材料成型工艺标准学习基础考试-复习材料要点

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#+ 材料成型工艺基础复习资料13上午九到十一点一号公教楼4071铸件的凝固方式及其影响因素凝固方式:(l)逐层凝固方式(2)糊状凝固方式(3)中间凝固方式影响因素:(l)合金的结晶温度范围:结晶温度范围越小,凝固区域越窄,越倾向于逐层凝固。低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固,高碳钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。(2)逐渐的温度梯度:在合金的结晶温度范围已定时,若铸件的温度梯度↑由小到大,则凝固区由宽变窄,倾向于逐层凝固。2铸造性能含义及其包括内容,充型能力含义,影响合金流动性因素(合金种类、成分、浇注条件、铸型条件)铸造性能:合金铸造成形获得优质铸件的能力,、合金的铸造性能:主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等充型能力:液态合金充满铸型型腔,获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力。影响合金流动性因素:(l)合金的种类。灰铸铁、硅黄铜流动性最好,铝合金次之,铸钢最差。(2)合金的成分。同种合金,成分不同,其结晶特点不同,流动性也不同。(3)浇注温度越高,保持液态的时间越长,流动性越好;温度越高,合金粘度越低,阻力越小,充型能力越强。在保证充型能力的前提下温度应尽量低。生产中薄壁件常采用较高温度,厚壁件采用较低浇注温度,(4) l.铸型的蓄热能力越强,充型能力越差2.铸型温度越高,充型能力越好3.铸型中的气体阻碍充型3合金的收缩三阶段,缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段l.收缩。合金从液态冷却至常温的过程中,体积或尺寸缩小的现象。合金的收缩过程可分为三阶段(l)液态收缩(2)凝固收缩(3)固态收缩缩孔(1)形成条件:金属在恒温或很窄的温度范围内结晶,铸件壁以逐层凝固方式凝固。(2)产生原因:是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值,且得不到补偿。(3)形成部位:在铸件最后凝固区域,次区域也称热节。缩松(1)形成条件:形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足,或者结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固,凝固区域较宽,液、固两相共存,树枝晶发达,枝晶骨架将合金液分割开的小区难以得到补缩所致。(2)形成部位:一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近,也常分布在集中缩孔的下方。其热应力形成过程分三阶段第一阶段。两者都塑性变形,无热应力;第二阶段,一塑性一弹性,仍无热应力;第三阶段,两者均弹性变形,冷却慢的受拉,快的受压。铸件的变形:残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。后部、心部受拉应力,出现内凹变形。薄部、表面受压应力,出现外凸变形。铸件的裂纹:当铸件应以超过金属的强度极限时。铸件便产生裂纹,分为热裂和冷裂。4铸造内应力分类及其各自产生原因热应力:铸件在凝固和冷却过中,不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力,称热应力收缩应力:铸件在固态收缩时,因受铸型、型芯、浇冒口等外力的阻碍而产生的应力称收缩应力固态下发生相变的合金,由于部分冷却速度不同,到相变温度的时间不同,而且发生相变程度不同由此产生的应力5什么是定向凝固原则?什么是同时凝固原则?其目的是什么?需要采取什么措施来实现?定向(顺序)凝固:就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,使铸件上远离宜口的部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口本身的凝固。 远离冒口→冒口附近→冒口本身同时凝固:就是采取必要的工艺措施,使铸件各部分冷却速度尽量一致。实现定向凝固的措施是:设置冒口;合理使用冷铁。它广泛应用于收缩大或壁厚差较大的易产生缩孔的铸件,如铸钢、高强度铸铁和可锻铸铁等。实现同时凝固的措施是:将浇口开在铸件的薄壁处,在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。它应用于收缩较小的合金(如碳硅质量分数高的灰铸铁)和结晶温度范围宽,倾向于糊状凝固的合金(如锡青铜),同时也适用于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀的薄壁控制铸件凝固方式的方法: (1)正确布置浇注系统的引入位置,控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置; (2)采用冒口和冷铁; (3)改变铸件的结构; (4)采用具有不同蓄热系数的造型材料。6防止或减少铸件应力与变形的措施?(1)合理设计铸件结构在设计铸件时应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀。(2)尽量选用先收缩率小、弹性模量小的合金(3)采用同时凝固的工艺(4)设法改善铸型型芯的退让性,合理设置浇冒口(5)对铸件进行时效处理。自然时效热时效(去应力退火)和共振时效1熔模铸造工艺过程,特点及适用范围,(不可用金属型)工艺过程:制造蜡模→制壳→脱蜡→熔烧→浇注工艺特点:(l)铸得的精度和质量高。(2)可制造形状复杂的铸件。(3)适用各种合金铸件,尤其是高熔点和难以加工的高合金钢,如耐热合金,不锈钢,磁钢等。(4)生产批量不受限制,单件小批量大批量均可使用。(5)工艺过程较复杂,生产周期长,使用费和消耗的材料费较贵。=>成本高适用范围:熔摸制造适用于制造形状复杂,难以加工的高熔点合金既有特殊要求的精密铸件.主要有汽轮机,燃气轮机叶片,切削刀具,仪表原件,汽车,拖拉机及机床等零件的生产2金属性铸造应采取怎么样的工艺措施来保证产品质量(预热、喷涂料、控开型、提高浇注温度)铸件特点、应用范围(1)金属型的预热(预热温度一般不低于150℃)。(2)涂料(耐火涂料的厚度为0.3~0.4mm)利用涂料厚度的厚薄,来调节铸件的冷却速度,保护金属型,防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击;利用涂料储气排气。(3)控制开型时间。(4)提高浇注温度和防止铸件产生“白口”。2铸造特点:(1)可承受多次浇注,便于实现机械化生产;(2)铸件精度和表面质量高;(3)铸件的结晶组织致密机械性能高,铸件质量稳定,废品率低。(4)金属型成本高,周期长,铸造主艺严格,3适用范围适用于大批量生产有色金属铸件,如铝合金活塞、汽缸体等。3离心铸造特点及应用概念特点:(1)利用旋转表面生产圆筒形铸件,省去型芯和浇注系统,大大简化生产过程节约了金属,(2)离心力作用:铸件由外向内的顺序凝固,而气体和残渣因比重轻向内腔移动而排除,铸件组织致密,极少有缩孔、气孔、夹渣等缺陷。(3)合金的充型能力强便于流动性差的合金及薄件的生产,便与制造双金属件。但是铸件易产生偏析,铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。应用:离心铸造主要用于大批量生产管、套类零件。如铸铁管、铜套、气缸套等。4压力铸造的特点及应用(薄壁、精密件、镶嵌件、不能热处理)特点:(l)铸件精度高;可以做形状复杂的薄壁件;(2)力学性能好;(3)生产率高50 - 150次/小时;(4)但设备投资大,铸型周期长,只适用于大批量生产,而且不能进行切削余量加工,防止孔洞外漏。应用:用于生产有色金属
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