材料成形工藝基礎

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1、1.1鑄件的凝固方式：逐層凝固，糊狀凝固，中間凝固影響鑄件凝固方式的因素：1合金的結(jié)晶溫度范圍（合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越傾向于逐層凝固）1.2充型能力：液態(tài)合金充滿型腔，獲得形狀完美，輪廓清晰的鑄件的能力影響合金流動性的因素：1合金的種類（不同合金因其結(jié)晶特性，粘度不同，其流動性亦不同。常用鑄造合金中灰鑄鐵，硅黃銅流動性最好，鋁合金次之，鑄鋼最差）2合金的成分3澆注條件（灰口鑄鐵的澆注溫度為1200-1300℃，鑄鋼為1520-1620℃，鋁合金680-780℃）合金的收縮：鑄造合金從澆注，凝固直至冷卻到室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的

2、現(xiàn)象稱為收縮。收縮是合金的物理本性，在鑄造過程中，因收縮可能會導致鑄件產(chǎn)生縮孔，縮松，應力，變形和裂紋等缺陷。收縮的三個階段：液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮縮孔的形成：防止鑄件內(nèi)部出現(xiàn)縮孔的工藝措施是使鑄件實現(xiàn)定向凝固。冒口為鑄件的多余部分，清理鑄件時予以去除，即可得到無縮孔的致密鑄件。冷鐵的作用是加快鑄件局部的冷卻速度，實現(xiàn)鑄件的定向凝固。鑄件在凝固末期，其固態(tài)收縮若受到阻礙，鑄件內(nèi)部將產(chǎn)生內(nèi)應力。分為熱應力，收縮應力和相變應力。熱應力使冷卻較慢的后壁處或心部受拉伸，冷卻較快的薄壁處或表面受壓縮。鑄件的壁厚差別越大，合金的線收縮率或彈性模量越大，熱應力

3、越大。同時凝固工藝：是指采取一定的工藝措施，使鑄件各部分無溫差或溫差盡量小，幾乎同時進行凝固。對鑄件進行時效處理時消除鑄造內(nèi)應力的有效措施。時效處理分自然時效，熱時效和共振時效。熱時效又稱去應力退火，是將鑄件加熱到550-650℃，保溫2-4h，隨爐慢冷至150-200℃，然后出爐。共振時效是將鑄件在其共振頻率下震動10-60min，以消除鑄件中的殘留應力。熱裂：一般是在凝固末期，金屬處于固相線附件的高溫時形成的。熱裂紋的特征是裂紋短，縫隙較寬，形狀曲折，裂口表面氧化較嚴重。2.1鑄鐵的分類：白口鑄鐵，灰口鑄鐵，麻口鑄鐵?；铱阼T鐵：灰口鑄鐵又根據(jù)石墨形

4、態(tài)的不同分為1普通灰口鑄鐵，簡稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀；2可鍛鑄鐵，其石墨呈團絮狀3球墨鑄鐵，其石墨呈球狀4蠕墨鑄鐵，其石墨呈蠕蟲狀?；诣T鐵的顯微組織一般是由珠光體，珠光體-鐵素體，鐵素體的基本分布著片狀石墨所組成的?；诣T鐵的組織結(jié)構可以視為在鋼的基體中嵌入了大量石墨片。耐磨性：灰鑄鐵摩擦面上形成了大量顯微凹坑，能起儲存潤滑作用，使摩擦副內(nèi)容易保持油膜的連續(xù)性。同時，石墨本身也是良好的潤滑劑，當其脫落在摩擦面上時，可起潤滑作用。因此，灰鑄鐵的耐磨性比鋼好，適于制造導軌，襯套，活塞環(huán)等?；诣T鐵的孕育劑占鐵水質(zhì)量的0.25%-0.6%，其材料一般為含Si75

5、ω%的硅鐵?；诣T鐵的牌號：用HTXXX表示，數(shù)值表示其最低抗拉強度MPa球墨鑄鐵的鑄態(tài)組織由珠光體，鐵素體，球狀石墨，以及少量自由滲碳體組成。球墨鑄鐵孕育劑的主要作用是促進石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向。常用的孕育劑為含硅75ω%的硅鐵，加入量為鐵水質(zhì)量的0.4-1.0%。球墨鑄鐵的牌號：用QTXXX-XX表示，前面一組數(shù)字表示最低抗拉強度，后一組數(shù)字表示最低斷后延伸率?？慑戣T鐵可鍛鑄鐵的牌號：用KTH（可鐵黑）,KTZ（可鐵珠）,KTB（可鐵白）與倆組數(shù)字表示。兩組數(shù)字分別表示最小抗拉強度和斷后伸長率。例：KTH350-10鑄造黃銅是以鋅為主要

6、合金元素的銅基合金，只有銅鋅兩個元素構成的黃銅稱普通黃銅。課后習題：10.下列鑄件應選用哪類鑄造合金？為什么？車床床身:灰鑄鐵摩托車發(fā)動機：鑄造鋁合金壓氣機曲軸：球墨鑄鐵火車車輪：鑄鋼自來水龍頭：鑄造銅合金汽缸套：蠕墨鑄鐵熔模鑄造的工藝過程包括：制造蠟模，制殼，脫蠟，焙燒，澆注等。離心鑄造的分類1立式離心鑄造（適用于高度不大的盤，環(huán)類鑄件）2臥式離心鑄造（適用于長度較大的套筒及管類鑄件）離心鑄造的特點及應用內(nèi)孔自由表面粗糙，尺寸誤差大，質(zhì)量差不適于密度偏析大的合金及鋁，鎂等輕合金。主要用于大批生產(chǎn)管，筒鑄件。鑄件的外形應便于取出模型（1避免外部側(cè)凸2分

7、型面盡量平直3凸臺，筋條的設計）鑄件要有結(jié)構斜度：鑄件上垂直于分型面的不加工表面，最好具有結(jié)構斜度，這樣起模省力，鑄件精度高。鑄件壁厚應均勻：鑄件各部分壁厚若相差過大，厚壁處會產(chǎn)生金屬局部積聚形成熱節(jié)，凝固收縮時在熱節(jié)處易形成縮孔，縮松等現(xiàn)象。鑄件壁的鏈接：避免十字交叉和銳角連接。鑄件結(jié)構應盡量減少鑄件收縮受阻，防止變形和裂紋1盡量使鑄件能自由收縮2采用對稱結(jié)構防止鑄件變形鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件結(jié)構特點，技術要求，生產(chǎn)批量，生產(chǎn)條件等確定鑄造方案，編制工藝規(guī)程。包括：澆注位置，鑄型分型面，型芯的數(shù)量，形狀及其固定方法，加工余量，拔模斜度，收縮率，澆注系

8、統(tǒng)，冒口，冷鐵尺寸和布置等。澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置。分型面為鑄件組之間的