材料成型工艺(1)

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1、材料成型工艺 一、名词解释 1、差压铸造： 又称反压铸造，是让液态金属在压力差作用下，在预先有一定的 铸型腔中充型、结晶凝固的一种工艺。 压铸： 2、可焊性： 焊接后焊缝处的性质与母材性质的一致程度。 最小壁厚： 3、应历中性层： 材料发生弯曲变形时中间有一层金属切向应力为零或应力不连 续的面。 应变中性层： 4、焊接热循环： 指焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度由低到高， 达到最高值后，又由高到低的的过程。 5、消失铸造模： 又称实型铸模，指使用泡沫制成的模样制造铸型，模样并不取 出，浇注时模样消失而获得铸件的方法。 树脂砂型铸造 榕模铸造 6、最小阻力定律： 金属在外力作用下发生

2、塑性变形时，其内部各质点总是沿着 阻力最小的方向流动的规律。 7、焊接热影响区 : 指在焊接人循环作用下， 焊缝两侧处于固态的母材发生明显组 织和性能变化的区域。 8、计算毛坯： 锻件终锻前，将原毛坯沿轴向预制成各截面积等于带飞边锻件的 相应截面积的中间毛坯， 以保证终锻时锻件各处充填饱满，飞边均匀、 节约金属 减轻锻模模膛磨损的毛坯。 二、重要知识点 一、典型浇注系统结构P19 答：浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道 二、冲裁分离过程分为哪几个阶段？P154 答：大致分为三个阶段弹性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段 三、根据粘结机理的不同，砂型铸造的种类P44 答： 机械粘结造型化学粘

3、结造型物理固结造型（粘土湿型钠水玻璃型树脂砂型） 四、铸造应力产生的原因 答：热应力： 铸件横截面积内外层厚薄不同之处冷却速度存在差异，致使有温度差异而导 致固态收缩率不同而相互制约产生热应力。 相变应力： 铸件冷却时横截面的内外层和厚度不同之处有温度差，使得它们的固相相变没 有同时发生，导致其相变膨胀（或收缩）或先或后受阻而产生相变应力。 收缩应力 （机械阻碍应力）：铸件在铸型中冷却时，其固态线受到外部因素的阻碍而 产生收缩应力。 五、电阻点焊的特点P227 答：在大电流、短时间、加压力状态下完成焊接、热量集中，焊接变形小生产率高、生产 成本低。冶金过程单一，不需要填充材料和保护气体，适应同

4、种及异种金属焊接。工艺 操作简单焊工技能要求不高，易于实现自动化、机械化。焊件依靠其间不大的熔核连接， 因而焊缝质量受熔核尺寸、金属组织及其分布的影响。 六、含碳量对可焊性的影响及改善措施P255 答：可焊性随着含碳量的的提高而变差；对高中碳钢可采用预热、缓冷等措施。 七、埋弧焊的特点P208 答：电弧性能独特弧柱电场强度较高生产效率高 八、影响拉深缺陷的因素 答：板料性能毛坯尺寸变形区应力状态 九、常见模锻的种类 答：开式模锻闭式模锻 十、消除焊接应力的方法 答：热处理（整体热处理、局部热处理）加载法 十一、树脂砂芯的制造方法P53 答：覆膜砂及壳法造芯热（温）芯盒法造芯自硬冷芯盒法气硬冷芯

5、盒法 十二、浇注系统的分类P9 答：扩张式收缩式半扩张式 十三、飞边槽的作用P114 答：造成足够大的横向阻力，迫使金属充满模膛容纳毛皮上多余的金属，起补偿与调节 作用对于锤类设备上模锻，可缓冲模具冲击，提高模锻寿命。 十四、焊接的分类 答：熔化焊压力焊钎焊 十五、冒口的作用 答：补偿逐渐凝固时的收缩调整铸件凝固时的温度分布，控制铸件的凝固顺序排气、 集渣利用明冒口观察型腔内金属液的充型情况 十六、锻造加热的目的 答：提高金属塑性、降低变形抗力、使金属易于流动成型 三、重点内容 1、预锻模膛的作用及其与终锻模膛的区别 答： 作用减少终锻模膛的磨损使金属易于充满终锻模膛改善金属在终锻模膛中的流动

6、 情况，避免在锻件上形成折纹等缺陷。 区别：预锻模膛是以或热锻件图为基础进行设计的，横截面积较大、高度大、宽度小、且模 锻斜度、圆角及模膛体积比终锻模膛大。 2、开式模锻和闭式模锻的区别（P113、P131） 答：开式模锻时锻件沿着分型面周围形成横向飞边，而闭式模锻不形成横向飞边，仅形成 极小的纵向飞边闭式模锻的模锻斜度较开式模锻小甚至为零与开式相比闭式模锻可大 大提高材料利用率，但开式模锻的范围更广。 3、灰铸铁与铸钢件在铸造工艺设计上的区别。(灰铁球铁与铸钢件) 答：区别： 凝固方式铸钢为糊状凝固而铸铁为顺序凝固铸钢的浇注温度比铸铁高、流动 性差铸钢收缩率大于铸铁 原因：碳的含量不同 4、

7、熔化焊的冶金过程及其与铸造的区别 答：过程：在不施加压力的情况下、将待焊处的母材加热融化，外加（或不加）填充材料， 以形成焊缝的焊接过程。 区别：加热方式的不同，熔化焊是一种放电加热，而铸造时燃料加热 5 熔模铸造和消失模铸造在原理和应用上的区别？) 拉深系数的公式以及拉深变形的改造措施 答：公式m=d/D , d 拉深后圆筒直径D 毛坯直径，拉深系数越小变形越大。 总拉深系数 =每次拉深系数相乘即m=m1m2.mn 措施：提高拉深毛坯传力区强度和承载能力降低变形区所需变形力采用压边圈 缩松出现的原因以及预防工艺措施 答：原因：铸件结构方面，因铸件壁厚不均匀，在壁厚部分热节处产生缩松熔炼方面，

8、 如液体金属的含气量高，导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出，阻止邻近的液态金属向该 处流动进行补缩而产生缩松工艺设备方面，如工艺设计不合理，设备出现问题等。（合金 液态收缩值和凝固收缩值之和大于固态收缩） 措施：合理选用铸造合金以顺序凝固方式凝固合理选择浇注系统和浇注位置合理应 用冒口、冷铁等工艺措施（顺序凝固同时凝固） 四、重要工艺设计 1、铸造工艺方案的设计原则 答：造型、制芯方法的选择铸件浇注位置的确定分型面的选择型（砂）芯设计 2、开式模锻图的设计原则 答：确定分型面确定加工余量和公差模锻斜度圆角半径冲孔连皮 3、焊缝布置的原则 答：原则： 1、避开应力最大处 2 、焊缝远离加工面 3

9、 、对称布置变形小 4 、焊缝布置分散 5、便于操作想周到 6 、尽量平焊效率高。 具体分析： 1 焊缝布置应尽量分散。焊缝密集或交叉，会造成金属过热，加大热影响区，使组织恶化。 因此两条焊缝的间距一般要求大于三倍的板厚，且不小于100mm 。 2 焊缝的位置应尽可能对称布置。这样焊后不会发生明显的变形。 3 焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置。对受力较大，结构较复杂的焊接结构件， 在最大应力断面和应力集中位置不应该布置焊缝。 4 焊缝应尽量避开机械加工表面。有些焊接结构使一些零件，需要进行机械加工，如焊接轮 毂，配管件，焊接支架等，其焊缝位置的设计应该尽可能距离已加工表面远一些; 5

10、焊缝位置应该便于焊缝操作。布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。 6 焊缝应尽量放在平焊位置，减少横焊焊缝 冲压工艺的工序 答：分离工序：落料、冲孔、剪切成型工序：弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩口 4、各种成型的特点及应用 答：（ 1）粘土湿型优点：生产灵活性大、生产率高、周期短、便于组织流水线 生产、易于实现机械化和自动化， 成本低，节省材料， 延长砂箱使用寿命。 缺点： 易产生夹砂结疤，鼠尾、粘砂、气孔、砂眼、胀砂。紧实工艺: 震击、震压紧实、 微震压实、高压紧实。 （2）钠水玻璃型优点型芯流动性好，易于紧实，造型强度低；硬化快、强 度高、缩短生产周期、 提高劳动生产率； 可在型芯硬化后

11、起模， 型芯尺寸精度高； 可取消或缩短烘烤时间、降低能耗、改善工作环境和条件。缺点：溃散性差，表 面易粉化。 （3）熔模铸造优点铸件尺寸精度高和表面粗糙度较低可铸造薄壁件及 重量很小的铸件可铸造花纹精细的团、文字等外形和内腔几乎不受限制铸 造合金类型几乎无限制。缺点：工艺复杂、生产周期长、不适于生产轮廓尺寸很 大的铸件。 （4）消失模铸造优点避免了砂型铸件尺寸误差和错型等缺陷简化了生 产工序，提高劳动生产率， 容易实现清洁生产减少材料消耗，降低铸件成本 无分型面， 无起模和下芯等问题。 缺陷：有增碳、皱皮、气孔、夹渣变形等缺陷。 （5）压力铸造优点：可以制薄壁、形状复杂且轮廓清晰的铸件生产率，

12、 铸件具有较好的力学性能铸件精度高，尺寸稳定，加工余量少，表面光洁。 采用镶铸法可省去装配工序并简化制造工艺铸件表面可进行涂覆处理，压铸出 螺纹、线条、文字等。 缺点：充型速度快型腔中气体难以排除只适用于低熔点的合金压住设 备投资高、压铸模制造复杂，周期长、费用高。金属液充填型腔时冲击力大， 一般压铸不能用砂芯。 工艺特点要求： 改进壁厚， 消除缩孔和气孔消除内部 侧凹，便于抽芯消除深陷使铸件易于脱模。改善结构利用加强肋， 防止铸件 变形。 （6）离心铸造优点：不用型芯就可以形成中空的套筒和管类铸件，简化 生产工艺提高金属液的充填能力， 改善充型条件有利于铸件内部金属液中气 体和夹杂物的排除，

13、改善补缩条件可减少甚至不用冒口系统，降低金属消耗。 缺点： 对某些合金容易产生重度偏析铸件表面较粗糙，有氧化物和聚渣产生， 内径尺寸难控制仅适用于外形简单且具有旋转轴线的铸件。 （7）低压铸造优点：液体在压力下凝固，补缩效果好，组织致密，力学 性能好金属液流动性好， 有利于形成轮廓清晰、 表面光洁的薄壁铸件金属液 充型平稳， 充型速度可控浇注系统简单，一般无须设置冒口， 工艺出品率高缺 点：充型及凝固过程较慢，因此单件生产周期较长，生产率低。 （8）差压铸造优点：可获得无气孔、无夹杂、组织致密的铸件。 （9）造型方法：整模造型分模造型两箱、三箱刮砂、刮地、地坑 等 铸造方法：砂型、消失模、熔模

14、、金属型、低压、压力等 补充知识点 1、冷铁： 为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的激冷物 2、铸造工艺参数的确定: 铸件尺寸公差机械加工余量铸件工艺补正量 铸件工艺余量起模斜度铸造收缩率最小铸出孔槽反变形量 3、分型面的选择： 应选在铸件最大截面处，以保证起模而不损坏铸型尽量 将铸件全部或大部分放在同一个半型内尽量减少分型面的数量分型面应尽 量选用平面便于下芯、合型和检查型腔尺寸尽量使加工及操作工艺简单。 4、冷锻件图： 用于最终锻件检查和热锻件图设计热锻件图： 用于锻模设计和加 工制造（尺寸放大） 5、开式模锻的变形过程： 镦粗变形形成飞边充满模膛打靠 6、飞边槽的作用： 造

15、成足够大的横向阻力，迫使金属充满模膛容纳毛坯上 多余的金属，起补偿和调节作用对锤类设备可缓冲模具冲击，提高模锻寿命。 7、粉末冶金锻造： 将粉末烧结的预成型坯经加热后在闭式模中锻造成零件的工 艺方法。 优点：为无飞边，闭式精密成型，材料利用率高零件几何形状准确、表面光 洁，尺寸精度高力学性能好， 无各项异性模具寿命高生产率低，易实现自 动化。 8、最小弯曲半径： 在保证弯曲毛坯外层纤维不发生破坏的条件下，弯曲件内部 表面所能达到的最小圆角半径。 9、弯曲回弹： 当弯曲工件所受外力卸载后，塑性变形保留下来，弹性变形部分 恢复，导致弯曲件的弯曲角、弯曲半径与模具尺寸不一致的现象。 10、浇口杯的作用： 承接来自浇包的金属液防止金属液飞溅和溢出，便于浇 注减轻液流对型腔的冲击分离熔渣和气泡增加充型压头。 11、横浇道的作用： 稳流、流量分配、挡渣 12、铸件浇注位置的主要原则： 厚大部位放在上部， 满足自下而上的顺序凝固 保证有良好的液态金属的导入位置、保证铸型充满应尽量少用或不用砂芯 铸件上质量要求高的部位及重要工作面、重要加工面、加工基准面和大平面应尽 量朝下或垂直安放。