金屬材料的成型工藝(已修改)
2025-03-06 08:56 本頁面
【正文】 第二章 金屬材料的成型工藝 41 鑄造工藝 42 壓力加工工藝 43 金屬與金屬的連接 44 金屬的切削加工工藝 45 金屬材料的表面裝飾技術(shù) 41 鑄造工藝 一 . 鑄造發(fā)展歷程 我國的金屬鑄造生產(chǎn)，歷史悠久，成就輝煌。古代勞動人民通過世代相傳的長期生產(chǎn)實踐，創(chuàng)造了具有我國民族特色的傳統(tǒng)鑄造工藝，其中以 泥范 、 鐵范和 熔模鑄造 最重要，稱為古代三大鑄造技術(shù)。 20世紀(jì)以來鑄造業(yè)的重大進(jìn)展中， 灰鑄鐵的孕育處理和化學(xué)硬化砂造型 這兩項新工藝有著特殊的意義 。 二 . 鑄造的基本概念及方法 金屬鑄造 是將熔融態(tài)的的金屬澆入鑄型后，冷卻凝固成為具有一定形狀鑄件的工藝方法。 一般分為： 砂型鑄造方法 和 特種鑄造方法 （熔模鑄造、金屬性鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、連續(xù)鑄造等） 手工造型 機(jī)器造型 金屬型鑄造 熔模鑄造 壓力鑄造 低壓鑄造 陶瓷型鑄造 離心鑄造 液態(tài)成型工藝 砂型鑄造 特種鑄造 鑄造成型工藝的特點： 優(yōu)點： ① 適應(yīng)性強(qiáng)。 不受零件大小、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，在大件的生產(chǎn)中，鑄造的優(yōu)越性有為顯著。 ② 成本低廉。鑄造使用的原材材料成本低，單件小批量成產(chǎn)時，設(shè)備投資少。 缺點：容易出現(xiàn)鑄造缺陷（縮孔、疏松、氣孔、砂眼等），工序繁多，廢品率較高。 常用鑄造金屬材料： 鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等。 砂型鑄造 手工造型分型方案選定 砂型鑄造的注意事項 ： （ 1）力求鑄件的外形簡單，輪廓平直。 （ 2）內(nèi)腔設(shè)計成開口結(jié)構(gòu)要有拔模斜度。 （ 3）砂型鑄造表面粗糙，不適宜做表面精度要求較高的的產(chǎn)品。 （ 4）壁厚要均勻，最小壁厚不得小于合金的最小壁厚，內(nèi)壁厚度應(yīng)比外壁薄，防止應(yīng)力和裂紋。 （ 5）鑄件表面設(shè)計應(yīng)避免采用凸線和凹溝。 特種鑄造 特種鑄造 （石蠟鑄造） 熔模鑄造的注意事項： （ 1）鑄型沒有分形面，不必考慮起模的問題。 （ 2）熔模鑄造只適用于質(zhì)量小于 25千克的小鑄件。 （ 3）鑄件的壁厚應(yīng)保持均勻，太厚處應(yīng)設(shè)有孔的方法改進(jìn)。 主要應(yīng)用：各種造型精美的、帶有花紋和文字的鐘鼎和器皿。 （永久型鑄造） 注意事項： （ 1）通常使用金屬鑄型和型芯，無退讓性，鑄件的形狀簡單。 （ 2）金屬型的鑄型和型芯制造困難，成本高，所以鑄件的質(zhì)量不易太大。 （ 3）受鑄型的限制，金屬型鑄件合金熔點不宜太高。 主要應(yīng)用：內(nèi)燃機(jī)的鋁殼、氣缸體、缸蓋、油泵殼體等 注意事項： （ 1）使用金屬鑄造型和型芯，無退讓性，鑄件的形狀設(shè)計的盡量簡單。 （ 2）壓力鑄造使用的鑄型和型芯，制造困難，成本高，鑄件不可能太大。同時受壓鑄機(jī)的噸位限制。 （ 3）可以鑄造表面清晰的花紋、圖案及文字，可獲得滿意的外觀質(zhì)量 .可以直接鑄出螺紋、小孔、齒形等，但是一般不能鑄內(nèi)螺紋。 注意事項： （ 1）離心鑄件的內(nèi)表面質(zhì)量差，孔的尺寸不易控制。 （ 2）對于內(nèi)孔待加工的機(jī)械零件，采用加大內(nèi)孔的加工余量的方法。 主要應(yīng)用：鑄鐵管，缸套及滑動軸承，也可以采用熔模殼離心澆注刀具、齒輪等。 42 金屬塑性加工工藝 金屬塑性加工 ： 是指在外力作用下，使金屬坯料產(chǎn)生預(yù)期的塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的毛坯或零件的加工方法。 優(yōu)點 ： 利用金屬塑性成型過程不僅能得到強(qiáng)度高、性能好的產(chǎn)品，且多數(shù)成型過程具有生產(chǎn)效率高，材料消耗少等優(yōu)點。 金屬塑性加工的分類方法： 軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模型鍛造、板料沖壓。 通常軋制、擠壓、拉拔主要是生產(chǎn)各類型材、板材、管材和線材等二次加工的原料。 按變形溫度則可分為： （ 1） 熱鍛壓 工件加熱到再結(jié)晶溫度以上的鍛壓。提高溫度能改善金屬的塑性，使之不易開裂。當(dāng)金屬有足夠的塑性和變形量不大時，或變形總量大而所用的鍛壓工藝有利于金屬塑性變形時，常改用冷鍛壓。 （ 2） 溫鍛壓 工件加熱到超過常溫但又低于再結(jié)晶溫度的鍛壓。其精度較高，表面較光潔，變形抗力不大。 （ 3） 冷鍛壓 工件在常溫下的鍛壓。冷鍛壓成形的工件，形狀和尺寸精度高，表面光潔，加工工序少，便于自動化生產(chǎn)。當(dāng)加工工件大、厚，材料強(qiáng)度高、塑性低時，都采用熱鍛壓。 （ 4） 等溫鍛壓 工件在整個成形過程中溫度保持不變。等溫鍛壓是為了充分利用某些金屬在某一溫度下所具有的高塑性，或為了獲得特定的組織和性能，所需費用較高，僅用于特殊的鍛壓工藝，如超塑成形。 鍛造基礎(chǔ)知識 鍛造 是對金屬坯料（不含板材）施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能 ,用以制造機(jī)械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。 根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進(jìn)行的鍛造，針對鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個成型溫度區(qū)域。一般地講，在有再結(jié)晶的溫度區(qū)域的鍛造叫熱鍛，不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。 根據(jù)坯料的移動方式，鍛造可分為 自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。 根據(jù)鍛模的運動方式，鍛造又可分為 擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。 鍛件與鑄件相比，一般說來，鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外， 鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性， 使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整，可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長的使用壽命 。采用精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無法比擬的。 金屬經(jīng)過鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能 。 軋制： 將金屬靠摩擦力的作用，連續(xù)通過軋機(jī)上兩個相對回轉(zhuǎn)軋輥之間的空隙，進(jìn)行壓延變形成為型材（如圓鋼、方鋼、工字鋼等）的加工方法。
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