金属在低于再结晶温度加工时，由于塑形应变而产生的强度和硬度增加的现象。回复回复：将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到平衡位置，晶内残余应力大大
9、减小的现 象。 再结晶再结晶：即塑形变形后金属被拉长的晶粒重新生核，结晶，变为等轴晶粒的现象。 冷成形冷成形：即坯料在回复温度以下进行的塑形成形过程，变形过程中会出现加工硬化。 热成型热成型：即金属在再结晶温度以上进行的塑形成形过程，变形过程中既有加工硬化又有再结晶，且 硬化被再结晶完全消除，获得综合力学性能良好的再结晶组织。 温成形温成形：即金属在高于回复温度和低于再结晶温度范围内进行的塑形成形过程，变形过程中有加工 硬化及回复现象，但无再结晶，硬化只得到部分消除。 锻造流线锻造流线：锻造时，金属的脆性杂质被打碎，顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑形杂 质随着金属变形沿主要伸长方向呈
10、带状分布，这样热锻后的金属组织就具有一定的方向性，通常称 为锻造流线，也称流纹。 零件自由锻的工艺性零件自由锻的工艺性：1 避免锥面或楔形，尽量采用圆柱面或平行平面 2 各表面的交接处避免弧线 或曲线 3 应尽量避免肋板或凸台 4 大件以及形状复杂的锻件可尽量采用锻-焊或者锻-螺纹连接的组 合结构锻造：锻造：1、自由锻、自由锻。2 模锻模锻：（1）锤上模锻（在各种模锻锤上进行的模锻）：a、锤模锻锤模锻：锤模模膛 分为制坯模膛和模锻模膛；b、胎膜锻胎膜锻：模具简单、工具灵活。 （2）锻造压力机模锻锻造压力机模锻：a、液压机模 锻；b、锻压机模锻；c、平锻机模锻；d、螺旋压力机模锻。 冲压：使板料
11、经分离或成形而得到制件的工艺统称。 1、 冲裁冲裁：即利用冲模将板料以封闭或不封闭的轮廓线与坯料分离的冲压方法。常用：落料、冲孔。2、 弯曲弯曲：即将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。 3、 拉深拉深：也称拉延，是使板料成形为空心件而厚度基本不变的加工方法。 拉深系数：拉深系数：m=d/D0，即拉深后制件直径 d 与其毛坯直径 D0 之比。 拉深缺陷拉深缺陷：a、拉裂；b、起皱。 4、 其他冲压工艺：缩口缩口、起伏起伏、翻孔翻孔、胀形胀形。 锻造锻造-自由锻与模锻的对比：自由锻与模锻的对比： 自由锻：基本工序有镦粗，拔长，冲孔自由锻：基本工序有镦粗，拔长，冲孔
12、自由锻的设备通用性好，工具简单，可锻大型件，锻件组织严密，力学性能好。但是操作自由锻的设备通用性好，工具简单，可锻大型件，锻件组织严密，力学性能好。但是操作 技术要求高，生产率低，铸件形状一般较为简单加工余量较大。技术要求高，生产率低，铸件形状一般较为简单加工余量较大。适用于单件小批量生产，且是特大型锻件生产的唯一方法适用于单件小批量生产，且是特大型锻件生产的唯一方法 模锻：生产效率高，锻件质量高，锻件形状一般可以较为复杂，但是需配备专用的模具，设备投资模锻：生产效率高，锻件质量高，锻件形状一般可以较为复杂，但是需配备专用的模具，设备投资较大较大适用于小型锻件的大批量生产。适用于小型锻件的大批
13、量生产。 焊接焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。 焊接接头的组织转变： 焊接按工艺的特点可分为熔焊，压焊和钎焊三大类 1 熔焊熔焊：在焊接过程中，将工件接口加热至融化状态，不加压力完成焊接的方法。如焊条电弧焊， 气体保护焊等 2 压焊压焊：压焊是指在加压的条件下，使两工件在固态下实现原子间的结合，又称固态焊接。如电阻 对焊 3 钎焊钎焊：是指用比工件熔点低的金属材料作为钎料，将工件加热到高于钎料熔点，低于工件熔点的 温度，利用液态的钎料湿润工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的 方法。 焊缝金属区焊缝金属区：熔焊时，焊缝金
14、属区指由焊缝表面和熔合线所包围的区域。 熔合区熔合区：是焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。 热影响区热影响区：是焊接获或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学 性 能变化的区域，包括：a、过热区过热区：即热影响区中具有过热组织或晶粒显著粗大的区域；b、 相变重结晶区相变重结晶区：即热影响区中具有正火组织的区域；c、不安全重结晶区不安全重结晶区：即热影响区中部分 组织发生相变重结晶的区域。 焊接应力的消除方法焊接应力的消除方法：a、去应力退火；b、机械拉伸法；c、温差拉伸法；d、振动发。 焊接变形的五种方式：收缩变形、角变形，弯曲变形，扭曲变形，失稳
15、变形焊接变形的五种方式：收缩变形、角变形，弯曲变形，扭曲变形，失稳变形 调节焊接残余应力的措施调节焊接残余应力的措施： 1 设计措施设计措施：尽量减少焊缝的长度跟数量并避免密集与交叉，采用刚度较小的接头 2 工艺措施：工艺措施：采用合理的焊接顺序、降低焊接接头的刚度、加热减应区、锤击焊缝、预热及后热 焊接残余变形的类型焊接残余变形的类型：a、收缩变形；b、角变形；c、弯曲变形；d、扭曲变形；e、失稳变形。 材料焊机性的影响因素材料焊机性的影响因素：a、材料的化学性能；b、焊接方法；c、焊接材料；d、焊接结构类型；e、 服役要求。 粉末的制取粉末的制取：（1）机械法：a、球磨法；b、研磨法；c、
16、雾化法。 （2）物理化学发：a、还原法； b、电解法；c、热离解法。 粉末冶金零件结构的工艺性粉末冶金零件结构的工艺性： （1） 尽量采用简单、对称的形状，避免截面变化过大以及窄槽、球面等，以利于制模和压实。 （2） 避免局部薄壁，以利于装粉压实和防止出现裂纹。 （3） 避免侧壁上的沟槽和凹孔，以利于压实或减少活块。 （4） 避免沿压制方向截面积渐增，以利压实；各壁的交接处应采用圆角或倒角过渡，避免出现尖 角，以利于压实及防止模具或压坯产生应力集中。 塑料零件结构的工艺性塑料零件结构的工艺性： （1） 壁厚应适当和均匀，以免因制品各部分收缩不均匀引起翘曲变形。 （2） 应避免肋板交叉，以免局部过厚而出现缩孔和气泡。 （3） 宽底容器的底部刚度较差，应设计成拱形面，以免产生翘曲变形。 （4） 内孔形状应利于抽出型芯。 （5） 与脱模方向平行的内、外表面应具有结构斜度，以利于脱模和抽芯。 （6） 侧孔轴线应与脱模方向一致，以简化模具和便于抽出型芯。 树脂基复合材料的成型方法树脂基复合材料的成型方法：a、手糊法；b、喷射法；c、袋压法；d、缠绕法；e、模压法。 机械零件毛坯
