金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí)

1、想補(bǔ)充“維生素”的,請跟我來! HBH 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 前已所述:在機(jī)器零件的生產(chǎn)過程中，通常是用鑄造 或鍛造 或焊接 等方法將金屬材料 制成 毛坯毛坯， 再進(jìn)行切削加工以得到一定形狀和尺 寸的零件零件。 對于不同的加工方法，如果零件的結(jié)構(gòu) 及加工方法不合理，材料選擇不適當(dāng)，必將 導(dǎo)致制造困難，質(zhì)量無法保證，降低生產(chǎn)率， 增加成本。 機(jī)械加工工藝概述機(jī)械加工工藝概述1: 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 金屬材料的加工工藝分為:鑄造工藝、 壓力加工工藝、 焊接工藝、 切削加工工藝 及熱處理工藝。 每一種工藝都有自身的特點(diǎn). 鑄造的工藝特點(diǎn)關(guān)鍵在于流動性, 鍛造的工藝特點(diǎn)關(guān)鍵在于延張性, 焊接的工藝特點(diǎn)關(guān)鍵在

2、于融合性, 切削加工的工藝特點(diǎn)關(guān)鍵在于硬度, 熱處理的工藝特點(diǎn)關(guān)鍵在于它的奧氏體化的能力. 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 從工藝性出發(fā)， 如果設(shè)計(jì)的是鑄件，最好選擇共晶合金； 若設(shè)計(jì)的是鍛件、沖壓件，最好選擇呈固溶體的合金; 如果設(shè)計(jì)的是焊接結(jié)構(gòu)，則不應(yīng)選用鑄鐵，最適宜的材 料是低碳鋼或低碳合金鋼；而銅合金、鋁合金的焊接性能都不 夠好。 機(jī)械零件的最終使用性能，很大程度上決定于熱處理，碳 鋼的淬透性差，強(qiáng)度不是很高，加熱時容易過熱而晶粒長大， 淬火時容易變形與開裂，因此制造高強(qiáng)度及大截面、形狀復(fù)雜 的零件，需選用合金鋼。 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 其制造工藝路線為： 下料鍛造正火粗加工調(diào) 質(zhì)精加工高頻淬火，低溫回

3、 火精磨。 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 其制造工藝路線為： 下料鍛造正火粗加工 調(diào)質(zhì)滾齒高頻淬火，低溫 回火珩齒。 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 其制造工藝路線為： 鑄造時效處理粗加工 精加工 鉆孔裝配檢驗(yàn)。 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 易形成缺陷: 縮孔,縮松,澆不足,冷隔,氣 孔 根源在于: 流動性和氣體溶解能力 矛盾因素矛盾因素:1.溫度并非越高越好溫度并非越高越好.會導(dǎo)致會導(dǎo)致:收縮增加收縮增加,氧化氧化 嚴(yán)重嚴(yán)重. 2. 提高冷卻能力可以減少縮松但易形成縮孔提高冷卻能力可以減少縮松但易形成縮孔 措施:一切措施都是圍繞增加流動性.比如提高澆鑄溫度, 再比如減少“雜質(zhì)”(包括合金成分),還有增加結(jié)構(gòu)斜

4、度, 增加壓力等 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 縮孔,縮松的區(qū)別: 縮孔集中;縮松分散;縮孔在上端,縮松在中部熱 節(jié)處 縮孔,流動性好時易形成;縮松在冷卻能力時 易形成. 純鐵,共晶,易形成縮孔; 亞共晶組織,易形成縮松. 措施措施: :冒口冒口, ,補(bǔ)鐵補(bǔ)鐵, ,冷鐵的綜合利用是消除縮孔縮松的有冷鐵的綜合利用是消除縮孔縮松的有 效措施效措施. . 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 澆不足,冷隔,氣孔 根源在于: 流動性 措施:采用加壓新的工藝可以消除澆不足,冷 隔,氣孔等缺陷 新工藝新工藝: :熔模熔模,金屬型金屬型,壓力壓力,低壓低壓,離心等新的鑄造工藝離心等新的鑄造工藝. 熔模熔模-自身熔化自身熔化,解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)的

5、難起模問題解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)的難起模問題 金屬金屬-冷卻快冷卻快,避免縮松避免縮松 離心離心-圓柱件圓柱件,雙材料多層鑄造雙材料多層鑄造 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 鑄造熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力 根源在于: 收縮受阻 熱應(yīng)力是永久的,機(jī)械應(yīng)力是臨時的.但 是臨時應(yīng)力并不是沒有危害的. 措施:去應(yīng)力退火 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 熱裂紋和冷裂紋 根源在于: 受阻 措施1:改善鑄型增加退讓性.比如砂型 好于金屬型 識別識別: :熱裂紋呈氧化色熱裂紋呈氧化色,外形不規(guī)則外形不規(guī)則; 冷裂紋具有表面光澤冷裂紋具有表面光澤,外形規(guī)則外形規(guī)則 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 注意,再結(jié)晶溫度T再=(0.35-0.4)T熔 所以,對于

6、鋼件,高達(dá)700度仍是冷加工 而對于鉛錫,在常溫下已是熱加工了.見表2-1 鍛造流向及利用鍛造流向及利用: :見圖見圖2-132-13強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)各向仍相近各向仍相近; ;塑性塑性 指標(biāo)指標(biāo)則呈現(xiàn)出各向不同的性能則呈現(xiàn)出各向不同的性能. . 設(shè)計(jì)時設(shè)計(jì)時, ,應(yīng)使應(yīng)使正應(yīng)力正應(yīng)力順著流線的方向順著流線的方向. .剪應(yīng)力剪應(yīng)力垂直于流垂直于流 線方向線方向. . 鍛造并不僅僅是為了改變外形,也為了改善組織性能. 反復(fù)鍛壓可以細(xì)化晶粒,擊碎缺陷組織. 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 易形成缺陷: 過熱,過燒,氧化,脫碳,裂紋 根源在于: 晶體結(jié)構(gòu)在變化.晶粒長大 矛盾因素矛盾因素:1.溫度并非越高越好溫度并

7、非越高越好.會導(dǎo)致氧化嚴(yán)重會導(dǎo)致氧化嚴(yán)重.溫度也溫度也 不能太低不能太低,太低時再結(jié)晶困難太低時再結(jié)晶困難,會增加變形抗力會增加變形抗力. 2.提高變形速度提高變形速度,產(chǎn)生兩方面的影響產(chǎn)生兩方面的影響,一方面發(fā)一方面發(fā) 生冷變形硬化生冷變形硬化.(不利不利),另一方面另一方面,變形能變形能-熱能熱能-產(chǎn)生熱效產(chǎn)生熱效 應(yīng)使塑性提高應(yīng)使塑性提高(有利有利) - 措施:一切措施都是圍繞增加金屬塑性.降低變形抗力 比如提高鍛造溫度,再比如減少化合物結(jié)構(gòu)等 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 沖孔時沖孔時, ,凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸= =孔徑孔徑. . 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸= =孔徑孔徑+2+2倍的間隙倍的間隙

8、 落料時落料時, ,凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸= =成品尺寸成品尺寸- -間隙間隙. . 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸= =成品尺寸成品尺寸 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 為了防止產(chǎn)生皺折,通常用壓邊圈將工件壓住. 拉深的最薄弱環(huán)節(jié)在靠近底部的拐角處.因?yàn)榇颂幈?厚最薄.見圖2-67 拉深底部側(cè)壁拉應(yīng)力應(yīng)限制在不發(fā)生塑性變形不發(fā)生塑性變形的范 圍內(nèi);環(huán)形區(qū)的徑向拉應(yīng)力應(yīng)超過材料的屈服極限. 但又必須小于材料的強(qiáng)度極限.見圖2-68 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 易形成缺陷: 冷脆性,燒損,氣孔, 裂紋等 根源在于: 氣氛中的有害元素進(jìn)入溶池發(fā)生一系列 氧化反應(yīng) 措施:一切措施都是圍繞形成保護(hù)氣氛.去除有害

9、 雜質(zhì). 比如真空焊接,再比如采用堿性焊條等 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 焊條選用原則 等強(qiáng)原則:比如一般碳鋼及合金鋼 成分相近原則:比如:不繡鋼,耐熱鋼等 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié): 正常焊縫情況下,是熱影響區(qū)的過熱區(qū). 不正常焊縫的情況下,是焊縫區(qū). 如何避免? 一般焊接方法不可避免. 只有 擴(kuò)散焊可以避免! 焊縫薄弱環(huán)節(jié) 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 焊接應(yīng)力 縱向看: 中間應(yīng)力最大,兩端漸小.截面上,中心處受拉應(yīng)力, 兩端受壓.解釋一下原因 橫向看. 正態(tài)分布.同上. 要求看懂并畫出立體圖 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 人為的因素:提高技術(shù)水平.好好學(xué)唄! 焊接缺陷的不可避免性 過燒,過熱,氣孔,裂紋,未焊

10、透,未溶合,夾渣,咬邊,焊 瘤中 哪些是人為因素造成的? 如何克服? 非人為的因素:改進(jìn)焊接方法.如釬焊,擴(kuò)散焊 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 焊接裂紋及分類 裂紋分為:熱裂紋,冷裂紋 熱裂紋發(fā)生在焊縫區(qū)的結(jié)晶過程中.和熱影響區(qū)的過 熱區(qū)的晶界.原因低溶點(diǎn)雜質(zhì)液化.斷口:有氧化色彩. 冷裂紋發(fā)生在焊縫以外.穿晶性.發(fā)生在焊接之后,所 以也叫延遲裂紋.由由于氫是誘發(fā)裂紋形成的主要因 素,所以又叫氫致裂紋.斷口:無氧化色彩 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 焊接裂紋的防止措施 熱裂紋: 限制P,S等含量避免低溶點(diǎn)共晶組織的形成.FeS等 冷裂紋. 限制氫含量及使之盡快溢出表面. 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 改進(jìn)焊接方法:采用氣體保護(hù)焊?否! 采用電阻焊!(塑性狀態(tài)下壓 焊在一起) 氣孔的種類及防止措施 氫氣孔: 一氧化碳?xì)饪? 氮?dú)饪?烘干避免和減少氣體產(chǎn)生. 減低冷卻速度,使氣體來得及逸出. 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 夾雜物,夾渣的防止措施 電渣焊! 焊縫純凈! 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 燒損的防止措施 氣體保護(hù)焊! 電阻焊! 等 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 金屬焊接性能評價(jià)方法: 碳當(dāng)量CE 將合金成分折合成C 冷裂紋敏感系數(shù)PC 不僅考慮了合金成分的影響還考慮 了板材的厚度及H的影響, 思考:沒考慮什么? N, O,等 金屬工藝學(xué)總復(fù)習(xí) 各種