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1、第一章金属的液态成型绝对考点：一.金属的凝固1 .凝固的三个区域：固相区 凝固区 液相区2 .铸件的凝固方式：逐层凝固 糊状凝固 中间凝固(了解各种方式的图)3 .影响凝固方式的因素：(1)合金的温度范围 合金的结晶温度范围愈小，凝固区愈窄，愈倾向于逐层 凝固近潜热越大，力越大，而冷锻的激冷作合金的性质 合金的凝固温度越低，热导率越高，接 铸件内部温度均匀化能用变小，故温度梯度小。(2)铸件的温度梯度 铸件温度铸型的蓄热能力 铸型蓄热能力越强，激冷能力越强,(影响因素)梯度越大铸件温度梯二.液态合金的工艺性能1.合金的充型能力熔融合金充满铸型型腔,浇注温度 浇注温度越高，因带入铸型中热量增多,
2、度越小获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。影响合金充型能力的主要因素：(1)合金的流动性：1)合金种类率，合金液关。合金的流动性与合金的熔点，导热 的粘度等物理性能有2)合金的成分金具有不同性的影响也不同3)杂质与含气量将使合金的流动性下降。(2)浇注条件：(判断)1)浇注温度 量越多，在保持液态时间长，流动性充型越好都有影响。(3)铸型条件1)2)3)4)同种合金中，成分不同的铸造合 的结晶特点，对流动熔融合金中出现的固态夹杂物，液的粘度增加，合金浇注温度越高，液态合金所含热 同样冷却条件下，好。2)充型压力熔融合金在流动方向上受压力越大，3)铸型条件铸型阻力及铸型对合金的冷却作用,铸型的蓄热
3、能力 铸型温度 铸型中的气体 铸件结构2.合金的收缩影响收缩的因素:(1)化学成分（2）浇注温度：浇注温度越高，过热度越大，合金的也太收缩增加。 （注 意!）（3）铸件结构和铸型条件 三.铸造性能对铸件质量的影响1 .缩孔与绵松1）缩孔与缩松的防止措施：按照定向凝固原则进行凝固合理的确定内浇道位置及浇注工艺（考点）合理的应用冒口，冷铁和补贴等工艺措施：P9图1-112 .铸造应力（判断）定义：铸件在凝固，冷却过程中，由于各部分体积变化不一致，彼此制约而使其固态收缩收到阻碍引起的内应力。分类：1）热应力 热应力是由于铸件壁厚不均，各部分收缩受到热阻 碍而引起的。2）收缩应力 铸件在固态收缩时，因
4、受铸型，型芯，浇冒口等 外力的阻碍而产生的应力。五.特种铸造成型1.熔模铸造在熔模的表面包覆多层耐火材料，然后将模样熔去制成无分型 面的型壳，经焙烧，浇注而获得铸件的方法。工艺过程：1）制造压型2）制造熔模3）制造型壳4）脱模，焙烧5）浇注，焙烧特点：1）由于铸型精密又无分型面，铸件精度高，表面质量好，尺寸公差 等级为IT14-17,表现粗糙度Ra值可达12.51.6微米。2）可制造形状复杂的铸件，最小壁厚可达0.7mm,最小孔可达1.5mm。3）能适应各种铸造合金，尤其适于生产高熔点和难以加工的合金 铸件。4）工序复杂，生产周期长，铸件成本较高，铸件尺寸和质量受到 限制，=25kg适用范围：
5、汽轮机 燃气轮机叶片 切削刀具 仪表元件 汽车，拖拉机，机 床零件生产2.实型铸造其原理是用泡沫塑料代替木模或金属模进行造型，造型后模样不取出，铸型呈实体，浇入液态金属后，模样燃烧气化消失，金属液充填模样的位置，冷却凝固成铸件。优点：工序简单生产周期短效率高铸件尺寸精度高可采用无粘结剂型 砂 劳动强度低，而且零件设计自由度大。适用：几乎不受铸件结构 尺寸 重量 材料 批量的限制，特别适用于生产 复杂的铸件。六铸造方案的选择1 .浇注位置的选择原则：(1)铸件的重要加工面应朝下或位于侧面(2)铸件宽大平面应朝下(3)面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直，倾斜位置(4)形成缩孔的铸件，应将截面较
6、厚的部分置于上不或侧凹(5)应尽量减小型芯的数量，且便于安放，固定和排气。2 .铸型分型面的选择：(简答题)定义：分型面为铸型之间的结合面，分型面的选择是否合理，对铸件的质 量影响很大。选择不当的还将是制模，造型，合型，甚至切削加工等工序复杂化， 分型面的选择应在保证质量的前提下，使制造工艺尽量简化，节省人力，物力。原则：(1)便于起模，使造型工艺简化：1)为了便于起模，分型面应选择在铸件最大截面处；2)尽量减小型芯和活块数量，以简化制模，造型，合型工序；3)分型面应尽量平直；4)尽量减少分型面，特别是机器造型时，只能有一个分型面。(2)尽量将铸件重要加工面或大部分加工面， 加工基准面放在同一
7、 沙箱中(3)使型腔和主要型芯位于下箱第二章金属的塑性成型一.塑性成型工艺特点及应用特点：(1)力学性能好(2)材料利用率高(3)生产效率高(4)尺寸精度高二，金属的塑性成型性能及影响因素1 .金属塑性变形时应遵循的基本规律主要有最小阻力定律，体积不变规律等。(1)最小阻力定律 最小阻力定律是塑性成型最基本的规律之一，是指塑性 变形时，如果金属质点有几个方向移动的可能，则金属各质点总是向最小阻力的 方向移动。可以通过最小阻力定律分析金属的流动，通过调整流动阻力来改变某些方向上金属的流动量，以便合理成型，消除缺陷。(2)体积不变规律 弹性变形时必须考虑体积变化，但在塑性变形时，由于材 料连续且致
8、密，体积变化很微小，与形状变化相比可以忽略，因此，可认为塑性 变形时，金属材料变形前后体积不变。2 .塑性变形对金属组织和性能的影响(1)金属在室温下进行塑性变形时，随着变形程度的增加，强度和硬度 不断提高，塑性和冲击韧性不断降低，这种现象称为加工硬化。加工硬化的金属内部组织变化特点。1、各晶粒沿变形最大的方向伸长，2、位错密度增加，晶格严重扭曲，产生内应力；3、滑移面和晶粒I可广生碎晶。（2）回复和再结晶1 .回复T回复=（0.250T熔点（K）式中T回复为金属回复的绝对温度；T熔点为金属熔化的绝对温度。回复使品格扭曲被消除，内应力明显降低，但力学性能变化不大, 部分地消除了加工硬化。2 .
9、再结晶再结晶以某些碎晶或杂质为晶核，成长为新的等轴细晶粒的过程 称为再结晶。再结晶消除了全部加工硬化，使金属的强度和硬度明显下降，塑性 和韧性显著提高。一般纯金属的再结晶温度为：T再结晶=0.4T熔点（K）消除金属加工硬化的热处理方法叫再结晶退火。再结晶的特点：1）只有产生加工硬化的金属才能产生再结晶。2）不同于同素异构转变，不发生晶体结构变化。3）可以细化晶粒。但过份地延长加热时间，则晶粒还会不断长大，使金属力学性能下降。3 .与铸造相比超 组织：金属更加致密 形成纤维组织 获得细化再 结晶组织温度升高Y=F0/F式中F0为坯料拔长前的横截面积；F为坯料拔长后的横截面积。纤维组织使金属在性能
10、上具有方向性。纵向（平行于纤维方向）上的塑性、韧性提高，横向（垂直于纤维方向）上的塑性、韧性则降低。纤维组织的稳定性很高，不能用热处理或其它方法加以消除，只有经过锻压使金属变形，才能改变其方向和形状。合理利用纤维组织：1、应使零件在工作中所受的最大正应力方向与纤维方向重合,2最大切应力方向与纤维方向垂直，3.并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量不被切断。（4）冷变形，热变形和温变形1 .冷变形 金属在回复温度以下的变形称为冷变形，具有加工硬化 组织。冷变形特点冷变形可以使工件获得较高的精度和表面质量。冷变形也是 强化金属的一种重要手段。但变形抗力大。2 .热变形金属在再结晶温度以上的变形称为热
11、变形，具有再结晶 组织。热变形特点 金属在热变形过程中，也产生加工硬化，但随 时被再结晶所消除。热变形时，金属的变形抗力小，塑性好。工件的表面质量低于冷变形。3 .温变形金属在回复温度和再结晶温度之间的变形，称为温变形。兼 有冷变形、热变形的综合特点。（5）加工条件名词解释：1 .过热 加热温度过高且时间过长，不但会使坯料表层氧化（烧 损），脱碳严重。会使奥氏体晶粒急剧长大，导致锻后粗品的现象。2 .过烧 加热温度接近熔点，会使晶界氧化，晶间连续遭到破坏塑性丧失，到时坯料报废的现象。碳钢的始锻温度应低于固相线 200c左右，终止温度应高于再结晶 温度，大约为800c左右，以便获得均匀致密的锻后
12、再结晶组织。终锻温度过低，金属无再结晶，加工硬化严重，变形抗力急剧增加，甚至导致锻件破裂。三.金属热锻成型工艺1 .自由锻 自由锻造简称自由锻，它是利用平战或简单的工具来传递外作用 力，使坯料产生塑性变形，从而该笔那具形状和性能成为合格锻件的金属塑性成型方法。2 .自由锻基本工序 锻粗拔长冲孔芯轴拔长芯轴扩孔弯曲错移扭转 切割等。3 .锻件图的绘制1）锻造余量凡是锻造后在表面留供机械加工的余量2）锻造公差3）锻造余块 为了简化锻件的形状和锻造工艺，在铸件的 某些部分添加了大于加工余量的金属。4 .自由锻的结构工艺性：（判断）设计具体注意：1）尽量避免锥体和斜面结构2）几何体的交接处不应形成空间
13、曲线3）避免特殊和非规则截面和外形5 .模锻模膛 包括预锻模膛和终锻模膛，所有模锻都要终锻模膛，时段模膛 由情况而定。1）预锻模膛 作用是在制坯的基础上，进一步分配金属，使之更接近终 锻形状，改善金属在终锻模膛中的流动情况，避免形成皱折，充不满的缺陷，并减少终锻模膛的磨损，提高锻模寿命。2）终锻模膛作用是使金属坯料最终变形到所要求的形状与尺寸，与热 锻件图的形状，尺寸相同。3）飞边槽的作用 用以增加金属从型腔中流出的阻力， 促使金属充满整 个型腔，同时容纳多余的金属，还起到缓冲作用，减弱上下模的硬击，防止端模开裂。6 .选择分模面位置（会判断位置）原则：1）保证锻件能从型腔中取出来，因此按锻件
14、的最大水平投影轮 廓选取分模面，并且锻件的侧表面上不得有内凹的形状；2）分模面的位置要尽量使型腔的深度最小和宽度最大，这样金 属容易充填型腔，因为宽而浅的型腔是以锻粗的方式充满的；3）为了容易发现模锻时锻件错移，分模面尽量避免选在截面突 变处；4）为了模具制造方便，尽量采用平面分模；5）锤上模锻金属容易充满上模型腔，锻件叫复杂部分应尽量安 排在上模。7 .确定模锻斜度为了便于将成型后的锻件从型腔中取走，端模侧壁必须做 成一定的斜度。注：内斜度应比外斜度大一级，尽量减小模锻斜度，锤上模锻钢制锻件， 外模锻斜度常用7。，内模锻斜度取10。.8.设计冲孔连皮一个盲孔，作用 冲孔连皮需具有通孔的零件，在模锻时不能直接锻出通孔，仅能冲出即内孔还留有一层具有一定 厚度的金属层可以减轻模锻的刚性接触，起缓冲作用，避免锻模损坏。 要在切边时冲掉或机械加工时切除。9 .热模锻曲柄压力机上模锻特点：1）因滑块行程固定，并具有良好的导向装置和顶件机构，因此锻 件的余量，公差和模锻斜度都比锤上模锻小，可按一级精度选取。2）热模锻压力机作用力的性质是静压力，因此采用组合式模锻， 将各个型腔都设计成镶块式，使模具制造简单，更换容易，节省贵重模具材料。终锻钱采
