热加工与压力加工

4 合箱
将上、下砂型和砂芯等装配在一起的操作过程，称为合 箱。
5 熔炼、浇注、落砂、清理
1）熔炼 金属熔炼质量的好坏直接影响铸件的力学性能和
物理性能。
2）浇注 将金属熔液盛入浇包(装液态金属的工具)内，再浇入铸
型中去的工艺过程称浇注。 3）落砂
落砂是指从铸型中取出完全凝固并经充分冷却的铸件的 过程。 4）清理
分为手工造型和机器造型两大类。
（1）手工造型 用手工方法制作砂型的过程，称为手工造型常见的
手工造型方法有整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造 型、活块造型和刮板造型等。
1）整模造型 整模造型的模型是整体，分型面为平 面，型腔全部在一个砂箱内。
2）分模造型 分模造型是将模样沿最大截面处分成两半， 型腔位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。
造工艺方法。 （5）切割
切割是将毛坯分割成几部分或切除 余料的锻造工艺方法。 （6）错移
4. 热压力加工对金属组织和性能的影响
（1）改善钢锭的组织和性能 （2）形成纤维组织
5. 锻造温度
始锻温度，就是开始对坯件施加压力时的最高温 度。终锻温度，就是停止锻造的温度。其选择原则是 在不出现过热和过烧的前提下，尽量提高始锻温度。
常用金属材料的锻造温度
4.2.2 自由锻
1. 自由锻工艺概述 自由锻是用冲击力或压力使金属材 料在上下两个砧块(抵铁)之间产生塑 性变形，以获得所需形状和尺寸的锻 件的工艺方法。金属在上、下两砧块 间自由变形，所以称为自由锻。自由 锻分为手工锻造和机器锻造。 2. 自由锻的基本工序
4.1.1砂型铸造的生产过程
砂型铸造是指用型砂紧实成型的铸造方法。其生产过程 主要由配砂、造型、制芯、合箱、熔炼、浇注和清理等组成。
砂型铸造工艺过程
1 造型
1）造型材料 制造铸型用的材料称为造型材料，主要包括型砂和芯
砂。型砂和芯砂由原砂（SiO2）、粘结剂（粘土）以及 附加物（煤粉、木屑等）、旧砂和水按一定的比例混合 配制而成。 2）造型方法
用易熔材料制成易熔模型，在模样上涂以耐火材料，干 燥、硬化后，再经加热、高温焙烧即可浇注的铸造方法， 称为熔模铸造。 2. 金属型铸造
金属型铸造是让液态合金在重力的作用下注入金属铸型 或的铸件的方法。
3. 压力铸造 在高压下将液态合金高速压入金属铸型，并在压力下凝
固成型的铸造方法称为压力铸造。 4. 离心铸造
缺点： （1）与铸造和焊接相比，金属压力加工设备复杂且难以生
产形状复杂的零件。其制件的尺寸精度、形状精度和表面 质量还不够高； （2）加工设备比较昂贵,制件的成本比铸件高。
4.2.1金属压力加工的基础知识
1. 金属压力加工的基本原理 金属压力加工是利用金属材料塑性变形的原理来进行的。
2. 金属材料的加工硬化和再结晶 在常温下金属经塑性变形后，组织和性能会发生变化：晶
第4章 热加工及压力加工
4.1铸造基础
铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型型腔中，凝 固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。 铸造具有如下优点： （1）铸件可以不受尺寸大小和重量的限制。它可以生产各种形状、各种 尺寸的毛坯，特别适宜制造具有复杂内腔的零件。如内燃机气缸盖、缸 体、进排气支管、变速箱壳体、驱动桥壳体、机床车身等。 （2）对材料的适应性强。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜 合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料。 （3）铸件成本低。
自由锻的基本工序包括墩粗、 延伸、冲孔、弯曲、切割、错移、扭 转、锻接等八类。
锻压设备
（1）镦粗 镦粗是使毛坯高度减小、而横截面增大的锻造工艺方法。
（2）拔长 拔长也称为延伸，是使毛坯的横断面减小，而长度增大
的锻造工艺方法 。
（3）冲孔 冲孔是指在毛坯上冲出透孔或不透孔的锻造工艺方法。
（4）弯曲 弯曲是将毛坯弯成所规定外形的锻
粒沿最大变形方向伸长；晶格与晶粒发生扭曲和畸变，产生内 应力；晶粒间出现碎晶。金属的机械性能随着组织的变化而变 化，变形程度增加，金属材料的强度、硬度增加，而韧性、塑 性却降低，这种现象称为加工硬化。
3. 冷加工与热加工
从金属学的角度划分冷、热加工的界限是再结晶 温度。金属在再结晶温度以下的变形称为冷变形，对应的加 工方法成为冷加工。
离心铸造是将液态合金注入高速旋转的铸型内，合金主 要在离心力作用下充型、结晶形成铸件。离心铸造要在离 心机上进行。用下，使金属坯 料产生塑性变形来获得满足形状、尺寸和机械性能 要求的零件或毛坯的加工方法。金属压力加工的主 要生产方式有自由锻造、模锻、板料冲压、扎制、 挤压和拉拔等。
3）挖砂造型 模型为整体，但分型面为曲面，造下型后， 用手工将阻碍起模的型砂挖去。
4）刮扳造型 批量小，尺寸大的回转体铸件，如皮带轮、 飞轮、齿轮和弯管，常采用刮板造型，用一个与铸件截面 形状相似的木扳(刮板)代替模型，来刮出所需铸型的型腔。
（2）机器造型 机器造型是指用机器设备来完成造型过程。
落砂后的铸件，常常不可避免地带有部分或全部砂芯。 表面粘附着大片砂粒、飞边、毛刺，同时浇口、冒口都还 存在，去除这些缺陷的过程称为清理。 5）检验 铸件清理后要进行检验。检验的内容一般有外观、形状、 尺寸、机械性能、化学成分、内部缺陷等。
4.1.2 特种铸造
与砂型铸造不同的其他铸造方法称为特种铸造。常用的 特种铸造方法有： 1. 熔模铸造
2 造芯
机器零件往往在内部有一定形状的空腔，这些空腔在浇 注时必须予以充塞填实。型芯的主要作用就是用来获得铸件 的内腔，有时也可作为铸件难以起模的局部铸型。制造型芯 的过程称为造芯。
芯盒制芯简图
3 浇注系统
金属液浇入铸型时所流经的通道称为浇注系统。通常浇 注系统由外浇口、直浇口、横浇口、内浇口组成。
金属压力加工具有以下工艺特点： 1）提高金属机械性能 压力加工能使原始铸态组织的晶粒
细化，使内部缺陷（如缩松、气孔、微小裂纹等），被压 合。组织变的致密，从而提高机械性能。 2）具有较高的机械生产率。 3）节省金属材料 有的精密压力加工能实现少或无切削加 工。 4）与铸造和焊接相比，金属压力加工设备复杂、难以生产 形状复杂的零件。