【正文】 熱噴涂工藝：熱噴涂金屬涂層是金屬熔化后立即投射到基體上形成的金屬沉積層。該容器裝滿(mǎn)了含有離子態(tài)被鍍金屬的電解液。這兩個(gè)步驟的平衡與合成效應(yīng)決定了總?cè)コ屎捅砻婀鉂嵆潭?。拋光襯墊、研磨微粒和化學(xué)反應(yīng)物的共同作用導(dǎo)致晶片表面的材料去除并拋光。該膜在微觀凹陷處最厚而在微觀凸出處最薄。電解拋光工藝使金屬物體的微觀表面平滑和簡(jiǎn)單化。上面是研磨前表面可能的外觀模樣而下面則是研磨后的模樣。根據(jù)工件硬度，研磨壓力可在7kPa到140kPa(1到20psi)范圍中取。當(dāng)磨削較軟金屬時(shí)，需要較大的空隙以便去除切屑的流動(dòng)。 所用磨粒的尺寸：正如料想的那樣，砂輪磨粒的尺寸對(duì)決定所得磨削表面的質(zhì)量起著根本的作用。2)用于磨削螺紋、齒輪輪齒之類(lèi)的斜面或錐形輪。? Grinding Wheels 砂輪 砂輪由具有相近尺寸的磨料顆粒和粘合劑組成。，調(diào)節(jié)輪的軸與砂輪軸傾斜一個(gè)微小角度。工件安裝在卡盤(pán)或特殊夾具上。2. 圓柱面磨削：在圓柱面磨削中，作業(yè)時(shí)工件支撐在兩頂尖之間，砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)是導(dǎo)致回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。例如，圓柱面在外圓磨床上磨削?？墒?，如果要使切削液起作用就必須讓它到達(dá)切屑刀具接觸界面。這可通過(guò)既散發(fā)又減少所產(chǎn)生的熱量來(lái)達(dá)到。車(chē)削中的理想表面光潔度 實(shí)際使用的車(chē)削刀具有一個(gè)刀尖半徑取代鋒利刀尖。 5. 低摩擦系數(shù)—切屑與刀具間的摩擦系數(shù)應(yīng)當(dāng)較低。多種切削刀具材料被開(kāi)發(fā)出來(lái)以滿(mǎn)足這些方案中使用材料的多樣性。這是由于未變形的材料沿著剪切面發(fā)生變形，而且越過(guò)剪切面的加速度無(wú)窮大。切屑可能有一些破裂，但在這種情況下切屑通常不會(huì)延長(zhǎng)到足以引起斷裂。 在實(shí)際加工過(guò)程中切屑的尺寸和形狀都是變化的。? Chip Formation 切屑的形成 金屬切削過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程。后角使刀具不產(chǎn)生會(huì)損壞機(jī)加工面的摩擦和增加切削力。 。 6. 模具設(shè)計(jì)、模具制造和調(diào)試試驗(yàn)這些先導(dǎo)工作有時(shí)要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。 7. 能得到接近的公差：現(xiàn)代微處理器控制、% 的范圍內(nèi)(但不是沒(méi)有在持續(xù)照看時(shí)的高水平操作技能)。 2. 相對(duì)較少的工作內(nèi)容：一個(gè)操作者經(jīng)?？梢哉湛磧膳_(tái)以上機(jī)械，尤其是當(dāng)成品能自動(dòng)卸到輸送機(jī)上時(shí)。較厚零件會(huì)延遲冷卻并且增加松弛時(shí)間，趨向于導(dǎo)致較低的方向性。 過(guò)高的注塑速度會(huì)引起較高的表面方向性及增加應(yīng)力破裂的敏感性。? Effects of Process Variables on Orientation 加工變量對(duì)方向性的影響 在注塑成型時(shí)，整個(gè)填料過(guò)程始終保持成型樹(shù)脂高溫的任何加工變化都會(huì)增加松弛作用而減少方向性。這是中心承載的該材料簡(jiǎn)支梁達(dá)到預(yù)定偏差的溫度。 就本質(zhì)而言，熱塑性塑料的機(jī)械性能低于金屬，但可以通過(guò)加入玻璃纖維強(qiáng)化予以增強(qiáng)來(lái)適應(yīng)某些運(yùn)用。 一般而言，大多數(shù)熱塑性材料具有較高的抗沖擊強(qiáng)度、耐腐蝕性以及良好流動(dòng)性使其容易加工而適于復(fù)雜成型設(shè)計(jì)。一般而言，能進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài)的聚合物都可以注塑成型。許多輔助設(shè)備、模具、儀器和控制系統(tǒng)供應(yīng)商在為聚合物工業(yè)的這一主要部分服務(wù)。這類(lèi)機(jī)械和它們的產(chǎn)品普遍存在，對(duì)許多人來(lái)說(shuō)與塑料是同義的。? 零件表面能被低熔點(diǎn)金屬滲透以增大密度、強(qiáng)度、硬度、延展性和抗沖擊能力。注塑成型后，去除塑料粘合材料剩下金屬骨架，然后在高溫下燒結(jié)。 在粉末鍛造中，壓制零件一般加熱到遠(yuǎn)低于該材料通常燒結(jié)溫度的鍛造溫度，然后在閉模中鍛造。中等溫度下粉末的屈服強(qiáng)度仍然較高，因此需要較高壓力使其在經(jīng)濟(jì)時(shí)間內(nèi)致密化。例如精確的環(huán)境控制可使鐵/碳材料生成特殊碳化物和機(jī)械性能。通常這種技術(shù)只用于制作諸如棒料、坯段、薄板及粗糙成型零件之類(lèi)的半成品，所有這些都需要大量進(jìn)一步加工才能生產(chǎn)出最終尺寸精確的零件。 冷擠壓能保證被壓制或“未加工”的零件尺寸十分精確，因?yàn)樗痪_地按模具的尺寸和形狀成型。雖然在燒結(jié)過(guò)程中可能會(huì)有少量液態(tài)出現(xiàn)，但材料決不是全熔化。最好的例子是不銹鋼，因含有鉻和鎳成分，所以粉末冶金必須用預(yù)先合金才經(jīng)濟(jì)。 粉末冶金是一種高度發(fā)達(dá)的制造可靠鐵或非鐵零件的方法。? 鍛模的閉合公差處于開(kāi)閉的方向上，范圍從對(duì)較小鍛件[其投影面積＜150cm2()]取為1mm(.)，到較大鍛件[其投影面積＞6,500cm2()](.)。如果分模面不能在單一平面，利用設(shè)計(jì)的對(duì)稱(chēng)性來(lái)減小側(cè)向推力不失為一種好方法。齒輪毛坯材料損耗為70% ，而飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件的材料損耗甚至達(dá)90% 。這使材料性能一致，對(duì)大重量鍛件而言是十分必要的。? 常用的鍛造工藝 金屬既可熱鍛(高于再結(jié)晶溫度)也可冷鍛。 鍛件各部分是連貫一致的，沒(méi)有孔隙、空洞、雜質(zhì)及其它缺陷。 鍛造有價(jià)值的特性之一是它通過(guò)使金屬組織均勻而改善強(qiáng)度，因此對(duì)諸如船舶螺旋槳軸之類(lèi)的重型鍛件，要用能達(dá)10,000噸壓力的龐大而有力的液壓機(jī)來(lái)擠壓金屬。閉式模鍛中金屬在一對(duì)鍛模之間擠壓成型。在錘鍛中零件通過(guò)錘擊輔之以相對(duì)簡(jiǎn)單的工具成型。 在鍛造過(guò)程中先將金屬加熱，然后施加合適的壓力使其塑性變形。% 之內(nèi)。它為每個(gè)型腔提供了一種增加填充壓力方法并允許再現(xiàn)復(fù)雜細(xì)節(jié)。 可用此工藝鑄造的典型材料有：鐵、鋼、不銹鋼以及鋁、銅和鎳的合金。受離心力作用熔化金屬被拋向型模的內(nèi)壁，在那里冷卻后固化。當(dāng)使用壓力時(shí)必須注意滲透性，以便在澆鑄的同時(shí)讓空氣逸出。石蠟型模本身能用立體制版或類(lèi)似的模型復(fù)制—這可以采用計(jì)算機(jī)立體模型原版制作。另外較難機(jī)加工或制作的金屬都能用此工藝。13. 最后零件要用刀具、噴槍等切掉澆道閘道系統(tǒng)，這樣就接近最終形狀了。9. 隨著熔化金屬的冷卻(幾分鐘到幾天)，金屬收縮體積減小。對(duì)大質(zhì)量鑄件可能需要加入冷卻物來(lái)使其較快冷卻。做成用于在型砂中形成型腔的形狀。 型腔通常大于所需尺寸以允許在金屬冷卻到室溫時(shí)收縮。然后從下型箱上撤掉上型箱，小心翼翼地取出型模。砂芯座是加在型模、砂芯或鑄模上的特定區(qū)域，用來(lái)在鑄模內(nèi)部定位和支撐砂芯。回溯6,000年歷史，各種各樣的鑄造工藝就如同科技進(jìn)步一樣處于一個(gè)不斷改進(jìn)和發(fā)展的狀態(tài)。建議對(duì)這種鋼在滲氮前先機(jī)加工和熱處理，因?yàn)闈B氮后沒(méi)有剝落并不需要更多的加工。其加熱溫度范圍為925℉到1,050℉ (495℃~565℃)。然后將零件在水或油中淬火。 由于恰好高于低臨界溫度通常使過(guò)共析鋼奧氏體化而硬化，所以對(duì)外層采用較低的熱處理溫度。滲碳層的深度取決于熱處理的時(shí)間和溫度。 球化是使?jié)B碳體產(chǎn)生成類(lèi)似球狀分布結(jié)構(gòu)的工藝。達(dá)到退火溫度后，鋼應(yīng)當(dāng)保持在此溫度等到全部均勻受熱。 兩種采用中斷淬火的特殊工藝也是回火的形式。低溫回火， 300℉到400℉(150℃~205℃)，不會(huì)引起硬度下降很多，主要用于減少內(nèi)部應(yīng)變。但油淬情況就不是如此，因?yàn)橛痛銜r(shí)在淬火臨界階段零件表面的溫度可能仍然很高。%，可能得到的硬度也增加。熱量以一定的速率從鋼的外部傳導(dǎo)到內(nèi)部。然而，當(dāng)快速冷卻合金時(shí)，可能得到完全不同的結(jié)果。在727℃(1341℉)時(shí)，奧氏體為共析組成(%)，再冷卻剩余的奧氏體就轉(zhuǎn)化為珠光體。本質(zhì)上，%的碳→%的碳+%的碳。這對(duì)理解鋼的性能和處理是十分有用的。使用合適的熱處理可以去除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、增加韌性或在柔軟材料上覆蓋堅(jiān)硬的表面。 原子鏈間的相互作用：聚合物的原子鏈可以自由地彼此滑動(dòng)(熱可塑性)或通過(guò)交鍵互相連接(熱固性或彈性)。它們的強(qiáng)度通?？刹捎眉訌?qiáng)復(fù)合結(jié)構(gòu)來(lái)改善。微粒加強(qiáng)型復(fù)合材料 用于加強(qiáng)的微粒包含了陶瓷和玻璃之類(lèi)的礦物微粒，鋁之類(lèi)的金屬微粒以及包括聚合物和碳黑的非結(jié)晶質(zhì)微粒。纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料 加強(qiáng)纖維可以是金屬、陶瓷、玻璃或是已變成石墨的被稱(chēng)為碳纖維的聚合物。為了使核心玻璃有比覆層大的折射指數(shù)，在其中摻入微小的、可控?cái)?shù)量的能減緩光速而不會(huì)吸收光線(xiàn)的雜質(zhì)或攙雜劑。陶瓷和玻璃都有一個(gè)主要的缺點(diǎn)：它們?nèi)菀灼扑?。同樣，在鋼里加一些鉻能減緩它的生銹過(guò)程，但也將使它更脆。 金屬的原子連結(jié)對(duì)它們的特性也有影響。 斷裂韌性可以描述為材料防止斷裂特別是出現(xiàn)缺陷時(shí)不斷裂的能力。金屬合金的例子有：不銹鋼是一種鐵、鎳、鉻的合金，以及金飾品通常含有金鎳合金。金屬和金屬合金 金屬就是通常具有良好導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的元素。UNIT 1材料的類(lèi)型 材料可以按多種方法分類(lèi)。許多金屬具有高強(qiáng)度、高硬度以及良好的延展性。 為什么要使用金屬和合金？許多金屬和合金具有高密度，因此被用在需要較高質(zhì)量體積比的場(chǎng)合。金屬一般能在有缺口和凹痕的情況下不顯著削弱，并且能抵抗沖擊。在金屬內(nèi)部，原子的外層階電子由所有原子共享并能到處自由移動(dòng)。陶瓷和玻璃 陶瓷通常被概括地定義為無(wú)機(jī)的非金屬材料。 陶瓷一般不是由熔化形成的。由于核心玻璃的折射指數(shù)比覆層大，只要在全內(nèi)反射過(guò)程中光線(xiàn)照射核心/覆層分界面的角度比臨界角大，在核心玻璃中傳送的光線(xiàn)將仍保留在核心玻璃中。纖維能加強(qiáng)基材的模量。微粒用于增加基材的模量、減少基材的滲透性和延展性。聚合材料的重要特性 尺寸：?jiǎn)蝹€(gè)聚合物分子一般分子量為10,000到1,000,000g/mol之間，具體取決于聚合物的結(jié)構(gòu)—這可以比2,000個(gè)重復(fù)單元還多。熱可塑性材料可以重新形成和循環(huán)使用，而熱固性與彈性材料則是不能再使用的。因?yàn)槟承┰?尤其是碳)的微小百分比極大地影響物理性能，所以必須知道對(duì)鋼的分析。 在此圖中描述的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變是單相奧氏體(γ) 隨著溫度下降分解成兩相鐵素體加滲碳體組織結(jié)構(gòu)。 由于這種碳成分的化學(xué)分離完全發(fā)生在固態(tài)中，產(chǎn)生的組織結(jié)構(gòu)是一種細(xì)致的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。作為結(jié)果的組織結(jié)構(gòu)是初步的共析鐵素體(在共析反應(yīng)前的鐵素體)和部分珠光體的混合物。因?yàn)闆](méi)有足夠的時(shí)間讓正常的狀態(tài)反應(yīng)發(fā)生，在這種情況下對(duì)工程分析而言狀態(tài)圖不再是有用的工具。如果鋼被加熱得太快，其外部比內(nèi)部熱就不能得到均勻的組織結(jié)構(gòu)。高于此點(diǎn)，由于超過(guò)共析點(diǎn)鋼完全由珠光體和退火狀態(tài)的滲碳體組成，硬度增加并不多。 回火 快速淬火硬化的鋼是硬而易碎的，不適合大多數(shù)場(chǎng)合使用。 隨著回火溫度的提高，馬氏體以較快的速率分解，并在大約600℉(315℃)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楸环Q(chēng)為回火馬氏體的結(jié)構(gòu)。這兩種工藝中，淬硬鋼在其被允許冷卻前先在一選定的較低溫度鹽浴淬火。加熱時(shí)間一般以工件的最大截面厚度計(jì)每英寸(25mm )大約需45min。如果把鋼緩慢加熱到恰好低于臨界溫度并且保持較長(zhǎng)一段時(shí)間，就能得到這種組織結(jié)構(gòu)。固體滲碳的方法是將要處理的零件與木炭或焦炭這些含碳的材料一起放入密閉容器。第三次回火處理可用于減少應(yīng)變。(~)的硬化深度。 液體滲氮利用熔化的氰化物鹽，就像氣體滲氮，溫度保持在低于轉(zhuǎn)化范圍內(nèi)。值得慶幸的是由于滲氮處理一點(diǎn)都不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能，也無(wú)需淬火，所以幾乎沒(méi)有任何產(chǎn)生翹曲、裂縫及變化條件的趨勢(shì)。 砂型鑄造 砂型鑄造用于制造大型零件(具有代表性是鐵，除此之外還有青銅、黃銅和鋁)。冒口是在鑄模內(nèi)部增加的額外空間，用于容納過(guò)多的熔化金屬。其目的是取出型模而不破壞型腔。這通過(guò)把型模做得大于所需尺寸來(lái)達(dá)到。2. 同時(shí)還要制作砂芯。5. 取走型模，將鑄模烘焙以增加強(qiáng)度。在此期間熔化金屬可能從冒口回流供給零件以保持其形狀不變。再用磨削作業(yè)去除多余的部分。它還能用于生產(chǎn)一般制造技術(shù)無(wú)法生產(chǎn)的零件，例如有復(fù)雜形狀的渦輪葉片或必須耐得住高溫的飛機(jī)零件。 對(duì)較低熔化溫度而言，用于耐熱漿的材料是石膏作粘合劑和用粉末狀硅石作耐溫材料的混合物。 %，%。這種鑄件通常為外徑處晶粒非常細(xì)小的細(xì)晶粒鑄件，能耐大氣腐蝕，典型的情況是管子。通過(guò)在生產(chǎn)過(guò)程中加入第二種材料能進(jìn)行兩種材料鑄造。這種方法常用于澆鑄熔模鑄型。表面粗糙度的有效值(均方根)(.)之間。 手工鍛造工具包括各種不同形狀的錘子。其中包括開(kāi)式鍛模，就是不完全封閉被成型金屬的模具。頂模通常放在鍛壓機(jī)的撞頭或鍛錘上，而底模則是固定的。雖然這種液壓鍛機(jī)比落錘鍛造要昂貴得多，但它除了能給予大零件較高的強(qiáng)度和更均勻的組織外還有其它優(yōu)點(diǎn)。因此像機(jī)加工之類(lèi)的精加工工序不會(huì)受空洞的影響，因?yàn)楦揪筒淮嬖凇? 開(kāi)式模鍛/手工鍛：開(kāi)式模鍛或手工鍛就是操作者操縱工件在開(kāi)式鍛模中反復(fù)擊打。采用此工藝生產(chǎn)的零件重量可達(dá)125kg(260lb)而長(zhǎng)度可達(dá)3m(10 feet)。純型鍛和近似純型鍛工藝通過(guò)制作精密模具并生產(chǎn)鍛模斜角很小(小于1176。分模面上任意點(diǎn)與主分模面的夾角應(yīng)小于75176。? 鍛模的配合公差是為了允許上模能根據(jù)下模替換。通過(guò)混合元素或合金粉末并在模具中壓實(shí)混合物，再燒結(jié)或在環(huán)境可控爐內(nèi)加熱制成最終形狀。 部分合金粉末是一種折衷的方法。燒結(jié)可以被看作是把微粒焊接成初始的有用形狀。 這種技術(shù)的缺點(diǎn)之一是由于微粒/微粒和模壁/微粒間的摩擦效應(yīng)，零件不同部位的壓實(shí)密度存在差異。此外使用經(jīng)濟(jì)工作壓力的產(chǎn)品不是充分致密的，一般需要增加諸如熱擠壓、熱軋或鍛之類(lèi)的額外工序來(lái)使材料達(dá)到全密度。 根據(jù)材料和燒結(jié)溫度的不同，零件的密度在燒結(jié)過(guò)程中也會(huì)改變。對(duì)鐵合金典型的數(shù)值為1120℃和100MPa。這能生產(chǎn)具有鍛模形狀和合適機(jī)械性能的充分致密零件。 燒結(jié)零件可以實(shí)現(xiàn)尺寸控制，因?yàn)樽⑺苊芏让黠@均勻，所以燒結(jié)收縮也是均勻的。? 仍然可以進(jìn)行電鍍、熱處理和機(jī)加工作業(yè)。 往復(fù)螺旋注射成型機(jī)把壓出機(jī)和成型壓力機(jī)的功能結(jié)合起來(lái)。 注塑成型對(duì)深入研究很有價(jià)值，因?yàn)樗Y(jié)合了許多重要領(lǐng)域，如擠壓、模具設(shè)計(jì)、流變學(xué)、完備的液壓和電子控制、機(jī)器人配件、復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，當(dāng)然還有材料科學(xué)