材料成型工艺重要考点总结

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1、1.铸造工艺设计的概念： 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点，技术要求， 生产批量，生产条件等，确定铸造 方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。铸造工艺设计的有关文 件既是生产准备、管理和铸件验收的依据，又可直接用于指导生产操作。因此，铸造工艺设 计对铸件质量，生产率和成本起关键作用。 2.零件结构的液态成形工艺性是指的什么？ 零件结构的业态成型工艺性是指零件的结构应符合砂型铸造生产的要求，易于保证铸件质 量，以便简化工艺，降低成本。为此，首先应对产品零件图进行审查和分析，并着重注意以 下两方面的问题。 第一： 审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。第二：在既定的零件结

2、构条件下，考虑铸造 过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施予以制止。 3.从避免缺陷方面审查铸件结构： （1）铸件应有合适的壁厚（2）铸件内壁应薄于外壁（3）壁厚力求均匀，减少“肥厚”部 分，防止形成热节点。 （4）逐渐结构不应造成严重的收缩障碍，注意壁厚过度和圆角。（5） 利于补缩和实现顺序凝固（6）防止铸件翘曲变形 4.从简化铸造工艺方面改进零件结构： （1）改进妨碍起模的凸台，凸缘，筋板。（2）取消铸件外表侧凹（3）改进铸件内腔结构以 减少砂芯（ 4）减少和简化分型面（5）有利于砂芯的固定和排气（6）减少清理铸件的工作 量 5.浇筑位置指的是什么？具体确定原则？ （1）铸件的重要

3、部分应尽量置于下部，铸件的大平面和重要加工面应朝下或呈直立状态， 避免夹砂类缺陷。 （2）应保证铸件能充满（3）应有利于顺序凝固（4）避免使用吊砂，吊芯 或悬臂式砂芯，使下芯，合箱及检验方便。（5）应使合箱位置，浇筑位置，和铸件冷却位置 一致 6.分型面的选择： （1）便于起模，使造型工艺简化。（2）尽量减少分型面的数目。（ 3）应使铸件全部或大部 分置于同一平面内。 （4）便于下芯，合箱和检查形箱尺寸（5）不使砂箱过高 7.确定砂芯形状及分盒面的选择的基本原则： （1）保证铸件内腔尺寸精度（2）使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度大小、方向一致，保 证铸件的壁厚均匀。 （3）尽量减少砂芯数目。

4、8.芯头设计： （1）芯头的组成：包括芯头长度，斜度，间隙，压环，防压环，和集沙槽 （2）芯头长度： 芯头长度是指砂芯深入铸型部分的长度，一般需要根据砂芯的长度来确定。 （3）芯头间隙：芯头间隙的设计根据芯头尺寸及造型方法选择，在相同条件下干型比湿型 稍大些。 （4）压环：压环在上模样芯头上车削一道半圆凹沟，造型后在上芯座上突起一道环形沙， 合箱后它能把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙进入芯头。此法只用于机器造型的湿型。 防压环：在水平芯头靠近模样的根部设置凸起圆环，高度为 0.5 到 2mm， 宽 5 到 12mm， 此环称为防压环。造型后，相应部分形成下凹的一环形缝隙，下芯、合箱时它可以防止此

5、处 砂型被压塌，因而可防止掉沙缺陷。 （5）垂直芯头：垂直芯头在设计时，根据砂芯的高度需要设计的参数有芯头高度，斜度， 间隙。 9.铸造收缩率： 铸件尺寸 模样工作面的尺寸 样 模 件 件模 L L %100* L L-L K 10.起模斜度：为了方便起模，在模样，芯盒的出模方向留有一定的斜度，以免损坏砂型或 型芯， 这个斜度成为起模斜度。起模斜度应在铸件上没有结构斜度的、垂直于分型面（分盒 面）的表面上应用， 其大小应以摸样的高度、表面粗糙度以及造型方法而定。其三种形式为： 增加铸件厚度，加减铸件厚度，减少铸件厚度。 11.浇筑系统设计： （1）何为浇注系统：浇注系统是铸型中液态金属流入型腔

6、的通道之总称。 （2）浇注系统作用：控制金属液填充铸型的速度及充满铸型所需的时间。使金属液平稳的 进入铸型，避免湍流和对铸型的冲刷。提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓，棱角清晰。 阻止熔渣和其它夹杂物进入型腔，浇筑时不卷入气体，并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固 原则。 （3）浇注系统的组成：浇道杯，直浇道，横浇道，内浇道， （4）浇注系统的分类： 根据内浇道、横浇道、直浇道的各自总截面积进行分类：封闭式浇注系统，开放式浇注系统 按内浇道在铸件上的位置进行分类：顶注式浇注系统，中间注入式浇注系统，底注式浇注系 统，阶梯式浇注系统。 （5）开放式浇注系统特点：该浇注系统的优缺点与封闭式浇注系统正好

7、相反，主要用于铸 钢，球墨铸铁，及有色金属轻合金铸件 封闭式浇注系统特点：封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体， 消耗金属少， 清理方便。 缺点是进入型腔的金属液速度高，易产生喷溅和冲沙，使金属氧化， 使型内金属液发生扰动，涡流和不平静。主要用于不易氧化的各种铸铁件。 12.冒口的主要作用： （1）对于凝固过程中体积收缩不大的合金，主要作用是排放型腔中的气体和收集液流前沿 混有夹杂物或氧化膜的金属液，以减少铸件上的缺陷。 （2）对于要求控制显微组织的铸件，冒口可以收集液流前沿已冷却的金属液，避免铸件上 出现过冷组织。 （3）对于凝固期间体积收缩量大且区域形成集中缩孔的合金，冒口

8、的主要作用是补偿金属 液在型腔中的液态收缩和铸件凝固过程中的收缩，以获得没有缩孔的致密铸件。 13.冒口模数： 14.冒口有效补缩距离的因素：铸件的材质，逐渐的结构，铸件中的温度梯度，外冷铁的影 响，补贴的应用 15.冒口发挥补缩作用的基本条件：冒口凝固时间大于或等于铸件的凝固时间，有足够的金 属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇筑后型腔扩大的体积，在凝固期间冒口和补缩 部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。 16.冷铁作用： （1）在冒口难于补缩的部位防止缩孔，缩松。 （2）防止壁厚交叉部位及急剧变化部分产生裂纹。 （3）与冒口配合使用能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减

9、少冒口数 或体积。 （4）改善铸件局部的金相组织和力学性能， （5）减轻或防止壁厚铸件中的偏折。 17.冷铁放置的位置： 18.主筋的分类和作用： 割筋：防止热裂，加强冷却 拉筋：可防止u 型， v 型铸件开口尺寸过大的变形现象。 19.模样本体结构特点： （1）平放式：模样平装在模底板上 （2）嵌入式：模样潜入模底板表面 20.模样尺寸标注： 模样的尺寸有两类，一类是与铸件有关的尺寸，称为关联尺寸，另一类为非关联尺寸，如芯 头长度等。 凡与铸件有关的尺寸，都应把铸件尺寸按收缩率加以放大，非关联尺寸按铸造工 艺图上的尺寸标注，不加放收缩率。 21.钢锭组织结构：冒口部分，锭身部分，底部 22.

10、加热的目的和方法： 目的：提高金属的塑性，降低变形能力，使金属容易变形流动，不容易产生破坏，并且在热 态下锻造变形可以使金属中的各种缺陷在高温高压下得到压实焊合，改善组织性能， 因此加 热时锻造过程中的重要方法。 方法：火焰加热，电加热 23.冷却裂纹是由于冷却过程中产生的应力所引起。其中包括：热应力，相变应力， 24.p73 页镦粗变形程度和变形分布。 25.自由锻造工艺过程制定：绘制自由锻件图，选择自由锻造设备，变形工艺确定， 26.模锻特点和方式： 特点： 方式： （1）终锻膛有飞边槽和无飞边槽的闭式锻模。 （2）一副锻模上一次操作中只有一个模膛的单膛锻模和有多个模膛的多膛锻模。 （3）

11、 在一副锻模上一次操作中只出一个锻件的单件锻模和同时出两个以上锻件的多件 模锻。 使用这种带有飞边槽的模膛进行锻造，叫做开始模锻，飞边槽分为成桥部和仓部两个部分。 27.绘制模锻件图：确定分模面，确定加工余量和锻造公差，确定斜模度，确定圆角半径， 冲孔连皮， 28.冲裁件质量主要包括断面质量，表面质量，形状误差和尺寸精度。 29.冲裁间隙是范围值（p131） 30.冲裁模刃口尺寸确定原则：（p133 页继续理解） （1）设计落料模时以凹模为基准，按落料件，先确定凹模刃口尺寸，然后根据选取的间隙 值再确定凸模刃口尺寸。设计冲孔模时以凸模为基准，按冲孔件先确定凸模刃口尺寸，然后 根据选取的间隙在确

12、定凹模刃口尺寸。 （2）为了保证模具的使用寿命，设计落料时应在靠近落料件公差范围内的最小极限尺寸附 近取落料凹模刃口尺寸；设计冲孔模时应在靠近孔的公差范围内的最小极限尺寸附近取落料 凹模刃口尺寸， 设计冲孔模时应在靠近孔的公差范围内最大极限尺寸附近确定冲孔凸模刃口 尺寸。无论是落料模还是冲孔模，凸凹模间隙均应采用最小合理间隙 min Z。 （3）在确定冲裁模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求，从冲模制造成本，制造难易 程度， 制造周期等方面综合分析。冲模的加工方式有凸凹模分别加工和配作加工两种，其刃 口尺寸计算和模具制造公差的标注也不相同。 31.圆筒形件拉深质量： 其主要质量问题为起皱和拉

13、裂。（p136 页，不全） 防起皱：采用压边圈， 32.盒型件的拉深：特点是变小。（p138 页） 33.金属焊接的概念和影响因素： （1）将金属焊接定义为：金属材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件并满 足服役要求的能力，即材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。 （2）影响因素：材料，设计，工艺，服役条件 34.金属焊接化学成分分析： （1）碳当量法：碳的相当含量，被国际焊接协会采用。 （2）碳当量法： 化学成分。钢，碳当量只考虑焊缝度的非调质低合金高强此式主要适用于中高强 预热，焊接性较好 无需预热，焊接性好 5 )()()( 15 )()( 6 w(Mn) w(C)CE 0.6

14、CE0.4 4.0 vwMowCrwCuwNiw CE 35.冷裂纹敏感性试验方法： （1）斜 Y 型坡口焊接裂纹试验：主要用于评价碳钢和低合金高强钢焊接影响区内的冷裂纹 敏感性 （2）插销试验：插销试验是国内外广泛应用于测定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷 裂纹敏感性的一种定量试验方法。 36.热裂纹敏感性试验方法： （1）压板对焊接裂纹实验法。（2）可拘束裂纹实验法。 37.层状撕裂敏感性试验方法：z 向拉深试验方法：实验的判据为： 当%25%15 z 认为 接头具有一定的抗层状撕裂能力。当%8%5 z 时，层状撕裂的倾向较大。因此，应保 证 %15 z 38.母材的理化性质：易氧化的活

15、泼金属不宜使用 2 CO气体保护焊等对母材具有氧化作用的 焊接方法，而导热系数较大的金属则更适合能量密度较高且集中地焊接方法。 39.焊接材料的选择： （1）母材的化学成分及力学性能：焊接材料应主要保证接头的强度，而对于有耐热，耐腐 蚀等特殊材料要求的母材，焊接材料的化学成分组成也应与之相符，以保证焊缝具有相同的 性能。 （2）焊件的拘束条件：要求选用抗裂性较好的焊接材料，以提高接头的抗裂能力。 （3）焊接作业条件：在密闭环境下，应尽量减少焊接材料的尘毒性。 （4）焊接效率和成本： 40.确定焊接参数的原则是：在保证焊接接头不出现焊接缺陷的同时，保证焊接接头的使用 性能。 41.焊接工艺措施的

16、确定：焊前预热，焊后缓冷，焊后后热，等工艺措施，可以在不提高线 能量的前提下降低冷却速度，对防止冷裂纹有重要的作用。 42.低合金强度用钢一般可根据其屈服点级别与热处理状态分成三种类型：热轧及正火钢， 低碳调质钢和中碳调质钢。 43.焊接材料应满足接头的等强度要求。 45.低碳调制刚的冷裂倾向比中碳调质钢要小得多。 46.中碳调质钢的焊接可能会出现哪些问题？ 焊接性分析：焊接裂纹，其中包括热裂纹和冷裂纹。焊接热影响区的脆化和软化。 47.中碳调质钢焊接工艺：中碳调质钢在焊接中有两种工艺方案可供选择：一种是在退火状 态下焊接，一种是调质状态下进行焊接，其中退火状态比较好。 48.以奥氏体不锈钢为例，与碳钢的物理性相比，电阻率高五倍，线胀系数越大50%，热导 率为碳钢的1/3 作用，同时是非磁性。 49.腐蚀性能：均匀腐蚀，晶间腐蚀（危害性较大），点蚀（小于0.1mm 的穿孔性或蚀坑性 的宏观腐蚀称为点蚀。 ） ，缝隙腐蚀（金属构件缝隙处发生的斑点状或溃疡型宏观坑蚀），应 力腐蚀（在拉应力和化学介质共同作用下产生的腐蚀破坏称为应力腐蚀） 50.奥氏体钢的焊接出现的问题：一是焊接接头