金屬工藝學總結

2021-12-21 15:16:19 字數 4905 閱讀 2118

名詞解釋

1.將液態金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以獲得毛坯或零件的生產方法,稱為鑄造。

2. 砂型鑄造:就是把液體金屬澆注到砂型中,從而獲得鑄件的鑄造方法。它是傳統的鑄造方法,適用於各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產。

3.造型.用型砂及模樣等工藝裝備製造鑄件的過程。

4.造芯.製備型芯的過程

5.澆注系統.為了使金屬液進入型腔和冒口而開設在鑄型中的一系列的通道

6.流動性. 液態合金本身的流動能力。

7.收縮性. 鑄造合金從澆注、凝固到冷卻至室溫的過程中,其體積或尺寸縮減的現象

8.特種鑄造. 鑄型用砂較少或不用砂、採用特殊工藝裝備進行鑄造的方法。

9.壓力鑄造.簡稱壓鑄,是把液態或半液態合金加壓(比壓約為5~150mpa)注入金屬鑄型內的一種鑄造方法

10.冷變形強化.隨著金屬冷變形程度的增加,金屬材料的強度和硬度都有所提高,但塑性有所下降,這種現象叫冷變形強化

11.再結晶.當加熱溫度較高時,塑性變形的金屬及其被拉長的晶粒重新生核,變為細小,均勻等軸晶粒的過程

12.餘塊.指鍛件的某個部位新增一部分金屬,以簡化鍛件的外形。

13.熱加工. 在金屬的再結晶溫度以上的塑性變形加工稱為熱加工,例如鋼材的熱鍛和熱軋。

14.可段性. 金屬的可鍛性是衡量材料在經受壓力加工時獲得優質製品難易程度的工藝效能。可鍛性常用塑性和變形抗力來衡量。金屬的可鍛性取決於金屬的本質和加工條件

15鍛造流線.

16.鍛造比

17.焊接是兩種或兩種以上的材料(同種或異種)通過原子或分子之間的結合和擴散造成永久性聯接的工藝過程。

18.熔焊.. 將工件焊接處區域性加熱到熔化狀態,形成熔池(通常還加入填充金屬),冷卻結晶後形成焊縫,被焊工件結合為不可分離的整體。

19.壓焊. 在焊接過程中無論加熱與否,均需要加壓的焊接方法。

20.釺焊. 採用熔點低於被焊金屬的釺料(填充金屬)熔化之後,填充接頭間隙,並與被焊金屬相互擴散實現連線。釺焊過程中被焊工件不熔化,且一般沒有塑性變形。

21.焊接性.在採用一定焊接方法、焊接材料、工藝引數及結構形式的條件下,獲得優質焊接接頭的難易程度,即其對焊接加工的適應性。

包括兩個方面1.接合效能(工藝焊接性):在給定的焊接工藝條件下,形成完好焊接接頭的能力,特別是接頭對產生裂紋的敏感性.

2.使用效能(使用焊接性):已焊成的焊接接頭在使用條件下安全執行的能力,包括焊接接頭的力學效能和其它特殊效能(如耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等)。

22焊條電弧焊.是利用焊條與工件間產生電弧熱,手工操作將工件和焊條熔化而進行焊接的方法。

24.氣體保護焊是利用氣體流保護電弧及熔池,以保證焊縫質量的一種電弧焊工藝。

常用的保護氣體有氬氣、氦氣、氫氣、氮氣和co2氣體,也有使用混合氣體保護的。

25.電阻焊是利用電流通過焊件及其接觸處產生的電阻熱,將連線處加熱到塑性狀態或區域性熔化狀態,再施加壓力形成接頭的焊接方法。屬於壓力焊。

26..電阻焊.是利用電流通過焊件及其接觸處產生的電阻熱,將連線處加熱到塑性狀態或區域性熔化狀態,再施加壓力形成接頭的焊接方法。屬於壓力焊。

砂型鑄造

特種鑄造:熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造、

實型鑄造等等。

合金的流動性

1.概念:液態合金本身的流動能力。

合金的流動性越好,充型能力越強,越便於澆鑄出輪廓清晰、薄而複雜的鑄件;同時,有利於非金屬夾雜物和氣體的上浮與排除,還有利於對合金冷凝過程所產生的收縮進行補縮。反之,流動性差的合金,充型能力也較差,在不利的情況下,則可能產生澆不足、冷隔的缺陷。

2.兩種缺陷的形式及其區別:

澆不足:液態金屬在澆滿鑄型前停止流動,屬於形狀、尺寸和重量不合格類缺陷;

冷隔:在鑄件上有未完全融合的焊縫,屬於表面缺陷。

3.充型壓力:液態合金所受的壓力越大,充型能力越好。

4影響充型能力因素:內部外部

5收縮的3個階段:

(1)液態收縮:從澆注溫度到凝固開始溫度(即液相線溫度)間的收縮。

(2)凝固收縮:從凝固開始溫度到凝固終止溫度(即固相線溫度)間的收縮。

(3)固態收縮:從凝固終止溫度到室溫間的收縮。

6縮孔:集中在鑄件上部或最後凝固部位容積較大的孔洞。縮孔:主要出現在傾向於逐層凝固的合金中,

7縮松:分散在鑄件某區域內的細小縮孔。主要出現在傾向於糊狀凝固的合金中或斷面較大的鑄件壁中

8鑄件的凝固方式

在鑄件的凝固過程中,其斷面上一般存在三個區域,即固相區、凝固區和液相區。

劃分依據:凝固區的寬窄

(1)逐層凝固:合金在恆溫下結晶時,在凝固過程中不存在液、固並存的凝固區。隨著溫度下降,固體層不斷加厚、液體層不斷減少,直達鑄件中心。導致縮孔!

在常用合金中,灰鑄鐵、鋁矽合金等傾向於逐層凝固。

(2)糊狀凝固:如果合金的結晶溫度範圍很寬,且鑄件的溫度分布較為平坦,則在凝固的某段時間內,鑄件表面不存在固體層,而是液、固並存的凝固區貫穿整個斷面。導致縮松!!

在常用合金中,球墨鑄鐵、錫青銅、鋁銅合金等傾向於糊狀凝固。

(3)中間凝固:如果合金的結晶溫度範圍較窄,鑄件斷面上的凝固區域寬度介於逐層凝固與糊狀凝固之間;則稱為中間凝固。在常用合金中,大多數屬於中間凝固。

合金的液態收縮和凝固收縮表現為合金體積的收縮,稱為體收縮。在體收縮得不到液體的補充時易形成縮孔、縮松的缺陷。

合金的固態收縮不僅引起合金體積上的縮減,同時更明顯地表現在鑄件尺寸上的縮減,稱為線收縮。線收縮易導致內應力、裂紋和變形的產生。

9防止縮孔,縮松實現順序凝固(定向凝固)

順序凝固:在鑄件可能出現縮孔的厚大部位,通過安放冒口等工藝措施,使鑄件上遠離冒口的部位最先凝固(圖2-9i),爾後是靠近冒口的部位凝固(圖2-9ⅱ、ⅲ),冒口本身最後凝固。按照這樣的凝固順序,先凝固部位的收縮,由後凝固部位的金屬液來補充;後凝固部位的收縮,由冒口中的金屬液來補充,從而將縮孔轉移到冒口中。

.10防止內應力措施:同時凝固:盡量減小鑄件各部位間的溫度差,使其均勻地冷卻。

11熱應力的分布規律:冷速慢(如鑄件的厚壁或心部)受拉,冷速快(如鑄件的薄壁或表層)受壓。

12裂紋:當鑄造內應力超過金屬的強度極限時,便將產生裂紋。根據裂紋產生時間的不同,可分為兩類:

1.熱裂:產生於高溫階段。

影響因素:

(1)合金性質:結晶溫度範圍越大,熱裂傾向越大。

(2)鑄型阻力:阻力越大,熱裂傾向越大。

2.冷裂:產生於再結晶溫度以下。

影響因素:塑性越好的合金,其內應力可以通過塑性變形自行消除,因此冷裂傾向小。

13澆注位置的選擇:

1.重要加工面或主要工作面應朝下

因為鑄件上表面的氣孔、夾渣等缺陷通常比下部多,組織也不如下面緻密。如果這些加工面難以朝下,則應盡力使其位於側面。當鑄件的重要加工面有數個時,則應將較大的平面朝下。

2.鑄件的大平面應朝下

鑄件的大平面若朝上,容易產生夾砂缺陷,這是由於在澆注過程中金屬液對型腔上表面有強烈的熱輻射,型砂因急劇熱膨脹和強度下降而拱起或開裂,於是鑄件表面形成夾砂缺陷。因此,平板、圓盤類鑄件的大平面應朝下

3.大面積薄壁部分應放在鑄型的下部或使其處於垂直或傾斜位置

以防止澆不足或冷隔的缺陷。如圖2-29為油盤鑄件的合理澆注位置。

4.對於容易產生縮孔的鑄件,其厚大部分應放在鑄型的上部或側面

以便在鑄件厚壁處直接安置冒口,使之實現自下而上的定向凝固。如前述之鑄鋼捲揚筒,澆注時厚端放在上部是合理的;反之,若厚端在下部,則難以補縮。如圖2-30所示為鑄鋼雙排鏈輪的澆注位置。

14鑄型分型面的選擇

1.應使造型工藝簡化。如盡量使分型面平直、數量少,避免不必要的活塊和型芯等。

2.應盡量使鑄件全部或大部分位於同一砂箱,以保證鑄件的精度。

3.為便於造型、下芯、合箱和檢驗鑄件的壁厚,應盡量使型腔及主要型芯位於下箱。

15結構設計

一、合理設計鑄件的壁厚

由於鑄造合金的流動性各不相同,所以在相同的砂型鑄造條件下,不同鑄造合金所能澆注出鑄件的「最小壁厚」也不相同。若所設計鑄件的壁厚小於該「最小壁厚」,則容易產生澆不足、冷隔等缺陷。鑄件的「最小壁厚」主要取決於合金的種類和鑄件的大小。

設計鑄件時,還必須考慮到厚大截面的承載能力並非按截面積成比例增加。這是由於心部的冷卻速度緩慢、晶粒較粗大,而且容易產生縮孔、縮松、偏析等缺陷,因此,不應單純以增加壁厚來提高鑄件的承載能力

二.若鑄件各部分壁厚差別過大,則易於產生縮孔、縮松、裂紋等缺陷。必須指出,所謂鑄件壁厚均勻性是使鑄件各壁的冷卻速度相近,並非要求所有壁厚完全相同。檢查鑄件壁厚的均勻性時,必須將鑄件的加工餘量考慮在內。

因為有時不包括加工餘量時看似比較均勻,但包括加工餘量之後,熱節卻很大。

三、鑄件壁的聯接

1.鑄件壁間轉角處一般應有結構圓角,以免金屬積聚,防止產生縮孔、縮松、應力集中及裂紋等缺陷。鑄造內圓角的大小應與鑄件的壁厚相適應。

通常應使轉角處內接圓直徑小於相鄰壁厚的1.5倍,過大則增大了轉角處縮孔傾向。

2.避免銳角聯接,以減小熱節和內應力。若兩壁間的夾角小於90°

3.厚壁與薄壁間的聯接要逐步過渡。鑄件各部分的壁厚往往難以做到均勻一致,甚至存在很大差別。為了減少應力集中現象,應採用逐步過渡的方法,防止壁厚的突變。

4.防裂筋的應用。為防止熱裂,可在鑄件易裂處增設防裂筋

5.減緩筋、輻收縮的阻礙。

16自由鍛工序:基本工序、輔助工序和修整工序。

基本工序:使金屬坯料產生一定程度的塑性變形,以得到所需形狀、尺寸或改善材質效能的工藝過程。

它是鍛件成形過程中必需的變形工序,如鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭轉和錯移等。實際生產中最常用的是鐓粗、拔長和沖孔三個工序。

輔助工序:為使基本工序操作方便而進行的預變形工序稱為輔助工序(壓鉗口、切肩等)。

修整工序:用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序(如校正、滾圓、平整等)。

模膛按其功能分模鍛模膛、製坯模膛。

17選定分模面的原則是:

(1) 應保證模鍛件從模膛中取出。一般情況,分模面應選在模鍛件

的最大截面處。

(2) 應使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致,以便發現錯模現象。

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