【正文】 因此陶瓷材料的應(yīng)用在很大程度上也受其加工性能的限制。 例如高周疲勞斷裂 材料的強(qiáng)度在 σ ＜ 1400MPa范圍內(nèi) 強(qiáng)度越高，疲勞強(qiáng)度亦高 若材料的強(qiáng)度在 σ ＞ 1400Mpa范圍 疲勞壽命隨強(qiáng)度的增加反而降低 在利用具體性能指標(biāo)進(jìn)行選材時，必須注意實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)、手冊性能數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式的局限性。 特殊功能 導(dǎo)電性 、 磁性 、 熱膨脹性 、 比重 、 外觀等 。 典型零件選材及工藝分析 167。焊接缺陷主要發(fā)生的部位可為表面缺陷和內(nèi)部缺 陷兩類。 6）焊縫位置應(yīng)便于焊接操作。含碳量 WC﹪ 的碳素鋼 和含碳量 WC﹪ 的合金鋼焊接性不好，盡量避免采用。 六、有色金屬的焊接 銅及銅合金的焊接 工業(yè)上常用的銅及銅合金又純銅、 黃銅和青銅等。因此焊條電弧焊時，應(yīng)采用小線能量、快速不擺動焊，以及 解除腐蝕介質(zhì)的內(nèi)表面焊縫最后焊等工藝措施。 強(qiáng)度級別較低的低合金鋼合金元素少，碳當(dāng)量低，焊好， 一般不需預(yù)熱。焊接性受材料、焊接方法、構(gòu)件類型 及 使用要求 四個因素的影響。 根據(jù)前料熔點(diǎn)不同，釬焊可分為軟釬焊和硬釬焊。 （ 2）閃光對焊 將焊件裝配成對接接頭加緊在電極上，接 通電源，并使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸，利用電阻熱加熱這 些接觸點(diǎn)，使端面金屬熔化，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù) 定溫度時，迅速加壓并斷電，使熔化金屬自結(jié)合擠出，并產(chǎn)生大 量塑性變形使焊件焊合。 六、電阻焊 工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸 面積鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法稱為電阻焊。 常用于碳鋼、合金鋼何不銹鋼的焊 接。 由于上述特點(diǎn)，氬弧焊幾乎可以焊接所有的金屬和合金，但 氬氣較貴，成本高。 埋弧焊的焊接過程如圖： 埋弧焊與焊條電弧焊相比， 有如下特點(diǎn)： （ 1）生產(chǎn)率高 （ 2）焊接質(zhì) a量高且穩(wěn)定 （ 3）節(jié)約金屬材料和電能 （ 4）勞動條件好 但埋弧焊適應(yīng)性差，通常只 焊接直縫和環(huán)縫，只能平焊。 2）焊條按熔渣的性質(zhì)分兩類，即酸性焊條和堿性焊條。 2)當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流增大，電弧電壓應(yīng)急劇下降； 3)還應(yīng)保證焊條與焊件短路時短路電流不應(yīng)太大； 4)焊接電流應(yīng)能靈活調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的焊件與焊條的要求。 焊接應(yīng)力與變形的產(chǎn)生 焊件的局部加熱和冷卻，使焊 縫區(qū)金屬加熱時的熱膨脹量及冷卻時的收縮量較其他區(qū)域都大， 并受兩側(cè)金屬制約，受熱膨脹是不能自由伸長而被塑性壓縮， 向厚度方向展寬；冷卻時同樣不能自由縮短，尤其當(dāng)焊縫區(qū)金 屬溫度降至彈性變形階段以后，由于焊件各部分收縮不一致必 然導(dǎo)致焊縫區(qū)乃至整個焊件產(chǎn)生應(yīng)力與變形。當(dāng)使用交流弧焊電源時，由于陰極由于極性是交替變化的，因此兩個極區(qū)的溫度和熱量分布基本相等。 焊接的應(yīng)用 焊接與其他加工方法相比，具有適應(yīng)性廣，節(jié)約金屬材料 ，可生產(chǎn)要求 密封性的構(gòu)件，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化等優(yōu)點(diǎn)。 焊接的分類 焊接是 19世紀(jì)末 20世紀(jì)初發(fā)展起來的新興技術(shù)，目前已成為具有幾十種 焊接方法的學(xué)科。 用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜壓作用下，抑 制剪裂紋的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法。 3）能獲得質(zhì)量輕、材料消耗少、強(qiáng)度和剛度較高的零件。 蒸汽 空氣模鍛錘 如 右圖所示 （ 1）繪制模鍛件圖 （ 2）確定模鍛工步 （ 3）坯料計(jì)算 （ 4）選擇模鍛設(shè)備 （ 5）安排修整工序 二、模鍛 設(shè)計(jì)模鍛零件時，應(yīng)根據(jù)模鍛特點(diǎn) 和工藝要求，使零件結(jié)構(gòu)符合下列要求： （ 1）模鍛件應(yīng)具有合理的分段面、模鍛斜度和圓角半徑。 2〉 鍛件有幾個簡單幾何體構(gòu)成時，幾何體的交接處不 應(yīng)形成空間曲線， 如圖 353所示 結(jié)構(gòu)。 167。 1. 金屬的本質(zhì) 1）化學(xué)成分 碳鋼 〉 合金鋼 低合金鋼 〉 高合金鋼 2）金屬組織 純金屬與固溶體具有良好的鍛造性能，而 碳化物的鍛造性能差。 3）生產(chǎn)率高，適于澆注流動性差的合金，薄壁件及雙金屬件。 4）生產(chǎn)效率很高，生產(chǎn)過程易于實(shí)現(xiàn) 機(jī)械化和自動化 。 3 鑄件結(jié)構(gòu)要便于后續(xù)加工 圖 227所示為電機(jī)端蓋鑄件。 減小壁厚，為了保證鑄件的強(qiáng)度，可采用加強(qiáng)筋等結(jié)構(gòu) 。 熱壓室式壓鑄示意圖 冷壓室臥式壓鑄示意圖 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性： 通常是指鑄件本身結(jié)構(gòu)符合鑄造生產(chǎn)要求，即便與整個工藝過程的進(jìn)行，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。 4）金屬型鑄造的主要缺點(diǎn)是金屬型無透氣和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋等缺陷。 返回目錄 金屬型鑄造主要工藝過程包括： 1）預(yù)熱 金屬型預(yù)熱溫度主要通過試驗(yàn)來確定，一般不低于150℃ 。 2）鑄件 精度和表面質(zhì)量高 。 5）盡量放在 需加工部位 ，便于清理。 型芯頭尺寸包括： 1）芯頭長度； 2）芯頭斜度 。 4）鑄件的 大平面盡可能朝下 。 3）盡量 減少分型面的 數(shù)量。 ? 鑄造工藝圖的設(shè)計(jì)要遵循下列程序： 1）零件的 技術(shù)條件和結(jié)構(gòu)工藝性 分析。 鑄鋼的熔點(diǎn)高， 容易產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋 等缺陷，所以，鑄鋼件往往要 設(shè)置數(shù)量較多、尺寸較大的冒口，采取順序凝固 原則。 固態(tài)收縮 —— 從凝固完畢時的溫度冷卻到室溫之間的收縮。為改善鑄型的充填條件，在設(shè)計(jì)鑄件時必須保證其壁厚不小于規(guī)定的“最小壁厚”（ 表 1），在鑄造工藝上也應(yīng)采取相應(yīng)措施。 鑄造工藝特點(diǎn) 鑄件的質(zhì)量與合金的鑄造性能密切相關(guān)。第八章 材料的液態(tài)成形工藝 鑄造：將液態(tài)金屬澆鑄到具有與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型 型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛胚或零件的生產(chǎn)方法。合金的鑄造性是指在鑄造過程中表現(xiàn)出來的工藝性能，如 流動性、收縮性、吸氣性、各部位的成分不均勻性 等。 返回目錄 表 1 ? 鑄件尺寸/mm 鑄鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 鋁合金 銅合金 200 200 8 46 6 5 3 35 200 200500 500 1012 610 12 8 4 68 500 500 1520 1520 6 二、合金的凝固特性 合金從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變成為凝固或一次結(jié)晶。 影響收縮的因素 1）化學(xué)成分 不同成分合金的收縮率不同 （表３－３） 列出了幾種鐵碳合金的體收縮率 合金種類 含碳量（ ﹪ ） 澆注溫度/℃ 液態(tài)收縮率（ ﹪ ） 凝固收縮率（ ﹪ ） 固態(tài)收縮率（ ﹪ ） 總體收縮率（ ﹪ ） 碳素鑄鋼 1610 白口鑄鐵 1400 ~ 12~ 灰鑄鐵 1400 ~ ~ 2）澆注溫度 澆注溫度主要影響液態(tài)收縮。 ? 3鑄造有色金屬 常用鑄造有色和金柚鋁合金、銅合金等，它們大都具有 流動性好、收縮性大、容易吸氣和氧化 等鑄造特點(diǎn)。 2）選擇 鑄造及造型方法 。 4）盡量 減少型芯 的數(shù)量。 ? 工藝參數(shù)主要 有加工余量、拔 /起模斜度、鑄造收縮率、最小鑄出孔、型芯和鑄造圓角 等。 ? 圓角： 所謂鑄造 圓角 是指制造模樣時，壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過渡。 模樣及芯盒 鑄型的組成結(jié)構(gòu) 造型方法的選擇： ? 1 手工造型 1）按模樣特征分： 整模造型、分模造型、活塊造型、刮板造型、假箱造型、挖砂造型、實(shí)物造型 等 2）按砂箱特征分： 兩箱造型、三箱造型、地坑造型、脫箱造型等 ? 2 機(jī)器造型 機(jī)器造型使用機(jī)器來完成 填砂、緊實(shí)和起模 等造型的操作過程，是現(xiàn)代化鑄造車間的基本造型方法。 3）適用于各種合金鑄件，特別適合 高熔點(diǎn)、難加工、形狀復(fù)雜的高合金鋼 鑄件，如高速鋼刀具，不銹鋼葉片、葉輪等。 2）噴涂料 金屬型表面應(yīng)噴一層耐火涂料（厚度為 ），以保護(hù)型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。 三、 壓力鑄造 壓力鑄造時將熔融的金屬在高壓下 快速壓入 壓型，并在壓力下凝固，以獲得鑄件的方法。 1. 鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)利于 簡化鑄造工藝 為了簡化造型、造芯及減少工裝制造工作量，便于下芯和清理，對鑄件結(jié)構(gòu)又如下要求： （ 1）鑄件外形應(yīng)盡量簡單 返回 目錄 鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 （ 2）鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造工藝要求 鑄件的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)采用 型芯 來形成，這將延長生產(chǎn)周期，增加成本，因此，設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量不用或少用型芯。 (2)鑄件壁厚力求均勻 鑄件壁厚均勻，減少后大面積，可防止形成熱節(jié)及產(chǎn)生縮孔、縮松、晶粒粗大等缺陷，并能減少鑄造熱應(yīng)力及所導(dǎo)致的變形和裂紋等缺陷。原設(shè)計(jì)圖 a不便于裝夾，該為圖 b代工藝搭子的結(jié)構(gòu)，能在一次裝夾中完成軸孔 ∮ d和定位環(huán) ∮ D的加工，并能較好的保證同軸度的要求。 5）壓鑄時，高速液流會包住大量空氣，凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔，故壓鑄件 不宜進(jìn)行較多余量的切削加工 ，以免氣孔外露。 4）鑄件易產(chǎn)生偏析，內(nèi)孔尺寸不準(zhǔn)確，內(nèi)表面粗糙。 2. 變形條件 1）變形溫度 隨溫度升高，金屬原子的動能升高，易于 產(chǎn)生滑移變形，從而改善了金屬的鍛造性能。 常用塑性加工方法 1 自由鍛 2 模鍛 3 板材沖壓成形 一、自由鍛 定義：自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩個抵 鐵間產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件的一種加工方法。 3〉 自由鍛不應(yīng)設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋、凸臺、工字形面或空間曲 線形表面， 如圖 354所示 。 （ 2）由于模鍛件尺寸精度高，表面粗糙度低，因?yàn)橹挥信c其它 機(jī)件配合的表面才需進(jìn)行機(jī)加工，其它表面均應(yīng)設(shè)計(jì)成非加工表面。 4）沖壓操作簡單，工藝過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動化，生 產(chǎn)率高，故零件成本低。 將材料沿不封閉的曲線部分地分離開，其分離部 分的材料發(fā)生彎曲，這種沖壓方法稱為切口。按焊接過程特點(diǎn)，可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。目前正向高溫、高壓、高 容、高壽命 |、高生產(chǎn)率的方向發(fā)展，并正在解決具有的屬性能材料的焊接問 題，如超高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、有色金屬、異種金屬及復(fù)合材料的焊接等 焊 接 基 礎(chǔ) ? 焊接的實(shí)質(zhì) ? 焊接電弧 ? 焊接冶金過程及其對焊件質(zhì)量的影響 ? 焊接熱過程及焊接接頭組織性能的變化 ? 焊接應(yīng)力與變形 一、焊接的實(shí)質(zhì) 焊接的實(shí)質(zhì)是使兩個分離的物體通過加熱或加壓，或者 并用，在用或不用填充材料的條件下借助于原子間或分子間 的聯(lián)系與質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散作用形成一個整體的過程。 三、焊接冶金過程及對焊件質(zhì)量的影響 進(jìn)行電弧焊時，母材和焊條受到電弧高溫作用而熔化形成 熔池，池中的液態(tài)金屬與周圍的熔渣及空氣接觸產(chǎn)生復(fù)雜激烈 的化學(xué)反應(yīng)，就是焊接冶金過程。 焊接變形的形式 焊接變形的基本形式主要有收縮變形 、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形等。 焊條電弧焊電源有交流和直流兩大類，其型號編制方法（ GB102988)及含義為： 大類名稱 小類名稱 附注特征 系列序號 基本規(guī)格 派生代號 改進(jìn)序號 A：弧焊發(fā)電機(jī)（直流） X：下降特征