2設(shè)計材料與加工工藝-金屬一(編輯修改稿)
2025-08-31 23:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和鉑族元素及其合金 ④半金屬 — 指物理化學(xué)性質(zhì)介于金屬與非金屬之間的硅、硒、碲、砷、硼等 ⑤稀有金屬 — 指在自然界中含量很少、分布散或難提取的金屬，稀有金屬又分為鈦、鈹、鋰、銫、等稀有輕金屬；鎢、鉬、鈮、釩等稀有高熔點金屬；鎵、銦、鍺等稀有分散金屬；鈧、釔等元素的稀土金屬；鐳、錒系元素等稀有放散性元素 第二章 一、 一般特性 二、結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 三、鋼的熱處理 四、鋼鐵材料生產(chǎn)及分類 五、有色金屬 2 鋁及鋁合金 鋁 鋁在自然界中分布很廣，是地殼中儲量最豐富地元素，幾乎占地殼中全部金屬含量地 1/3。鋁的生產(chǎn)分兩個步驟：第一步從鋁礦石中提取氧化鋁，第二步由氧化鋁電解得到純鋁。純鋁為面心立方晶體結(jié)構(gòu)，銀白色、塑性好，便于切削。強度、硬度低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。 鋁合金 因為純鋁的硬度、強度較低，所以在機械制造、交通工具、一起儀表等制造上，均大量采用各種鋁合金。鋁中加入錫、銅、鎂、鋅等元素制成合金，強度提高。 3 銅及銅合金 純銅 玫瑰紅色金屬，表面被氧化后生成氧化銅薄膜呈紫紅色，所以純銅也稱紫銅。純銅的導(dǎo)電性極好，又是抗磁性材料，因此在電器工業(yè)中有廣泛的用途。純銅具有面心立方晶格架構(gòu)，有優(yōu)良的可塑性和加工性能。 銅合金 銅合金種類很多，通產(chǎn)將銅合金分為黃銅、青銅、白銅（白銅是以鎳為主要添加元素的銅基合金，呈銀白色）三大類。工業(yè)上使用較多的是黃銅（以鋅為主要合金元素的銅合金）、青銅（以錫為主要合金元素的銅合金）。 4 鈦及鈦合金 純鈦 銀白色的輕金屬，具有優(yōu)良的耐蝕性和耐熱性，在大氣和海水中不受腐蝕，穩(wěn)定好、抗氧化能力強、并有一定的強度和高的塑性，易于加工成型。鈦的比強度在金屬材料中為最好。因而是航空及國防工業(yè)中重要的金屬材料。 鈦合金 以鈦為基而加入適量的鉻、錳、鐵、釩、鋁和鉬等形成的多元合金。鈦合金綜合性能好，主要用于制造發(fā)動機壓氣機葉片、飛機蒙皮、宇航工業(yè)的結(jié)構(gòu)材料、火箭發(fā)動機外殼等。 金屬材料及加工工藝 第三章 鑄造成形工藝 1 鍛壓成形工藝 2 焊接成形工藝 3 機械加工成形工藝 4 一、 一般特性 二、結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 三、鋼的熱處理 四、鋼鐵材料生產(chǎn)及分類 五、有色金屬 六、金屬成型加工工藝 1 鑄造成形工藝 將液體金屬澆注到與零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，以獲得零件或毛坯的方法稱為鑄造。 與其他工藝方法相比，鑄造成形生產(chǎn)成本低，工藝靈活性大，適應(yīng)性強，適合制造各種尺寸和形狀復(fù)雜的鑄件。但其缺點是公差較大，容易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。 鑄造的生產(chǎn)方法很多，主要可分為砂型鑄造和其他鑄造兩大類。 砂型鑄造 砂型鑄造為鑄造生產(chǎn)中的最基本方法，砂型鑄造的生產(chǎn)工序主要包括： 制模、配砂、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理和檢驗。 砂型鑄造 用于制造砂型的材料稱為型砂；用于制造型芯的材料稱為芯砂。 砂箱是長方形、方形或圓形的堅實框子，有時根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)，作成特殊形狀。 砂箱的作用是牢固的固緊所搗實的型砂，以便于鑄型的搬運及在澆注時承受液體金屬的實力。砂箱可以用木料、鑄鐵、鋼、鋁合金制成。通常上箱和下箱組成一對砂箱，彼此之間有銷子及銷孔進行配合。 型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔，有時也形成鑄件局部外形。 由于砂芯的表面被高溫金屬液所包圍，受到的沖擊及烘烤比砂型厲害，因此要求砂芯要有更高的強度、透氣性、耐火度和退讓性等。 砂型鑄造 將上型、下型、砂芯、澆口等組合成一個完整鑄型的操作過程稱為合型，又稱合箱。 是澆注前的最后一道工序，若合型操作不當(dāng)，會使鑄件產(chǎn)生錯箱、偏芯、跑火及夾砂等缺陷。 把液體金屬注入鑄型的操作稱為澆注。 澆注不當(dāng)，會引起澆不足、冷隔、跑火、夾渣和縮孔等鑄造缺陷。 砂型鑄造 從砂型中取出鑄件的工作稱為落砂。 落砂時要注意開箱的時間，過早，鑄件未凝固或溫度很高，會造成跑火、變形、表面硬皮等缺陷，并且鑄件會形成內(nèi)應(yīng)力、裂紋等缺陷；過晚，將過長占用生產(chǎn)場地及工裝，使生產(chǎn)率降低。 落砂后的鑄件必須經(jīng)過清理工序，才能使鑄件外表面達到要求。包括切除澆冒口，清除型芯，清除粘砂等。 其他鑄造 1，熔模鑄造 熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后再模樣上涂耐火材料，經(jīng)硬化之后，再將模樣熔化，排出型外，獲得無分型面的鑄型，澆注即可獲得鑄件。也稱失蠟鑄造，是發(fā)展較快的一種精密鑄造方法。 其他鑄造 熔模鑄造優(yōu)點： 沒有分型面，型腔表面極光潔，故鑄件的精度和表面質(zhì)量均優(yōu)；型殼是由耐火材料制成，可以適應(yīng)各種高熔點合金；生產(chǎn)批量不受限制。 熔模鑄造缺點： 材料昂貴、工序多、生產(chǎn)周期長、不易生產(chǎn)大件。 其他鑄造 2，金屬型鑄造 將液體金屬澆注到用金屬材料制成的鑄型中，獲得鑄件的鑄造方法。 金屬型鑄造優(yōu)點： 可承受多次澆鑄，實現(xiàn)了“一型多鑄”，節(jié)省工序，生產(chǎn)效率高；鑄件精度及機械性能高。 金屬型鑄造缺點： 成本高，周期長，工藝要求嚴格，對鑄件的形狀和尺寸有一定限制。 3，壓力鑄造 壓力鑄造簡稱壓鑄，它是在高壓作用下使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度填充鑄型型腔，并在壓力下凝固而獲得鑄件的方法。 壓力鑄造優(yōu)點： 精度及表面質(zhì)量高，強度及硬度高，生產(chǎn)率比其他方法均高，可鑄形狀復(fù)雜的零件。 壓力鑄造缺點： 投資大，周期長，不宜進行大余量的切削加工等。 其他鑄造 4，離心鑄造 離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下成形并凝固的鑄造方法。離心鑄造主要用于生產(chǎn)圓筒形鑄件。 離心鑄造優(yōu)點： 缺陷少，機械性能好，節(jié)約用材等。 離心鑄造缺點： 鑄件易產(chǎn)生偏折，內(nèi)孔不準(zhǔn)確，內(nèi)表面較粗糙。 2 鍛壓成形工藝 鍛壓是對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、形狀并改善性能，用以制造機械零件、工件或毛坯的成形加工方法，它是鍛造和沖壓的總稱。 大多數(shù)金屬材料在冷態(tài)或熱態(tài)下都具有一定的塑性，因此他們可以在室溫或高溫下進行各種鍛壓加工。常見的鍛壓方法有自由鍛造、模型鍛造、板料鍛造、軋制、擠壓和拉拔等。
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