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1、材料成型技术根底第二章 铸造一、铸造的定义、优点、缺点：铸造指熔融金属、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或毛坯的成型方法。优点：铸造的工艺适应性强，铸件的构造形状和尺寸几乎不 受限制；工业上常用的合金几乎都能铸造；铸造原材料来源广泛， 价格低廉，设备投资少；铸造适于制造形状复杂、特别是内腔形 状复杂的零件或毛坯，尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件。缺点：铸件的质量取决于成形工艺、铸型材料、合金的熔炼 及浇注等诸多因素，易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷， 且往往组织疏松，晶粒粗大。二、充型能力的定义、影响它的三个因素：金属液的充型能力指金属液充满铸型
2、型腔，获得轮廓清晰、 形状准确的铸件的能力。影响因素：金属的流动性；铸型条件；浇注条件。三、影响流动性的因素；纯金属和共晶成分合金呈逐层凝固流动 性最好；影响充型能力的铸型的三个条件；浇注温度和压力对充 型能力是如何影响的：影响流动性的因素： 合金成分：纯金属和共晶成分的合金，结晶过程呈逐层凝 固方式，流动性好；非共晶成分的合金，呈中间凝固方式，流动 性较差；凝固温度范围过大，铸件断面呈糊状凝固方式，流动性 最差。结晶温度范围越窄，合金流动性越好。 合金的质量热容、密度和热导率：合金质量热容和密度越 大、热导率越小，流动性越好。影响充型能力的铸型的三个条件： 铸型的蓄热系数：铸型从其中金属液吸
3、收并储存热量的能 力。蓄热系数越大，金属液保持液态时间短，充型能力越低。在 型腔喷涂涂料，减小蓄热系数 铸型温度：铸型温度越高，有利于提高充型能力。 铸型中的气体：铸型的发气量过大且排气能力缺乏，就会 使型腔中气压增大，阻碍充型。浇注温度和压力对充型能力的影响： 浇注温度：提高浇注温度，延长保持液态的时间，从而提 高流动性。温度不能过高，否那么金属液吸气增多，氧化严重， 增大了缩孔、气孔、粘砂等缺陷倾向。 充型压力流动方向上的压力：充型压力越大，流动性 越好。但充型压力不宜过大，以免金属飞溅，加剧氧化，气体来 不及排出产生气孔、浇不到等缺陷。四、铸造时液态和凝固收缩易产生缩孔和缩松；固态收缩易
4、产生 应力、变形和裂纹：液态收缩金属在液态时，由于温度降低而发生的体积收缩 和凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩易残生缩孔和缩 松；固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩 是铸件产生铸造应力并进而引起变形、裂纹等缺陷的主要原因。五、何种合金易缩孔，何种合金易缩松；多出现于铸件的哪些部 位：缩孔易出现于纯金属、共晶合金和凝固温度范围窄的合金凝固时呈逐层凝固方式。出现于铸件最后凝固的部位。缩松易出现于凝固温度范围越宽的金属。出现于铸件的轴线 附件和热节部位。六、缩孔和缩松的防止措施。顺序凝固的定义和应用场合：防止措施：采用顺序凝固原那么设置冒口、冷铁；加压补缩；顺序凝固是使铸件按规定方
5、向从一局部到另一局部依次凝 固的原那么，经常是向着冒口设置于铸件厚部或内浇道设 置于铸件厚部方向凝固。对于热节部位，可设置冷铁以保证铸 件顺序凝固。应用场合：收缩较大、凝固温度范围较小的合金，如铸钢碳 硅含量低的灰铸铁、铝青铜等合金、壁厚差异较大的铸件。七、收缩应力的危害和减小措施：危害：铸件上某部位的收缩应力和热应力之和超过其抗拉压 强度时，就可能产生裂纹。减小措施：采取提高型芯砂的退让性，合理设置浇注系统和及时开箱落砂等措施。八、热应力产生的原因。能正确判断出铸件上何处产生拉应力、 何处产生压应力：原因:铸件在凝固和冷却过 程中，不同部位由于温差造成 不均匀收缩而引起的铸造应 力。细杆受压
6、一、粗杆受拉+细的局部拉长、粗的局部 压短，细的一半在外侧。九、减小和消除热应力的方法。同时凝固的定义和应用场合：减小和消除： 合理设计铸型构造，壁厚均匀，减小热节，壁及壁间采用 圆弧过度。 采用同时凝固原那么：使型腔内各局部金属液温差很小， 同时进展凝固的原那么。内浇道开于薄部、铸件厚部或热节处设 置冷铁。 去应力退火。应用场合：同时凝固适用于收缩较小的合金碳硅含量高的 灰铸铁和结晶温度范围宽倾向于糊状凝固的合金，同时也适用 于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀的薄壁铸件。十、能正确判断出铸件上何处产生何种变形，防止铸件变形的两种措施：防止变形措施：减小和消除铸造应力；反变形法；十一、冷裂纹和热
7、裂纹的特征，何时产生、防止措施：热裂：特征：断面严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶粒边界 产生和开展，外形曲折而不规那么。何时产生：铸件在凝固后期 或凝固后在较高温度下形成的裂纹。冷裂：特征：穿过晶粒延伸到整个断面，有金属光泽或微呈 氧化色，多为直线或圆滑曲线，常出现在受拉伸的部位，特别是 应力集中处。何时产生：铸件凝固后在较低温度下形成的裂纹。防治措施：减小和消除铸造应力、严格限制铸铁和铸钢中硫、 磷的含量，以降低其脆性。十二、合金的铸造性能的定义，常用铸铁和钢的铸造性能及用其 生产合格铸件需采取的措施：金属的铸造性能是指金属在铸造过程中获得外形准确、内部 健全的铸件的能力。灰铸铁：灰铸铁铸造性
8、能优良，凝固温度范围窄，铁液流动 性好。凝固时有石墨析出，收缩小。灰铸铁产生铸造缺陷的倾向 最小。生产时，采用同时凝固原那么，无需设置冒口。球墨铸铁：铸造性能位于灰铸铁及铸钢之间。铁液流动性较 差。收缩量大，易产生缩孔、缩松缺陷。生产时，设置冒口和冷 铁，采用顺序凝固原那么。铸钢：铸钢的铸造性能差。流动性差，易产生冷隔、浇不到、 夹杂、气孔等缺陷。收缩远大于铸铁，易产生缩孔、裂纹等缺陷。生产时，设置冒口和冷铁，采用顺序凝固的原那么。十三、砂型铸造的造型方法可分为手工造型和机器造型两大类， 各自的应用场合。十四、铸造工艺图定义和作用、铸件图和铸型装配图的作用。铸造工艺图：表达铸件分型面、浇冒口系
9、统、浇注位置、工艺参数、型芯构造尺寸、控制凝固措施等的图样。铸件图：又称为毛坯图，反映铸件实际形状、尺寸和技术要求的图样，是铸造生产、铸件检验和验收的主要依据。铸型装配图：表示合型后铸件各组元间装配关系的工艺图。十五、浇注位置和分型面的定义、选择原那么，能正确选择： 浇注位置是浇注时铸件在铸型内所处的位置。 重要加工面和主要工作面应处于底面或侧面；大平面应 尽可能朝下或采用倾斜浇注；薄壁局部应放在铸型的下部或侧 面；收缩大的铸件，为便于设置冒口，厚实部应位于上方。分型面是铸型组元间的结合面。铸件的机加工面和基准面；应尽量减少分型面数量，采 用平面作为分型面；尽量减少型芯、活块的数量；主要型芯
10、应尽量放在下半铸型中。十六、铸造工艺参数:铸件尺寸公差、要求的机械加工余量、铸件线收缩率、起模斜度、最小铸出孔和槽尺寸、芯头和芯座。十七、能正确绘制铸造工艺图。十八、合金的铸造性能和铸造工艺对零件构造各有何要求，具有 改错能力。铸造性能：1、铸件壁厚：铸件壁厚应适当；铸件壁厚应均匀； 内壁厚度应小于外壁；2、铸件壁的连接：转角处应采用圆弧过度；防止壁穿 插和锐角连接；应防止壁厚突变；3、防止铸件变形：力求壁厚均匀、构造对称或设置加强肋4、防止较大的水平面；5、减小轮形铸件的内应力；铸造工艺：1、铸件外形：应利于减少和简化铸型的分型面；侧凹 和凸台不应该阻碍起模；垂直于分型面和非加工面应具有起模
11、 斜度。2、铸件的内腔：内腔形状应利于制芯或者省去型芯； 利于型芯的固定、排气和清理；大件和形状复杂的可采用组合 构造。第三章 金属的塑性成形一、塑性成形的定义、优点、缺点：金属的塑性成形是利用外力使金属发生塑性变形，使其改变 形状、尺寸和改善性能、获得型材或锻压件的加工方法。优点：塑性成形使金属组织致密、晶粒细小、力学性能提 高；材料利用率高切削工作较小；生产效率高；毛坯或零 件的精度较高。缺点：制件形状较简单，模具投资较高。二、单晶体塑性变形：滑移；多晶体塑性变形：晶内滑移；晶粒间的相对滑动和转动。三、回复、再结晶定义、再结晶温度：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
12、位置，晶内剩余应力大大减小的现象。再结晶：塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶， 变为等轴晶粒的现象。回复温度约为0.25-0.30T熔T单位K再结晶温度约为0.4T熔T单位K四、冷成形、热成形、温成形的温度界限及应用再结晶温度以上的为热成型，回复温度以下的为冷成型，位 于回复温度到再结晶温度之间的为温成形。冷成形应用：冷轧、冷锻、冷冲压、冷拔等，常用于制造半 成品或成品。热成形应用：热轧、热锻、热冲压、热拔等，常用于毛坯或 半成品的制造。温成形应用：温锻、温挤压、温拉拔等，用于尺寸较大、材 料强度较高的零件或半成品制造。五、镦粗及拔长的锻造比的计算式，锻造流线的形成原因，设计 零件流线
13、如何分布会较合理：拔长：y 二 a。,A 二 L L 1镦粗：y 二 A/A 二 H H 10 0塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布，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。锻造流线分布：工作时最大正应力方向及流线方向一致，切 应力方向及流线方向垂直，且流线沿零件轮廓分布而不被切断。六、塑性成形性的衡量标准，影响因素：材料的塑性成形性常用塑性和变形抗力综合衡量。影响因素：1、材料本质的影响： 化学成分，纯金属塑性成形性优于合金、钢中合金元素越 多，塑性成形性越差。 金属组织：固溶体组织优于机械混合物、细晶组织优于粗 晶组织、热成型组织优于冷成型组织和铸态组织。2、
14、变形条件的影响：变形温度温度越高塑性越好；应变速率速率变大 塑性从变差到变好呈抛物线；应力状态压应力多，塑性好，切应力多塑性差七、自由锻造的特点、应用范围： 自由锻即用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下钻间 直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的加工 方法。自由锻设备的通用性好、工具简单；可锻大型件，锻件组织 细密、力学性能好。但操作技术要求高，生产效率低；锻件形状 较简单、加工余量大、精细度底。应用范围：自由锻主要用于单件、小批生产，且是特大型锻 件唯一的生产方式。八、正确绘制自由锻造的锻件图。正确选择变形工步： 锻件图是在零件图根底上考虑余块、机械加工余量、锻件公 差等因素
15、绘制的。工步：盘块类：锻粗冲孔；局部锻粗冲孔； 轴杆类：拔长；拔长切肩锻台阶；局部镦粗拔长； 圆筒类：锻粗冲孔芯轴拔长； 圆环类：锻粗冲孔芯轴扩孔； 弯曲类：拔长弯曲；九、自由锻造零件构造设计：改正错误构造：应防止锥面或楔形，尽量采用圆柱面或平行平面，以利于锻造； 各外表交接处应防止弧线或曲线，尽量采用直线或圆，以 利于锻制； 应防止肋板或凸台； 大件和形状复杂的锻件，可采用锻一焊、锻一螺纹连接等 组合构造，以利于锻造和机械加工。十、模型锻造的特点和应用范围：特点：模锻生产效率和锻件精度高、锻件形状可较复杂；但一般需专用设备和模具、投资较大、锻件重量较小。应用范围：适用于小型锻件的成批、大量生产。十一、锤模锻的锻模模膛分为制坯模膛和模锻模膛，模锻模膛可 分为预锻和终锻模膛，各自作用。飞边槽的作用，模锻件图是在 零件图的根底上，考虑哪些因素绘制出来的。预锻模膛的作用是使坯料接近锻件形状和尺寸，以使金属易 于充满终锻模膛。终锻模膛的作用
