金属材料的成型加工工艺

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1、金属材料的成型加工工艺金属材料及其成型工艺金属材料是金属及其合金的总祢。在钢、铁和合金为代表的现代工业社会,金属材料以其优良的力学性能、加工性能和独特的表面特性,成为现代产品设计中的一大主流材质。金属的成型方法可区分为铸造、塑性加工、切削加工、焊接与粉末冶金五类。一、铸造将熔融态金属浇入铸型后,冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一,与其他工艺方法相比,铸造成型生产成本低,工艺灵活性大,适应性强,适合生产不同材料、形状和重量的铸件,并适合于批量生产。但它的缺点是公差较大,容易产生内部缺陷。铸造按

2、铸型所用材料及浇注方式分为砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造以及离心铸造等。砂型铸造砂型铸造俗称翻砂,用砂粒制造铸型进行铸造的方法。主要工序有:制造铸模,制造砂铸型(即砂型),浇注金属液,落砂,清理等。砂型铸造适应性强,几乎不受铸件形状、尺寸、重量及所用金属种类的限制,工艺设备简单,成本低,为铸造业广泛使用。砂型铸造工艺流程零件图铸造工艺图型芯芯盒芯砂熔化合箱落砂、清理检验铸件浇注冷却凝固铸型型砂模型熔模铸造熔模铸造又称失蜡铸造,为精密铸造方法之一,是常闲的铸造方法。熔模铸造过程熔模铸造过程分为:制作母模---制作压型---制作蜡

3、模---制作型壳---脱蜡---焙烧和造型---浇注---脱壳。金属型铸造用金属材料制作铸型进行铸造的方法,又称永久型铸造或硬型铸造。铸型常用铸铁、铸钢等材料制成,可反复使用,直至损耗。金属型铸造所得铸件的表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件,且铸件的组织结构致密,力学性能较高。适用于中小型有色金属(如铝、铜、镁及其合金等)铸件和铸铁铸件的生产。压力铸造简称压铸。在压铸机上,用压射活塞以较高的压力和速度将压室内的金属液压射到模腔中,并在压力作用下使金属液迅速凝固成铸件的铸造方法。属于精密铸造方法。铸件尺寸精确,表面光洁,组织致密,生产效率

4、高。适合生产小型、薄壁的复杂铸件,并能使铸件表面获得清晰的花纹、匿案及文字等。主要用于锌、铝、镁、铜及其合金等铸件的生产。离心铸造将液态金属浇入沿垂直轴或水平轴旋转的铸型中,在离心力作用下金属液附着于铸型内壁,经冷却凝固成为铸件的铸造方法。离心铸造的铸件组织致密,力学性能好,可减少气孔、夹渣等缺陷。常用于制造各种金属的管形或空心圆筒形铸件,也可制造其他形状的铸件。二、塑性加工塑性成型加工指在外力的作用下金属材料通过塑性变形,获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。塑性加工可分为锻造、扎制、挤压、拔制、冲压五种。锻造锻造是

5、利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力,使金属材料在不分离条件下产生塑性变形,以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。为了使金属材料在高塑性下成型,通常锻造是在热态下进行,因此锻造也祢为热锻。按成型是否用模具通常分为:自由锻,模锻。按加工方法分为:手工锻造和机械锻造。在现代金属装饰工艺中,常用的锻造方法是手工锻造。手工自由锻手工自由锻:是指在金属板上自由锻造成型。具体过程是(以紫铜浮雕为例):①首先将铜皮用汽油喷灯进行加温,烧至红色,这一过程称为“退火”,目的是使铜的分子结构重组,使之变软。②将设计好的图案画在铜皮上,用錾子

6、将轮廓錾出。③根据预先的设计将铜皮放在沙袋上,用锤子和錾子锻出大的凹凸起伏。④将铜皮用胶固定在一张平板上,用各种型号和形状的錾子錾出一些精细的造型,其司需要多次退火。⑤将制作好的作品放在铁垫板上,找平,然后整理好边缘。⑥将作品需要抛光印地方进行抛光,然后进行电镀、化学着色、防腐等后处理。手工模锻手工模锻:是指先做好母模再进行锻造成型,具体过程是(以紫铜浮雕为例):①首先按设计构思,制作好浮雕泥胚。②将泥胚翻制成玻璃钢。③将铜皮用汽油喷灯过火,烧至红色,进行退火。④将浮雕按区域分成几个大块面。⑤将锻好的块面焊接在一起,找平,然后抛光。⑥将

7、作品进行或电镀、或化学着色、或防腐等后处理。轧制金属塑性加工工艺之一。如图所示,利用两个旋转轧辊印压力使金属坯料通过一个特定空间产生塑性变形,以获得所要求的截面形状并同时改变其组织性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状的原材料,如圆钢、方钢、角钢、下字钢、工字钢、槽钢、z字钢、钢轨等。按轧制方式分为横轧、纵轧和斜轧;按轧制温度分为热轧和冷轧。热轧和冷轧热轧是将材料加热到再结晶温度以上进行轧制,热轧变形抗力小,变形量大,生产效率高,适合轧制较大断面尺寸,塑性较差或变形量较大的材料。冷轧则是在室温下对材料进行轧制。与热轧相比,冷轧产品尺寸

8、精确,表面光洁,机械强度高。冷轧变形抗力大,变形量小,适于轧制塑性好,尺寸小的线材、薄板材等。挤压将金属放入挤压筒内,用强大的压力使坯料从模孔中挤出,从而获得符合模孔截面的坯料或零件印加工方法,常用的挤压方

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