材料成型技术基础复习提纲整理知识讲解
材料成形技术基础复习要点

材料成形技术基础复习要点第一章:金属的液态成形技术1.铸造成形法:它是将液态金属浇入铸型型腔,使其冷却凝固,从而获得一定形状和性能铸件的成形方法2.金属的铸造性能:金属的流动性、充型能力、收缩、偏析和吸气性3.金属的流动性:金属液本身的流动能力;影响因素:与金属种类、化学成分、凝固方式、及其他物理性能(如粘度)有关,共晶成分的金属熔点最低、因而流动性最好,非共晶成分的金属在结晶区域内,既有形状复杂的枝晶,又有未结晶的液体金属结晶区间越大,流动性越差4.充型能力:金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力;影响因素:金属的流动性、浇注条件及铸型条件,流动性越好,液态合金充填铸型的能力越强。
浇注温度越高,液态金属的充型能力就越强,但不宜过高。
充型压力越大,充型能力越强。
但充型压力不宜过大,以免金属飞溅或因气体排出不及时而产生气孔等缺陷。
铸型条件包括铸型材料、铸型结构及铸型中的气体含量5.收缩:金属液态向固态的冷却过程中,其体积和尺寸减小的现象;影响因素:化学成分、浇注温度、铸型结构与铸型条件,液态收缩—凝固收缩—固态收缩6.缩孔:液态金属充满铸型后,铸件在凝固的过程中由于补缩不良而产生的孔洞;缩松:是铸件断面上出现的分散而细小缩孔。
从缩孔缩松的形成可以看出:金属的液态收缩和凝固收缩愈大,则收缩的体积越大,铸件越容易形成缩孔;金属的浇注温度越高,则液态收缩越大;结晶的间隔大的金属,易形成缩松。
预防措施:遵循“顺序凝固”原则,即在造型工艺上认为地设置冒口、冷铁,按照一定的冷却顺序,使缩孔移到铸件外面或消失。
7.铸造内应力:按产生原因分为热应力(铸件壁厚不均匀,收缩不一致)和机械应力(线收缩受到型芯阻碍);预防热应力的措施:尽量减少铸件各部分间的温度差,使其均匀冷却;尽量使壁厚均匀,遵循同时凝固原则,如,将内浇口开设在铸件薄壁处,为加快厚壁部分的冷却,可在厚壁处安放冷铁。
8.同时凝固原则:铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近,甚至是同时完成凝固过程,无先后的差异及明显的方向性,主要用于普通灰铸铁,锡青铜等;优点是可以减少铸造内应力,防止铸件的变形和裂纹缺陷,又可不用冒口而省工省料;缺点是铸件口部容易出现缩孔或缩松。
材料成型工艺基础重点总结

第一章:金属旳液态成型一、充型:1.充型概念:液态合金填充铸型旳过程,简称充型。
2.充型能力:液态合金充斥铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件旳能力。
⏹充型能力局限性时,会产生浇局限性、冷隔、夹渣、气孔等缺陷⏹影响充型能力旳重要原因⏹⑴合金旳流动性—液态合金自身旳流动能力a 化学成分对流动性旳影响—纯金属和共晶合金旳成分旳流动性好b工艺条件对流动性旳影响—浇注温度、充型能力、铸型阻力c流动性旳试验⏹⑵工艺条件:a 、浇注温度一般T浇越高,液态金属旳充型能力越强。
b、铸型填充条件—铸型旳许热应力c、充型压力:态金属在流动方向上所受旳压力越大,充型能力越强。
d、铸件复杂程度:构复杂,流动阻力大,铸型旳充填就困难e、浇注系统旳旳构造浇注系统旳构造越复杂,流动阻力越大,充型能力越差。
f、折算折算厚度也叫当量厚度或模数,为铸件体积与表面积之比。
折算厚度大,热量散失慢,充型能力就好。
铸件壁厚相似时,垂直壁比水平壁更轻易充填。
——影响铸型旳热互换影响动力学旳条件(充型时阻力旳大小),必须在保证工艺条件下金属旳流动性好充型能力才好。
二、冷却⑴影响凝固旳方式旳原因:a.合金旳结晶温度范围—合金旳结晶温度范围愈小,凝固区域愈窄,愈倾向于逐层凝固。
金属和共晶成分旳合金是在恒温下结晶旳。
由表层向中心逐层推进(称为逐层凝固)方式,固体层内表面比较光滑,流动阻力小,流动性好。
b.铸件旳温度梯度—在合金结晶温度范围已定旳前提下,凝固区域旳宽窄取决与铸件内外层之间旳温度差。
若铸件内外层之间旳温度差由小变大,则其对应旳凝固区由宽变窄。
⑵凝固:a.逐层凝固—充型能力强,便于防止缩孔、缩松。
灰铸铁和铝硅合金等倾向于逐层凝固。
b.糊状凝固—充型能力差,难以获得结晶紧实旳铸件球铁倾向于糊状凝固。
c.中间凝固—⑶收缩:a.液态收缩从浇注温度到凝固开始温度之间旳收缩。
由温度下降引起。
T浇—T液用体收缩率表达b.凝固收缩从凝固开始到凝固终止温度间旳收缩。
材料成形技术基础复习提纲及复习题-精选文档

8、酸性焊条和碱性焊条的性能和用途 9、埋弧焊的定义、特点及应用 10、钎焊的定义、分类及其分类的临界温度 11、电阻焊、摩擦焊的定义 12、金属的焊接性的定义及评定方法 13、焊接铸铁、铝合金、铜合金的特点及采取的措 施 14、焊接构件结构设计的原则及焊缝布置的合理性 分析。
7、模锻锻模模膛的分类及其作用 8、金属在模锻模膛内的变形过程、特点及影响金属充填模 腔的因素 9、模锻飞边和冲孔连皮的作用及去除模具的特点 10、冲压成形过程(弹壳、消音器后盖等零件)及其模具类 型 11、板料分离和成形的定义及其主要成形工艺 12、落料和冲孔的定义及其凹凸模刃口尺寸的确定。 13、板料冲裁过程与拉伸过程的异同点及其凹凸模结构、间 隙的差异。 14、自由锻、模锻及冲压零件结构设计原则
第四章 粉末压制和常用复合材料 成形过程
1、粉末压制成形定义 2、金属粉末的制备方法 3、粉末成形技术特征主要有哪些?(松装密度、流动性、 压制性) 4、粉末的压制成形过程(称粉、装粉、压制、保压、脱模 等) 5、压坯烧结的主要技术因素(烧结温度、保温时间、炉内 气氛) 6、烧结出现的缺陷(翘曲、过烧) 7、硬质合金的定义、分类、牌号及主要用途 8、粉末压制结构零件设计的基本原则
,
练习题
三、简答题 1、影响液态金属冲型能力的因素有哪些? 2、简述砂型铸造和特种铸造的技术特点。 3、简述铸件上冒口的作用和冒口设计必须满足的基 本原则。 4、铸造成形的浇注系统由哪几部分组成,其功能是 什么? 5、熔炼铸造合金应满足的主要要求有哪些? 6、试比较灰铸铁、铸造碳钢和铸造铝合金的铸造性 能特点,哪种金属的铸造性能好?哪种金属的铸造 性能差?为什么? 7、为什么铸件的壁厚不能太薄,也不宜太厚,而是 应尽可能厚薄均匀。
材料成型技术基础-总复习-知识点归纳

二、铸造1.零件结构分析:筒壁过厚;圆角过渡,易产生应力集中。
2.铸造方法:砂型铸造(手工造型)及两箱造型。
3.选择浇注位置和分型面4.确定工艺参数(1) 铸件尺寸公差:因精度要求不高,故取CT15(2) 要求的机械加工余量(RMA ):余量等级取H 级。
参考表2-6,余量值取5mm ,标注为GB/T 6414-CT15-RMA5(H)(3) 铸件线收缩率:因是灰铸铁件及受阻收缩,取0.8%(4) 起模斜度:因铸件凸缘端为机加工面,增加壁厚式,斜度值1°(5) 不铸出的孔:该铸件6个φ18孔均不铸出(6) 芯头形式:参考图2-39,采用水平芯头零件结构的铸造工艺性:1、基本原则:1) 铸件的结构形状应便于造型、制芯和清理2) 铸件的结构形状应利于减少铸造缺陷3) 对铸造性能差的合金其铸件结构应从严要求2、铸造性能要求:1) 铸件壁厚应均匀、合理(外壁>内壁>肋(筋))2) 铸件壁的连接(圆角过渡、避免交叉和锐角、避免壁厚突变 )3) 防止铸件变形(结构尽量对称)4) 避免较大而薄的水平面5) 减少轮形铸件的内应力 (避免受阻收缩)3、铸造工艺要求:1)外形铸件外形分型面应尽量少而平;避免局部凸起或凹下侧凹和凸台不应妨碍起模;垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度2)内腔尽量采用开放式、半开放式结构;应利于型芯的固定、排气和清理3)大件和形状复杂件可采用组合结构三、塑性成形金属塑性成形的方法:锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔自由锻1、零件结构分析2、绘制锻件图 (余块、余量、公差)3、确定变形工序(镦粗、冲孔、芯轴、拔长、弯曲、切肩、锻台阶)4、计算坯料质量(mo= (md+mc+mq) (1+δ))和尺寸 (首工序镦粗:D0≥0.8 拔长:D0≥ 零件结构的自由锻工艺性1)应避免锥形或楔形,尽量采用圆柱面和平行面,以利于锻造2)各表面交接处应避免弧线和曲线,尽量采用直线或圆,以利于锻制3)应避免肋板或凸台,以利于减少余块和简化锻造工艺4)大件和形状复杂的锻件,可采用锻—焊,锻—螺纹联接等组合结构模锻1、零件结构分析(分模面、结构斜度、圆角过渡、腹板厚度)2、绘制锻件图(余块、机械加工余量、锻件公差、模锻斜度、模锻圆角)3、确定变形工步(镦粗、拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻)4、修整工序选择(切边、冲连皮、校正、热处理(正火或退火)、清理) 30V max Dy零件结构的模锻工艺性1)应有合理的分模面,以保证锻件从模膛中取出又利于金属填充、减少余块和易于制模2)与分模面垂直的非加工面应有结构斜度,以利于从模膛中取出锻件(圆角过渡,利金属流动,防应力集中)3)应避免肋的设置过密或高宽比过大,利于金属充填模膛4)应避免腹板过薄,以减小变形抗力以及利于金属填充模膛5)应尽量避免深孔或多孔结构,以利于制模和减少余块6)形状复杂性件宜采用锻—焊、锻—螺纹联接等组合结构,以利于模具和减少余块冲压(冲裁、弯曲、拉深、缩口、起伏和翻孔)冲裁:落料模:D凹≈(Dmin)D凸≈(D凹-Zmin)冲孔模:d凸≈(dmax)d凹≈(d凸+Zmin)弯曲:工件内侧圆角半径≥凸模圆角半径、弯曲件毛坯长度拉伸:拉深间隙、拉伸模尺寸、毛坯直径、拉深次数冲压工序:1)带孔平板件:单工序:先落料后冲孔,连续模:先冲孔后落料2)带孔的弯曲件或拉深件:热处理、拉深/弯曲、冲孔3)形状复杂的弯曲件:先弯两端、两侧,后弯中间模具:单工序模、复合模、连续模1、零件结构分析:孔边距过小,宜加大2、冲裁间隙:取大间隙Z/2=(10%~12.5%)δ故Z=0.30~0.38mm模具刃口尺寸:落料模:D凹≈(Dmin)=33.2 D凸≈(D凹-Zmin)=32.9冲孔模:d凸≈(dmax)=26.7 d凹≈(d凸+Zmin)=273、冲压工序选择工序类型:平板件,冲孔和落料工序工序顺序:大批量,先冲孔后落料4、模具类型:精度要求不高且为大批量生产,采用连续模零件结构的冲压工艺性1)材料:尽量选用价格较低的材料2)精度和表面质量:3)冲压件的形状和尺寸1)冲裁件:①形状尽可能简单、对称②圆弧过渡、避免锐角③注意孔形、孔径、孔位2)弯曲件:①形状②h、a、c≥2δ、l≥r+(1~2)δ、R/r≥0.5δ③冲孔槽防止孔变形④位置3)拉深件:①形状②转角l≥R/r+0.5δ、R≥2~4δ、r≥2δ③位置④组合工艺、切口工艺四、连接成形焊接头力学性能:相变重结晶区、焊缝金属区、母材、不完全重结晶区、熔合区、过热区焊接残余应力:调节1)设:减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉;采用刚性较小的接头2)工:合理的焊接顺序(先内后外、先短后长、交叉处不起头收尾)、降低焊接接头的刚性、加热减应区、锤击焊缝、预热和后热2、消除:1)去应力退火2)机械拉伸法3)温差拉伸法4)振动法3、焊接残余变形控制和矫正:(收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳变形)1)设:尽量减少焊缝的数量和尺寸,合理选用焊缝的截面形状2、合理安排焊缝位置2)工:反变形法、刚性固定法、合理选用焊接方法和焊接规范、选用合理的装配焊接顺序材料的焊接性:(材料的化学成分、焊接方法、焊接材料、焊件结构类型、服役要求)焊接性评价:碳当量、冷裂纹敏感系数公式金属材料的焊接:1、碳钢:(①淬硬组织、裂纹;②预热和后热;③低氢型焊条、碱度较高的焊剂;④去应力退火或高温回火)1)低碳钢、强度低的低合金结构钢:各种方法,无需采用任何工艺措施方便施焊2)中碳钢:①易②③④小电流、低焊速和多层焊。
材料成型技术基础知识点总结

材料成型技术基础知识点总结第一章铸造铸造是一种制造零件的方法,它将液态金属填充到型腔中,待其凝固冷却后,获得所需形状和尺寸的毛坯或零件。
填充铸型的过程称为充型,而液态合金充满型腔,形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力被称为充型能力。
影响充型能力的因素包括金属液本身的流动能力(合金流动性)、浇注条件(浇注温度、充型压力)以及铸型条件(铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构)。
流动性是熔融金属的流动能力,是液态金属固有的属性。
影响合金流动性的因素包括合金种类(与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关)、化学成份(纯金属和共晶成分的合金流动性最好)以及杂质和含气量(杂质增加粘度,流动性下降;含气量少,流动性好)。
金属的凝固方式包括逐层凝固方式、体积凝固方式或称“糊状凝固方式”以及中间凝固方式。
收缩是液态合金在凝固和冷却过程中,体积和尺寸减小的现象。
收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。
合金的收缩可分为三个阶段:液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
液态收缩和凝固收缩通常以体积收缩率表示,是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。
合金的固态收缩通常用线收缩率来表示,是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。
影响收缩的因素包括化学成分(碳素钢随含碳量增加,凝固收缩增加,而固态收缩略减)、浇注温度(浇注温度愈高,过热度愈大,合金的液态收缩增加)、铸件结构(铸型中的铸件冷却时,因形状和尺寸不同,各部分的冷却速度不同,结果对铸件收缩产生阻碍)以及铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力。
缩孔和缩松是铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞,按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。
缩孔的形成主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶,铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。
缩松的形成主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中,是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。
合金的液态收缩和凝固收缩越大,浇注温度越高,铸件的壁越厚,缩孔的容积就越大。
材料成型复习提纲(完整版)

题型与比例:选择题20%,填空题30% ,是非题20%,其他30%第一章1.铸件的凝固方式有:逐层凝固、糊状凝固、中间凝固2.合金的结晶温度范围越小,凝固区域越窄,越倾向于逐层凝固。
3.液态金属本身的流动性能力称为流动性。
4.液态合金充满型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力,称为充型能力。
5.影响合金流动性的因素:1.合金的种类2.合金的成分3.浇注的条件4.铸型的充填条件6.灰铸铁、硅黄铜的流动性最好,铝合金次之,铸钢最差。
7.收缩是铸造合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中,其体积或尺寸缩减的现象。
收缩是合金的物理本性,在铸造过程中,因收缩可能会导致铸件产生缩孔、缩松、应力、变形和裂纹等缺陷。
8.缩孔是在铸件最后凝固的部分形成容积较大而且集中的空洞。
9.缩松是细小而分散的空洞。
10.定向凝固(顺序凝固)在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,在远离冒口的部分安放冷铁,使铸件上远离冒口的部位先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。
11.铸造内应力按产生的原因不同,分为热应力、收缩应力、相变应力。
热应力主要是铸件冷却中,由于冷却速度不同而引起不均衡收缩所产生的应力。
热应力使冷却较慢的厚壁处或心部受拉伸,冷却较快的薄壁处或表面受压缩。
12.一般铸件冷却到弹性状态后,收缩受阻才会产生收缩应力,而且收缩应力表现为拉应力或切应力。
13.同时凝固:采取措施使铸件各部分无温差或温差尽量小,几乎同时进行凝固。
自然时效:将铸件置于露天场地半年以上,让其缓慢地发生变形,内应力消除。
热时效(人工时效)又称去应力退火,将铸件加热到550~650°C,保温2~4h,随炉慢冷至150~220°C,然后出炉。
14.热裂一般是在凝固末期,金属处于固相线附近的高温时形成的。
热裂纹的特征是裂纹短,缝隙较宽,形状曲折,裂口表面氧化较严重15.冷裂的特征是裂纹细小,呈连续直线状,具有金属光泽或微氧化色。
材料成型基础大纲

材料成型基础考试知识点(模具塑工)1、液态金属的结构液态金属是由许多“原子集团”组成,其中原子呈与原固体“显微晶体”类似的规则排列。
热运动剧烈,原子集团时散时聚,空位较多。
可将液态金属的结构总结为:“近程有序,远程无序”+“能量起伏、结构起伏、成分起伏”。
液态金属结构特点1)液态金属是由游动的原子集团构成。
2)液态金属中的原子热运动强烈,原子所具有的能量各不相同,且瞬息万变,这种原子间能量的不均匀性,成为能量起伏。
3)由于液态原子处于能量起伏之中,原子团是时聚时散,时大时小,此起彼伏的,成为结构起伏。
4)对于多元素液态金属而言,同一种元素在不同原子团中的分布量不同,也随着原子的热运动瞬息万变,这种现象称为成分起伏。
2、液态金属的充形能力和流动性1)充形能力:液态金属充满型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
2)流动性:液态金属本身的流动能力。
影响充形能力的因素:液态金属的流动性(金属)、铸型、浇筑条件、铸件结构。
3、铸件的凝固方式金属或合金在铸型中凝固时,可以分为三个典型的区域:1)液相区2)固液两相区3)固相区三种凝固方式:逐层凝固、体积凝固、中间凝固1)逐层凝固:铸件凝固过程中,液体和固体之前有明显的界限分开,液体向固体转变。
固体逐层加厚,这种方式称为逐层凝固。
(纯金属是典型的逐层凝固)2)体积凝固:宽结晶温度范围的合金在凝固过程中,液体和固体之前的凝固区域很宽,甚至贯穿铸件的整个断面,这种方式称为体积凝固。
3)中间凝固:介于上两者之前的凝固方式。
影响凝固方式的因素:1)结晶温度范围的影响:结晶温度范围增加,凝固由逐层凝固向体积凝固发展;结晶范围范围剑侠,凝固由体积凝固向逐层凝固发展。
2)温度梯度的影响:温度梯度增加,凝固向逐层凝固发展;温度梯度减小,凝固向体积凝固发展。
4、铸造合金的收缩铸造合金从液态冷却到室温的过程中,其体积和尺寸缩减的现象称为收缩,他主要包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
西南交通大学——材料成型技术基础复习纲要

西南交通大学——材料成型技术基础复习纲要第一篇金属铸造成形工艺一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。
A铸造:将熔融金属浇入铸型型腔,经冷却凝固后获得所需铸件的方法。
B铸造实质:液态成形。
C合金:两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素(碳)熔和在一起,所构成具有金属特性的物质。
D合金的铸造性能:是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力,流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。
二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。
A合金的充型能力:液态合金充满铸型,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
B影响合金充型能力的因素:(1)铸型填充条件a. 铸型材料;b. 铸型温度;c. 铸型中的气体(2)浇注条件a. 浇注温度(T)T 越高(有界限),充型能力越好。
b. 充型压力流动方向上所受压力越大,充型能力越好。
(3)铸件结构结构越复杂,充型越困难。
三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。
A合金的收缩:合金从浇注、凝固、冷却到室温,体积和尺寸缩小的现象。
B合金收缩的三个阶段:(1)液态收缩合金从 T浇注→ T凝固开始间的收缩。
(2)凝固收缩合金从 T凝固开始→T凝固终止间的收缩。
液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。
(3)固态收缩(易产生铸造应力、变形、裂纹等。
)合金从 T凝固终止→T室间的收缩。
四.了解形成铸造缺陷(缩孔,缩松)的主要原因及其防止措施。
A产生缩孔和缩松的主要原因:液态收缩和凝固收缩导致。
B缩孔形成原因:收缩得不到及时补充;缩松形成原因:糊状凝固,被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。
C缩孔与缩松的预防:(1)定向凝固,控制铸件的凝固顺序;(2)合理确定铸件的浇注工艺五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。
铸件产生变形和裂纹的根本原因:铸造内应力(残余内应力)六.掌握预防热应力的基本途径。
预防热应力的基本途径:缩小铸件各部分的温差,使其均匀冷却。
借助于冷铁使铸件实现同时凝固。
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材料成型技术基础复习提纲整理第一章绪论1、现代制造过程的分类(质量增加、质量不变、质量减少)。
2、那几种机械制造过程属于质量增加(不变、减少)过程。
(1)质量不变的基本过程主要包括加热、熔化、凝固、铸造、锻压(弹性变形、塑性变形、塑性流动)、浇灌、运输等。
(2)质量减少过程材料的4种基本去除方法:切削过程;磨料切割、喷液切割、热力切割与激光切割、化学腐蚀等;超声波加工、电火花加工和电解加工;落料、冲孔、剪切等金属成形过程。
(3)材料经过渗碳、渗氮、氰化处理、气相沉积、喷涂、电镀、刷镀等表面处理及快速原型制造方法属于质量增加过程。
第二章液态金属材料铸造成形技术过程1、液态金属冲型能力和流动性的定义及其衡量方法液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,称为液态金属充填铸型的能力,简称液态金属的充型能力。
液态金属的充型能力通常用铸件的最小壁厚来表示。
液态金属自身的流动能力称为“流动性”。
液态金属流动性用浇注流动性试样的方法来衡量。
在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样。
2、影响液态金属冲型能力的因素(金属性质、铸型性质、浇注条件、铸件结构)(1)金属的流动性:流动性好的液态金属,充型能力强,易于充满薄而复杂的型腔,有利于金属液中气体、杂质的上浮并排除,有利于对铸件凝固时的收缩进行补缩。
流动性不好的液态金属,充型能力弱,铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷。
(2)铸型性质:铸型的蓄热系数b(表示铸型从其中的金属液吸取并储存在本身中热量的能力)愈大,铸型的激冷能力就愈强,金属液于其中保持液态的时间就愈短,充型能力下降。
(3)浇注条件:浇注温度对液态金属的充型能力有决定性的影响。
浇注温度越高,充型能力越好。
在一定温度范围内,充型能力随浇注温度的提高而直线上升,超过某界限后,由于吸气,氧化严重,充型能力的提高幅度减小。
液态金属在流动方向上所受压力(充型压头)越大,充型能力就越好。
但金属液的静压头过大或充型速度过高时,不仅发生喷射和飞溅现象,使金属氧化和产生”铁豆”缺陷,而且型腔中气体来不及排出,反压力增加,造成“浇不足”或“冷隔”缺陷。
浇注系统结构越复杂,流动阻力越大,液态金属充型能力越低。
(4)铸件结构:衡量铸件结构的因素是铸件的折算厚度R(R=铸件体积/铸件散热表面积=V/S)和复杂程度,它们决定着铸型型腔的结构特点。
R大的铸件,则充型能力较高。
R越小,则充型能力较弱。
铸件结构复杂,厚薄部分过渡面多,则型腔结构复杂,流动阻力大,充型能力弱。
铸件壁厚相同时,铸型中的垂直壁比水平壁更容易充满。
3、收缩的定义及铸造合金收缩过程(液态、凝固、固态)铸件在液态、凝固和固态冷却过程中所产生的体积减小现象称为收缩,是液态金属自身的物理性质。
液态收缩阶段(Ⅰ) 表现为型腔内液面的降低。
凝固收缩阶段(Ⅱ) 由状态改变和温度下降两部分产生。
一般用体收缩率表示。
固态收缩阶段(Ⅲ) 通常表现为铸件外形尺寸的减少,故一般用线收缩率表示。
4、缩孔、缩松的定义,形成条件、产生的基本原因,形成部位及防止方法。
液态金属在凝固过程中,由于液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现大而集中的孔洞,称缩孔;细小而分散的孔洞称为缩松。
1)金属的成分结晶温度范围越小的金属,产生缩孔的倾向越大;结晶温度范围越大的金属,产生缩松的倾向越大。
(2)浇注条件和铸型性质提高浇注温度时,金属的总体积收缩和缩孔倾向大,浇注速度很慢缩孔容积减少,铸型材料对铸件冷却速度影响很大。
缩松:金属型<湿型<干型。
(3)补缩压力和铸件结构在凝固过程中增加补缩压力,可增大缩孔而减小缩松的容积。
若金属在很高的压力下浇注和凝固,则可以得到无缩孔和缩松的致密铸件。
缩孔和缩松的防止方法(1)针对金属的收缩和凝固特点制定正确的技术方法控制铸件的凝固方向使之符合顺序凝固方式或同时凝固方式;(2)合理确定内浇口位置及浇注方法;(3)合理应用冒口、冷铁和补贴等技术措施。
5、铸造应力的定义及分类,产生的缺陷(热裂、冷裂、变形),防止和减少的措施。
铸件在凝固和随后的冷却过程中,收缩受到阻碍而引起的内应力,称为铸造应力。
分类按形成的原因不同铸造应力分为热应力、相变应力和机械阻碍应力。
按应力存在的状况可分为临时应力和残余应力临时应力是暂时的,当引起应力的原因消除以后,应力随之消失。
残余应力是长期存在的,当引起应力的原因消除后,仍存在铸件中。
当铸造应力的总合超过金属的强度极限时,铸件便产生裂纹。
按裂纹形成的温度范围可分为热裂和冷裂。
热裂是在凝固末期高温下形成的裂纹。
裂纹沿晶粒边界产生和发展,外观形状曲折而不规则,表面与空气接触而被氧化并呈氧化色。
冷裂是铸件在低温时形成的裂纹。
冷裂纹常穿过晶粒,外形规则,呈圆滑曲线或直线状,表面光滑而具有金属光泽或显微氧化色。
防止和减小铸造应力的措施:在零件能满足工作条件的前提下,选据弹性模量和收缩系数小的材料;采用同时凝固方式;合理设置浇冒口,缓慢冷却,以减小铸件各部分温差;采用退让性好的型、芯砂。
若铸件已存在残余应力,可采用人工时效、自然时效或振动时效等方法消除。
6、金属的吸气性及金属吸收气体的过程,主要气体(H2、N2、O2)金属在熔炼过程中溶解气体;在浇注过程中因浇包未烘干、铸型浇注系统设计不当、铸型透气性差以及浇注速度控制不当、或型腔内气体不能及时排出,都会使气体进入金属液,增加金属中气体的含量。
这就构成了金属的吸气性。
(氢、氮、氧)。
(1)气体分子撞击到金属液表面;(2)在高温金属液表面上气体分于离解为原子状态;(3)气体原子根据与金属元素之间的亲和力大小,以物理吸附方式或化学吸附方式吸附在金属表面;(4)气体原子扩散进入金属液内部。
7、偏析、宏观偏析、微观偏析、正偏析、逆偏析的定义及其消除方法。
铸件凝固后,截面上不同部位,以至晶粒内部,产生化学成分不均匀的现象,称为偏析。
微观偏析是指微小(晶粒)尺寸范围内各部分的化学成分不均匀现象。
在铸件较大尺寸范围内化学成分不均匀的现象叫宏观偏析。
主要包括正偏析和逆偏析。
正偏析:k>1,杂质的分布从外部到中心逐渐增多;逆偏析:k<1,易熔物质富集在铸件表面上。
8、铸件可能出现那几种气孔(析出性、反应性、侵入性)及其定义(1)析出性气孔当金属液冷却速度较快时,由于铸件凝固,气泡来不及排出而保留在铸件中形成的气孔,称为析出性气孔。
(2)反应性气孔金属液与铸型、熔渣之间相互作用或金属液内部某些组元发生化学反应产生的气体所形成的气孔,则称为反应性气孔。
(3)侵入性气孔砂型铸造时,由于砂型透气率低或排气通道不畅,砂型受热产生的气体,在界面上超过一定临界值时,气体就会侵入金属液而未上浮排出,则产生侵入性气孔。
9、熔炼的分类(按合金和熔炼特点)及熔炼的基本要求根据所熔炼合金的特点,熔炼大概可分为铸铁熔炼、铸钢熔炼和有色金属熔炼。
根据熔炉的特点又可分为冲天炉熔炼、电弧炉熔炼、感应电炉熔炼和坩锅熔炼等。
依据炉衬的种类,熔化技术可分为酸性或碱性。
10、浇注系统的组成及主要功能浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道浇注系统的主要功能连接铸型与浇包,导入液态金属;挡渣及排气;调节铸型与铸件各部分的温度分布,控制铸件的凝固顺序;保证液态金属在最合适的时间范围内充满铸型,不使金属过度氧化,有足够的压力头,并保证金属液面在铸型型腔内有必要的上升速度。
11、铸件冒口的定义、作用及设计必须满足的基本要求(P51)铸型中能储存一定金属液(同铸件相连接在一起的液态金属熔池)补偿铸件收缩,以防止产生缩孔和缩松缺陷的专门技术“空腔”,被称为冒口。
冒口的作用:主要是“补缩铸件”、集渣和通、排气。
设置冒口必须满足的基本条件:凝固时间应大于或等于铸件(或铸件上被补缩部分)的凝固时间;有足够的金属液补充铸件(或铸件上被补缩部分)的收缩;与铸件上被补缩部位之间必须存在补缩通道。
12、冷铁的作用放入铸型内,用以加快铸件某一部分的冷却速度,调节铸件的凝固顺序,与冒口相配合,可扩大冒口的有效补缩距离。
13、常用的机器造型和制芯方法有哪些?震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型、气冲造型等。
14、液态金属的凝固过程,顺序凝固、同时凝固的定义15、砂型铸造和特种铸造的技术特点(P52)砂型铸造的特点是:适应性广,技术灵活性大,不受零件的形状、大小、复杂程度及金属合金种类的限制。
生产准备较简单。
生产的铸件其尺寸精度较差及表面粗极度高;铸件的内部品质也较低;在生产一些特殊零件(如管件、薄壁件)时,技术经济指标较低。
特种铸造的技术特点:铸件的尺寸精度较高,表面粗糙度低。
在生产一些结构特殊的铸件时,具有较高的技术经济指标,不用砂或少用砂,降低了材料消耗,改善了劳动条件;使生产过程易于实现机械化、自动化。
但特种铸造适应性差,生产准备工作量大,需要复杂的技术装备。
因此,特种铸造技术(陶瓷型铸造除外)一般适用于大批大量生产。
16、常用的特种铸造方法有哪些?其基本原理和特点是什么?熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造等。
17、何谓金属的铸造性能,铸造性能不好会引起哪些铸造缺陷?铸造部分复习题1、影响液态金属冲型能力的因素有哪些?2、简述砂型铸造和特种铸造的技术特点。
(15)3、简述铸件上冒口的作用和冒口设计必须满足的基本原则。
冒口的作用:主要是“补缩铸件”、集渣和通、排气。
设置冒口必须满足的基本条件:凝固时间应大于或等于铸件(或铸件上被补缩部分)的凝固时间;有足够的金属液补充铸件(或铸件上被补缩部分)的收缩;与铸件上被补缩部位之间必须存在补缩通道。
4、铸造成形的浇注系统由哪几部分组成,其功能是什么?(10)5、熔炼铸造合金应满足的主要要求有哪些?熔炼出符合材质性能要求的金属液,而且化学成分的波动范围应尽量小;熔化并过热金属所需的高温;有充足和适时的金属液供应;低的能耗和熔炼费用;噪声和排放的污染物严格控制在法定的范围内。
6、试比较灰铸铁、铸造碳钢和铸造铝合金的铸造性能特点,哪种金属的铸造性能好?哪种金属的铸造性能差?为什么?(P46)第三章复习及复习题一、名词解释:1、金属塑性变形、加工硬化金属塑性变形是利用金属材料塑性变形规律,施加外力使之产生塑性变形而获得所需形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工工艺。
塑性:材料在外力作用下,产生永久残余变形而不断裂的能力加工硬化:在塑型变形过程中,随着变形程度的增加,金属的强度、硬度提高,塑型、韧性下降,这一现象称为加工硬。
(工程材料)金属在室温下塑性变形,由于内部晶粒沿变形最大方向伸长并转动、晶格扭曲畸变以及晶内、晶间产生碎晶的综合影响,增加了进一步滑移变形的阻力,从而引起金属的强度、硬度上升,塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。