金屬工藝學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、第一篇 金屬材料的基本知識(shí)第一章 金屬材料的主要性能金屬材料的力學(xué)性能又稱機(jī)械性能，是金屬材料在力的作用所表現(xiàn)出來的性能。零件的受力情況有靜載荷，動(dòng)載荷和交變載荷之分。用于衡量在靜載荷作用下的力學(xué)性能指標(biāo)有強(qiáng)度，塑性和硬度等；在動(dòng)載荷和作用下的力學(xué)性能指標(biāo)有沖擊韌度等；在交變載荷作用下的力學(xué)性能指標(biāo)有疲勞強(qiáng)度等。金屬材料的強(qiáng)度和塑性是通過拉伸試驗(yàn)測(cè)定的。P6低碳鋼的拉伸曲線圖1， 強(qiáng)度強(qiáng)度是金屬材料在力的作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。強(qiáng)度有多種指標(biāo)，工程上以屈服點(diǎn)和強(qiáng)度最為常用。屈服點(diǎn)：s是拉伸產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力。產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力=屈服時(shí)所承受的最大載荷/原始截面積對(duì)于沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬

2、材料，工程上規(guī)定以席位產(chǎn)生0.2%變形時(shí)的應(yīng)力，作為該材料的屈服點(diǎn)?？估瓘?qiáng)度：b是指金屬材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力。拉斷前所能承受的最大應(yīng)力=拉斷前所承受的最大載荷/原始截面積2， 塑性塑性是金屬材料在力的作用下，產(chǎn)生不可逆永久變形的能力。常用的塑性指標(biāo)是伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。伸長(zhǎng)率：試樣拉斷后，其標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比稱為伸長(zhǎng)率。伸長(zhǎng)率=（原始標(biāo)距長(zhǎng)度拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度）÷拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度×100%伸長(zhǎng)率的數(shù)值與試樣尺寸有關(guān)，因而試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)所選定的試樣尺寸作出規(guī)定，以便進(jìn)行比較。同一種材料的5 比10要大一些。斷面收縮率：試樣拉斷后，縮頸處截面積的最大縮減

3、量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率，以表示。收縮率=（原始橫截面積斷口處橫截面積）÷原始橫截面積×100%伸長(zhǎng)率和斷面收縮率的數(shù)值愈大，表示材料的塑性愈好。3， 硬度金屬材料表面抵抗局部變形（特別是塑性變形、壓痕、劃痕）的能力稱為硬度。金屬材料的硬度是在硬度計(jì)上測(cè)出的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。1， 布氏硬度（HB）是以直徑為D的淬火鋼球HBS或硬質(zhì)合金球HBW為壓頭，在載荷的靜壓力下，將壓頭壓入被測(cè)材料的表面，停留若干秒后卸去載荷，然后采用帶刻度的專用放大鏡測(cè)出壓痕直徑d，并依據(jù)d的數(shù)值從專門的表格中查出相應(yīng)的HB值。布氏硬度法測(cè)試值較穩(wěn)定，準(zhǔn)確度較洛氏法高。是

4、測(cè)量費(fèi)時(shí)，且壓痕較大，不適于成品檢驗(yàn)。2， 洛氏硬度(HR)是將壓頭（金剛石圓錐體、淬火鋼球或合金球）施以100N的初始?jí)毫Γ箟侯^與試樣始終保持緊密接觸。然后，向壓頭施加主載荷，保持?jǐn)?shù)秒后卸除主載荷，以殘余壓痕嘗試計(jì)算其硬度值。實(shí)際測(cè)量時(shí)，由刻度盤上的指針直接指示出HR值。洛氏硬度法測(cè)試簡(jiǎn)便、迅速，因壓痕小、不損傷零件，可用于成品檢驗(yàn)。其缺點(diǎn)是測(cè)得的硬度值重復(fù)性較差，需在不同部位測(cè)量數(shù)次。3， 韌性金屬材料斷裂前吸收的變形能量的能力稱為韌性。韌性的常用指標(biāo)為沖擊韌度。金屬材料的韌度通常采用擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)機(jī)來測(cè)定。沖擊韌度=沖斷試樣所消耗的沖擊功/試樣缺口處的橫截面積沖擊值的大小與很多因素有

5、關(guān)。它不公受試樣開關(guān)、表面粗糙度及內(nèi)部組織的影響，還與試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度有關(guān)。因此，沖擊值的大小一般公作為選擇材料時(shí)的參考，不直接用于強(qiáng)度計(jì)算。4， 疲勞強(qiáng)度承受循環(huán)應(yīng)力或交變應(yīng)力的零件在工作一段時(shí)間后，有時(shí)突然發(fā)生斷裂，而其所承受的應(yīng)力往往低于該材料的屈服點(diǎn)，這種斷裂稱為疲勞斷裂。一般認(rèn)為產(chǎn)生疲勞斷裂的原因，是由于材料有內(nèi)部缺陷、表面劃痕駐其他能引起應(yīng)力食品的缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋。下列符號(hào)所表示的力學(xué)性能指標(biāo)名稱和含義是什么？b 抗拉強(qiáng)度s屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)0.2工程規(guī)定屈服點(diǎn)-1 按正弦曲線變化的對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力的疲勞強(qiáng)度伸長(zhǎng)率k沖擊韌度HRC 120°金剛石圓錐體HBS 布氏硬度計(jì)以淬

6、火鋼球?yàn)閴侯^HBW 布氏硬度計(jì)以合金球?yàn)閴侯^第二章鐵碳合金金屬的結(jié)晶就是金屬液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的過程，亦即金屬原子由無序到有序的排列過程。液態(tài)金屬的結(jié)晶過程是遵循“晶核不斷形成和長(zhǎng)大”這個(gè)結(jié)晶基本規(guī)律進(jìn)行的。金屬的冷卻速度愈快，自發(fā)晶核愈多。金屬晶粒的粗細(xì)對(duì)其力學(xué)性能影響很大。一般來說，同一成分的金屬，晶粒愈細(xì)，其強(qiáng)度、硬度愈高，而且塑性和韌性也愈好。影響晶粒粗細(xì)的因素很多，但主要取決于晶核的數(shù)目。細(xì)化鑄態(tài)金屬晶粒的主要途徑是：提高冷卻速度，以增加晶核的數(shù)目。在金屬澆鑄之前，向金屬液內(nèi)加入變質(zhì)劑（孕育劑）進(jìn)行變質(zhì)處理，以增加外來晶核。此外，還可采用招牌理或塑性加工方法，使固態(tài)金屬晶粒細(xì)化。鈍鐵的晶

7、格有體心立方和面心立方兩種。鐵及錫、鈦，錳等金屬在結(jié)晶之后，在不同溫度范圍內(nèi)將呈現(xiàn)出不同的晶格。這種隨著溫度的改變，固態(tài)金屬的晶格也隨之改變的現(xiàn)象稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素熔合在一起，構(gòu)成具有金屬特性的物質(zhì)稱為合金。組成合金的元素稱為組元，簡(jiǎn)稱元。按照鐵和碳相互作用形式的不同，鐵碳合金的組織可分為固溶體、金屬人物和機(jī)械混合物三種類型。固溶體：溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格而仍保持溶劑晶格類型的金屬晶體，稱為固溶體。鐵素體F：碳溶解于-Fe中形成的固溶體稱為鐵素體，呈體心立方晶格。力學(xué)性能與純鐵相近。鐵素體在顯微鏡下為明亮的多邊形晶粒，得晶界曲折。奧氏體A：碳溶入-Fe

8、中形成的固溶體稱為奧氏體，呈面心立方晶格。力學(xué)性能與其溶碳量有關(guān)。一般來說，其強(qiáng)度、硬度不高，但塑性優(yōu)良。在顯微鏡下，奧氏體也是呈多邊形晶粒，但晶界較鐵素體平直，并存有雙晶帶?；衔铮菏歉鹘M元按照一定整數(shù)比結(jié)合而成、并具有金屬性質(zhì)的均勻物質(zhì)，屬于單相組織。金屬化合物一般具有復(fù)雜的晶格，且與構(gòu)成人物的各組元晶格皆不相同，其性能特征是硬而脆。滲碳體Fe3C是鋼鐵中的強(qiáng)化相，其組織可呈片狀、球狀、網(wǎng)狀等不同形狀。它的硬度，可以刻劃玻璃，而塑性、韌性極低，伸長(zhǎng)率和沖擊韌度近于零。滲碳體在一定條件下可發(fā)生分解，形成石墨。機(jī)械混合物：是由結(jié)晶過程所形成的兩相混合組織。鐵碳合金中的機(jī)械混合物有珠光體和萊氏體

9、。珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物稱為珠光體。萊氏體：奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物稱高溫萊氏體，當(dāng)冷卻到727以下時(shí)，將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w和滲碳體的機(jī)械混合物，稱為低溫萊氏體。鋼它是指含碳量小于2.11%的鐵碳合金。鑄鐵即生鐵，它是指含碳量為2.11%6.69%的鐵碳合金。P18 鐵碳合金狀態(tài)圖共析鋼亞共析鋼 過共析鋼第三章鋼的熱處理在固態(tài)下，通過回執(zhí)、保溫和冷卻，以獲得預(yù)期組織和性能的工藝。它只改變金屬材料的組織和性能而不以改變形狀和尺寸為目的。退火：退火是將鋼加熱、保溫，然后隨爐或埋入灰中使其緩慢冷卻的熱處理工藝。常用的有完全退火，球化退火，去應(yīng)力退火。正火：正火是將鋼加熱到亞共析鋼或過

10、共析鋼，保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火主要用于：1，取代部分完全退火。但中碳合金鋼、高碳鋼及復(fù)雜件仍以退火為宜。2，用于普通件的最終熱處理。3，用于過共析鋼，以減少或消除二次滲碳體呈網(wǎng)狀析出。淬火和回火是強(qiáng)化鋼最常用的工藝。淬火是將鋼加熱到一定溫度，保溫后在淬火介質(zhì)中快速冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。注意：1嚴(yán)格控制淬火加熱溫度。2，合理選擇淬火介質(zhì)使其冷卻速度略大于臨界冷卻速度。3，正確選擇淬火方法?；鼗穑簩⒋慊鸬匿撝匦录訜岬紸c1以下某溫度，保溫后冷卻到室溫的熱處理工藝，稱為回火。回火的主要目的是消除淬火內(nèi)應(yīng)力，以降低鋼的脆性，防止產(chǎn)生裂紋，同時(shí)也使鋼獲得所需的力學(xué)性能。總的趨

11、勢(shì)是回火溫度愈高、析出的碳化物愈多，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性升高。將鋼的回火分為如下三種：1，低溫回火250度以下目的是降低淬火鋼的內(nèi)應(yīng)力和脆性，但基本保持淬火所獲得的高硬度和高耐磨性。用途最廣，如各種刀具、模具、流動(dòng)軸承和耐磨件等。2，中溫回火250500度目的是使鋼獲得高彈性，保持較高硬度和一定的韌性。中溫回火主要用于彈簧、發(fā)條、鍛模等。3，高溫回火500度以上它廣泛用于承受循環(huán)應(yīng)力的中碳鋼重要件，如連桿、曲軸、主軸、齒輪、重要螺釘?shù)?。?jīng)調(diào)質(zhì)處理的鋼可獲得強(qiáng)度及韌性都好的綜合力學(xué)性能。表面淬火常用于機(jī)床主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、齒輪等?？焖偌訜岱ㄓ卸喾N，如電感應(yīng)、火焰、電接觸、激光等，目前

12、應(yīng)用廣泛的是電感應(yīng)加熱法。第四章工業(yè)用鋼碳素鋼即“非合金鋼”，簡(jiǎn)稱碳鋼。碳素鋼的含碳量在1.5%以下，除碳之外，還含有硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)。磷和硫是鋼中的有害雜質(zhì)。磷可使鋼的塑性、韌性下降，特別是在低溫時(shí)脆性急劇增加，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。硫在鋼的晶界處可形成低熔點(diǎn)的共晶體，致使含硫較高的鋼在高溫變回工時(shí) 容易產(chǎn)生裂紋，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。硅和錳是煉鋼后期作為脫氧劑加入鋼液中殘存的。硅和錳可提高鋼的強(qiáng)度和硬度，錳還能與硫形成MnS，從而抵消硫的部分有害作用。顯然，它們都是鋼中的有益元素。碳素鋼通常分為如下三類：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。1、碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)以代表屈服點(diǎn)的“屈”字漢語

13、拼音首字母Q和后面三位數(shù)字來表示，每個(gè)牌號(hào)中的數(shù)字表示該鋼種厚度小于16mm時(shí)的最低（Mpa）。在鋼號(hào)尾部A、B為普通級(jí)別，C、D為磷、硫低的優(yōu)等級(jí)別，可用于較重要的焊接結(jié)構(gòu)。Q315塑性好通常軋制成薄板、鋼管、型材制造鋼結(jié)構(gòu)，也用于制作鉚釘、螺釘、沖壓件、開口銷等。Q235強(qiáng)度較高，塑性也較好，常軋制成各種型鋼、鋼管、鋼筋等制成各種鋼構(gòu)件、沖壓件、焊接件及不重要的軸類、螺釘、螺母等。Q255強(qiáng)度更高，用做鍵、軸、俏、齒輪、撙、連桿、銷釘?shù)取?、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫、磷含量較低，供貨時(shí)既保證化學(xué)成分，又保證力學(xué)性能，主要用于制造機(jī)器零件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字即是鋼中平均

14、含碳量的萬分?jǐn)?shù)。例如，20鋼表示平均含碳量為0.20%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。08、10、15、20等牌號(hào)屬于低碳鋼。20鋼用途最廣，常用于制造螺釘、螺母、墊圈、小軸，焊接件，有時(shí)也用于滲碳件。40、45等牌號(hào)屬于中碳鋼。45鋼常用來制造主軸、絲杠、齒輪、連桿、套筒、鍵和重要螺釘?shù)取?0、65等牌號(hào)屬于高碳鋼。它們經(jīng)過淬火、回火后，不僅強(qiáng)度、硬度顯著提高，且彈性優(yōu)良，常用彈簧、發(fā)條、鋼絲繩、軋輥、凸輪等。3、碳素工具鋼的含碳量高達(dá)0.7%1.3%，淬火、回火后有高的硬度和耐磨性，常用于制造鍛工、鉗工工具和小型模具。碳素工具鋼一般均為優(yōu)質(zhì)鋼。對(duì)于硫、磷含量更低的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在數(shù)字后面增加“A”表

15、示，例如，T10A表示平均含碳量為1.05的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。T8沖頭、鏨子、鍛工工具、木工工具、臺(tái)鉗鉗口等。T10，T10A硬度較高、但仍要求一定韌性的工具，如手鋸條、小沖模、絲錐、板牙等。T12 適用于不受沖擊的耐磨工具，如鋼銼、刮刀、絞刀等。合金鋼是為了改善鋼的某些性能，在鋼的基礎(chǔ)上加入某些合金元素所煉成的鋼。如果鋼中的含硅量大于0.5%，或者含錳量大于1.0%，也屬于合金鋼。低合金鋼是指合金總含量較低（小于3%）、含碳量也較低的合金結(jié)構(gòu)鋼?？珊附拥秃辖鸶邚?qiáng)鋼（簡(jiǎn)稱合金高強(qiáng)鋼）應(yīng)用最為廣泛。低合金高強(qiáng)鋼的牌號(hào)表示方法與碳素鋼相同，即以字母“Q”開始，后面以三們數(shù)字表示其最像屈服點(diǎn)，最后

16、以符號(hào)表示其質(zhì)量等級(jí)。如Q345A表示不小于345Mpa的A級(jí)低合金高強(qiáng)鋼。Q295低壓容器、輸油管道、車輛等Q345橋梁、船舶、壓力容器、車輛等Q390橋梁、船舶、起重機(jī)、壓力容器等Q420高壓容器、犧牲、橋梁、鍋爐等合金鋼：當(dāng)鋼中合金元素超過低鋼的限度時(shí)，即為合金鋼。合金鋼不僅合金元素含量高，且嚴(yán)格控制硫、磷等有害雜質(zhì)的含量，屬于優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。合金鋼可分為合金結(jié)構(gòu)鋼（常用于制造機(jī)器零件用的合金鋼），合金工具鋼（主要用于制造刀具、量具、模具等，含碳量甚高），特殊性能鋼（包括不銹鋼，耐磨鋼，耐蝕鋼及具有軟磁，永磁，無磁等特殊性能的鋼）第二篇 鑄造第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)液態(tài)合金直譯鑄型的過程

17、，簡(jiǎn)稱充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀準(zhǔn)確，輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。在液態(tài)合金的過程中，有時(shí)伴隨著結(jié)晶現(xiàn)象，若充型能力不中，在型腔被填滿之前，形成的晶粒將充型的通道堵塞，金屬液被迫停止流動(dòng)，于是鑄件將產(chǎn)生澆不到或冷隔等缺陷。影響充型能力的主要因素如下：合金的流動(dòng)性（其中以化學(xué)成分的影響最為顯著）澆注條件（澆注溫度和充型壓力）鑄型填充條件（鑄型材料，鑄型溫度，鑄型中的氣體，鑄件結(jié)構(gòu)）澆入鑄型中的金屬液在冷凝過程中，其液態(tài)收縮和凝固收縮若得不到補(bǔ)充，鑄件將產(chǎn)生縮孔或縮松缺陷。在鑄件的凝固過程中，其斷面上一般存在三個(gè)區(qū)域，即固相區(qū)，凝固區(qū)和液相區(qū)，其中，對(duì)鑄件質(zhì)量影響較大的主

18、要是液相和固相并存的凝固區(qū)的寬窄。鑄件的“凝固方式”就是依據(jù)凝固區(qū)的寬窄來劃分為逐層凝固，糊狀凝固，中間凝固。鑄件質(zhì)量與其凝固方式密切相關(guān)。一般說來，逐層凝固時(shí)，合金的能力強(qiáng)，便于防止縮孔和縮松；糊狀凝固時(shí)，難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件。合金從澆注，凝固直到冷卻到室溫，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象，稱為收縮。收縮是合金的物理本性。為使鑄件的形狀、尺寸符合技術(shù)要求，組織致密，必須研究收縮的規(guī)律性。合金的收縮經(jīng)歷如下三個(gè)階段：液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮。液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)足，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。按照孔洞的大小和分布，可將其分為縮孔和縮松兩類。縮孔

19、是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞。合金的液態(tài)收縮和凝固收縮愈大，澆注溫度愈高，鑄件愈厚，縮孔的窖愈大?？s松分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔，稱為縮松。當(dāng)縮松與縮孔的容積相同時(shí)，縮松的在面積要比縮孔大得多。縮孔和縮松都使鑄件的力學(xué)性能下降，縮松還可使鑄件因滲漏而報(bào)廢。只要能使鑄件實(shí)現(xiàn)“順序凝固”，盡管合金的收縮較大，也可獲得沒有縮孔的致密鑄件。所謂順序凝固就是在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位通過安放等工藝措施，使鑄件遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固；然后是靠近冒口部位凝固；最后才是冒口本身的凝固。冒口是多余部分，在鑄件清理時(shí)予以切除。安放冒口主要用于必須補(bǔ)縮的場(chǎng)合，如鋁表銅，鋁硅合金和鑄鋼件等。鑄件在

20、凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中，其固態(tài)收縮若受到阻礙，鑄件內(nèi)部將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力有時(shí)是在冷卻過程中暫存的，有時(shí)則一直保留到室溫，后者稱為殘余內(nèi)應(yīng)力。鑄造內(nèi)應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。按照內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生原因，可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種。熱應(yīng)力：是由于鑄件的壁厚不均勻，各部分的冷卻速度不同，以致在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮一致收起的。預(yù)防熱應(yīng)力的基本途徑是晝減少鑄件各個(gè)部位間的溫度差，使其均勻地冷卻。采用同時(shí)凝固原則可減少鑄造內(nèi)應(yīng)力，防止鑄件的變形和裂紋缺陷，又可免設(shè)冒口而省工省料。其缺點(diǎn)是鑄件心部容易出現(xiàn)縮孔或縮松。機(jī)械應(yīng)力：是合金的固態(tài)收縮受到鑄型或型芯的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。具有殘余內(nèi)

21、應(yīng)力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通過變形來減緩其內(nèi)應(yīng)力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。防止鑄件變形：設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使鑄件壁厚均勻，形狀對(duì)稱。工藝上采用同時(shí)凝固原則，以便冷卻均勻。對(duì)長(zhǎng)而易變形的鑄件，還可采用“反變形”工藝。自然時(shí)效是將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上，使其緩慢地發(fā)生變形，從而使內(nèi)應(yīng)力消除。人工時(shí)效是將鑄件加熱到550650度進(jìn)行去應(yīng)力退火。時(shí)效處理宜在粗加工之后進(jìn)行，以便將粗加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力一并消除。當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件便將產(chǎn)生裂紋。裂紋是嚴(yán)重缺陷，多使鑄件報(bào)廢。裂紋可分成熱裂和冷裂兩種。熱裂：是在高溫下形成的裂紋。形狀特征是縫隙寬，形狀曲折，縫內(nèi)呈氧化色。冷裂：是在較低溫下形成

22、的裂紋。形狀特征是裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，有時(shí)縫內(nèi)呈輕微氧化色。氣孔是最常見的鑄造缺陷，它是由于金屬液中的氣體未能排出，在鑄件中形成氣泡所致。按照氣體的來源，鑄件中的氣孔主要分為：因金屬原因形成的“析出性氣孔”，因鑄型原因形成的“浸入性氣孔”，因金屬與鑄型相互化學(xué)作用形成的“反應(yīng)性氣孔”三種。第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用的鑄鐵中的碳主要是以石墨狀態(tài)存在的。鑄鐵中的石墨一般呈片狀，經(jīng)過不同的處理，石墨還可以呈團(tuán)絮狀，球狀，蠕蟲狀等，使鑄鐵獲得不同的性能。因此，常用的鑄鐵為灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄件，蠕墨鑄鐵等。1， 灰鑄鐵HT灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵，是應(yīng)用的鑄鐵，其產(chǎn)量占鑄

23、鐵總并不是的80%以上。由于灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓?；诣T鐵的焊接性能很差，如焊接區(qū)容易出現(xiàn)白口組織，裂紋的傾向較大。2， 可鍛鑄鐵KTH可鍛鑄鐵又稱瑪鐵或瑪鋼。它是將白口鑄鐵坯件經(jīng)石墨化退火而成的一種鑄鐵。由于其石墨呈團(tuán)絮狀，大大減輕了對(duì)金屬基體的割裂作用，故抗拉強(qiáng)度得到顯著提高，尤為可貴的是這種鑄鐵有著相當(dāng)高的塑性與韌性，可鍛鑄鐵就是因此而得名，其實(shí)它并不能真的用于鍛造。按退火方式不同，可鍛鑄鐵可分為黑心可鍛鑄鐵，珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵三種其中之一以黑心可鍛鑄鐵在我國(guó)最為常用?？慑戣T鐵通常用于制造形狀復(fù)雜，承受沖擊載荷的薄壁小件，這些小件若用一般鑄鋼制造困難較大若改用球墨

24、鑄鐵，質(zhì)量又難保證。3， 球墨鑄鐵QT由于石墨呈球狀，使石墨對(duì)金屬基體的割裂作用進(jìn)下一步減輕，故球墨鑄鐵強(qiáng)度和韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過灰鑄鐵，并可與鋼媲美。此外，球墨鑄鐵還兼有接近灰鑄鐵的優(yōu)良鑄造性能。4， 蠕墨鑄鐵RuT由于其石墨呈短片狀，片端鈍而圓，類似蠕蟲，故名。蠕墨鑄鐵的發(fā)展歷史較短，對(duì)其生產(chǎn)的規(guī)律性掌握仍不夠充分，以致有時(shí)質(zhì)量尚不夠穩(wěn)定。碳既是形成石墨的元素，又是促進(jìn)石墨化的元素。含碳愈高，析出的石墨數(shù)量愈多，愈粗大，而基體中鐵素體增加，珠光體減少；反之，含碳降低，石墨減少，且細(xì)化。硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，隨著含硅量的增加，石墨顯著增多。硫會(huì)引起鑄鐵的熱脆性，阻礙石墨化，增加白口傾向。磷會(huì)增加

25、鑄鐵的冷脆性，但對(duì)石墨化基本沒有影響。錳可部分抵消硫的有害作用，并可增加鑄鐵的強(qiáng)度，屬有益元素。但含錳過多將阻礙石墨的，增加鑄鐵的白口傾向。相同化學(xué)成分的鑄鐵，若冷卻速度不同，其組織和性能也不同。鑄件的冷卻速度主要取決于鑄型和鑄件的壁厚。各種鑄型材料的導(dǎo)熱能力不同。影響鑄鐵石墨化的主要因素是化學(xué)成分和冷卻速度。鑄鋼ZG鑄鋼也是一種重要的鑄造合金，它的年產(chǎn)量?jī)H次于灰鑄鐵，約為球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵的總和。按照成分，鑄鋼可分為鑄造碳鋼和鑄造合金鋼兩大類，其中鑄造碳鋼應(yīng)用較廣，約占鑄鋼件總產(chǎn)量的確80%以上。如：ZG310570ZG表示鑄鋼，后面兩組數(shù)字分別表示鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度最低值（Mpa）為改善

26、性能而在碳鋼中增加合金元素的鑄鋼，稱為鑄造合金鋼。生產(chǎn)特點(diǎn)：1，鑄鋼的熔煉必須采用煉鋼爐。2，鑄造工藝，鋼的澆注溫度高，流動(dòng)性差，鋼液易氧化和吸氣，同時(shí)，其體積收縮率約為鑄鐵的23倍。3，鑄鋼件的熱處理，鑄鋼件鑄態(tài)晶粒大，且組織不均，常有殘余內(nèi)應(yīng)力，致使塑性和韌性不夠高。為此，鑄后必須進(jìn)行正火或退火。純銅俗稱紫銅，其導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，耐蝕性及塑性均優(yōu)，但強(qiáng)度，硬度低，且價(jià)格較高，因此極少用它來制造零件。機(jī)械上廣泛物是銅合金。黃銅是以鋅為主加元素的銅合金。黃銅的含鋅量小于47%。銅與鋅以外的元素所組成的銅合金統(tǒng)稱為青銅。銅和錫的合金是最普通的青銅，稱為錫青銅，是我國(guó)歷史最為悠久的鑄造合金。鋁合金的

27、密度小，熔點(diǎn)低，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱耐蝕性優(yōu)良，切削加工性很好，因此也常用來制造鑄件。鑄鋁合金分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金及鋁鋅合金四類。銅、鋁合金的熔化特點(diǎn)是金屬料與燃料不直接接觸，以減少金屬的損耗和保證金屬的純潔。第三章 砂型鑄造鑄造工藝圖是在零件圖上用各種工藝符號(hào)及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形。其中包括：澆注位置，鑄型分型面，型芯的數(shù)量，形狀，尺寸及其固定方法，加工余量，收縮率，澆注系統(tǒng)，起模斜度，冒口和冷鐵的尺寸和等。零件圖鑄造工藝圖模樣圖合型圖手工造型生產(chǎn)率低，對(duì)工人技術(shù)要求較高，而且鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍然是難以完全取代的重要造型方法。機(jī)器造型可大大提高過去生產(chǎn)

28、率，改善過去條件，鑄件尺寸精確，表面光潔，加工余量小。機(jī)器造型是將緊砂和起模等主要工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化。其中，最普通的是以壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的振壓式造型機(jī)。機(jī)器造型的工藝特點(diǎn)通常是采用模板進(jìn)行兩箱造型。機(jī)器造型不能緊實(shí)中箱，故不能進(jìn)行三箱造型。機(jī)器造芯：射芯技術(shù)隨芯砂粘結(jié)劑和造芯方法的變化而發(fā)展的。射芯機(jī)造芯有如下三種：普通造芯，熱芯盒造芯，冷芯盒造芯。澆注位置的選擇，澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在型內(nèi)所處的空間位置。澆注位置選擇原則詳見P67分型面選擇原則：1，應(yīng)盡量使分型面平直，數(shù)量少。應(yīng)盡量使鑄型只有一個(gè)分型面，以便采用工藝簡(jiǎn)便的兩箱造型。2，應(yīng)避免不必要的型芯和活塊，以簡(jiǎn)化造型工藝。3，應(yīng)盡量使鑄件全

29、部或大部分置于下箱。這不僅便于造型，下芯，合型，也便于保證鑄件精度。上述諸原則，對(duì)于具體鑄件來說多難以全面滿足，有時(shí)甚至互相矛盾。因此，必須抓住主要矛盾，全面考慮，至于次要矛盾，則應(yīng)從工藝措施上設(shè)法解決。工藝參數(shù)的選擇：要求的機(jī)械加工余量和最小鑄孔，起模斜度，收縮率，型芯頭。第五章特種鑄造特種鑄是指與普通砂型鑄造不同的其他鑄造方法。本章僅介紹應(yīng)用較多的鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造，離心鑄造和消失模鑄造等。熔模鑄造（又稱失蠟鑄造）是指用易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火涂料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方法。工藝過程可分為蠟?zāi)Ｖ圃?，?/p>

30、殼制造，焙燒澆注三個(gè)主要階段。熔模鑄造的特點(diǎn)如下：1，鑄件的精度高，表面光潔。2，可制造難以砂型鑄造或機(jī)械加工的形狀很復(fù)雜的薄壁鑄件。3，適用于各種合金鑄件。4，生產(chǎn)批量不受限制。5，生產(chǎn)工藝復(fù)雜且周期長(zhǎng)，機(jī)械加工壓型成本高，所用的耐火材料，模料和粘結(jié)劑價(jià)格較高鑄件成本高。綜上億述，為熔模鑄造最適于高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批，大量生產(chǎn)，主要用于形狀復(fù)雜，難以切削加工的小零件。金屬型鑄造（有永久型鑄造之稱）是將液態(tài)金屬澆入金屬的鑄型中，并在重力作用下凝固成形以獲得鑄件的方法。金屬型的結(jié)構(gòu)主要取決于鑄件的形狀，尺寸，合金的種類及生產(chǎn)批量等。按照分型面的不同，金屬型可分為整體式，垂直分型式，水平分型式

31、和復(fù)合分型式。金屬型的鑄造工藝方法：噴刷涂料，金屬型應(yīng)保持一定的工作溫度，適合的出型時(shí)間。金屬型鑄造可“一型多鑄”，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，從而可大大提高生產(chǎn)率。同時(shí)鑄件精度和表面質(zhì)量顯著提高，由于結(jié)晶組織致密，鑄件的力學(xué)性能得到顯著提高。此外，金屬型鑄造還使鑄造車間面貌大為改觀，勞動(dòng)條件得到顯著改善。它的主要缺點(diǎn)是金屬型的制造成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。同時(shí)，鑄造工藝要求嚴(yán)格，否則容易出現(xiàn)澆不到，冷隔，裂紋等鑄造缺陷，而灰鑄鐵件又難以避免白口缺陷。金屬型鑄造主要用于銅，鋁合金不復(fù)雜中小鑄件的大批量生產(chǎn)，如鋁活塞，氣缸蓋，油泵殼體，銅瓦，襯套，輕工業(yè)品等。壓力鑄造：簡(jiǎn)稱壓鑄。它是在高壓下（比壓約為

32、5150Mpa）將液態(tài)或半液態(tài)合金快速（充填速度可達(dá)550m/s）地壓入金屬鑄型中，并在壓力下凝固以獲得鑄件的方法。壓錛是在壓鑄機(jī)上進(jìn)行的，它所用的鑄型稱為壓型。注入金屬壓鑄取出鑄件。壓力鑄造的主要優(yōu)點(diǎn)有：1，鑄件的精度及表面質(zhì)量較其他方法均高。通常，不經(jīng)機(jī)械加工即可使用。2，可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件，或直接鑄出小孔，螺紋，齒輪等。3，鑄件的強(qiáng)度和硬度都較高。4，壓鑄的生產(chǎn)率較其他鑄造方法均高。5，便于采用鑲鑄。壓鑄雖是實(shí)現(xiàn)少屑、無屑加工非常有效的途徑，但也存在許多不足。主要是：1，壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費(fèi)用高，周期長(zhǎng)，只有在大量生產(chǎn)條件下經(jīng)濟(jì)上才合算。2，壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí)，壓型壽命很低難以適

33、應(yīng)。3，由于壓鑄的速度極高，型腔內(nèi)氣體很難排除，厚壁處的收縮也很難補(bǔ)縮，致使鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松。4，由于上述氣孔是在高壓下形成的，熱處理加熱時(shí)孔內(nèi)氣體膨脹將導(dǎo)致鑄件表面起泡，所以壓鑄件不能用熱處理方法來提高性能。必須指出，隨著加氧壓鑄、真空壓鑄和黑色金屬壓鑄等新工藝的出現(xiàn)，使壓鑄的某些缺點(diǎn)有了克服的可能性。離心鑄造：將液態(tài)合金澆入調(diào)整旋轉(zhuǎn)的鑄型，使其在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶。離心鑄造機(jī)上的鑄型可以用金屬型，也可以用砂型、熔模殼型等。根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸空間位置的不同，離心鑄造機(jī)可分為立式（垂直軸旋轉(zhuǎn)）和臥式（水平軸旋轉(zhuǎn)）兩大類。離心鑄造具有如下優(yōu)點(diǎn)：1，利用自由表面生產(chǎn)圓筒形或環(huán)形鑄件時(shí)，可

34、省去型芯和澆注系統(tǒng)，省工，省料，降低了鑄件成本。2，在離心力的作用下，鑄件呈由外向內(nèi)的定向凝固，而氣體和熔渣因密度較金屬小，則向鑄件內(nèi)腔移動(dòng)而排除，故鑄件內(nèi)部極少有縮孔，縮松，氣孔，夾渣等缺陷。3，便于制造雙金屬鑄件。離心鑄造的不足之處是：1，依靠自由表面所形成的內(nèi)孔尺寸偏差大，而且內(nèi)表面粗糙，若需機(jī)械加工，必須加大余量。2，鑄件易產(chǎn)生成分偏析，所以不適于密度偏析大的合金及輕合金鑄件。此外，因需要專用設(shè)備的投資，故不適于單件，小批生產(chǎn)。離心鑄造是大口徑鑄鐵管，氣缸套，銅套，雙金屬軸承的主要生產(chǎn)方法，鑄件的最大重量可達(dá)十多噸。消失模鑄造：又稱氣化模鑄造或?qū)嵭丸T造。它是用泡沫塑料制成的模樣制造鑄型

35、，之后，模樣并不取出，澆注時(shí)模樣氣化消失而獲得鑄件的方法。消失模鑄造工藝包括模樣制造，掛涂料，造型澆注和落砂清理等工序。消失模鑄造優(yōu)點(diǎn)：1，它是一種近乎無余量的精密成形技術(shù)，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度低，接近熔模鑄造水平。2，無需傳統(tǒng)的混砂，制芯，造型等到工藝及設(shè)備，故工藝過程簡(jiǎn)化，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)，設(shè)備投資較少，占地面積小。3，為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了充分的自由度，如原來需要加工成形的孔，槽等可直接鑄出。4，鑄件清理簡(jiǎn)單，機(jī)械加工量減少。5，適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)合金種類，鑄件尺寸及生產(chǎn)數(shù)量幾乎沒有限制。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建立一個(gè)模鑄造廠與建立一個(gè)相同產(chǎn)量的傳統(tǒng)濕砂型鑄造廠相比，總投資可減少30%以上，而鑄

36、造成本可下降20%30%。消失模鑄造的主要缺點(diǎn)是澆注時(shí)塑料模氣化有異味，對(duì)環(huán)境有污染，鑄件容易出現(xiàn)與泡沫塑料高溫?zé)峤庥嘘P(guān)的缺陷，如鑄鐵件容易產(chǎn)生皺皮，夾渣等到缺陷，鑄鋼件可能稍有增碳，但對(duì)銅，鋁合金鑄件的化學(xué)和力學(xué)性能的影響很小。各種鑄造方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，不能認(rèn)為某種方法最為完善。砂型鑄造盡管有著許多缺點(diǎn)，但它對(duì)鑄件的形狀和大小，生產(chǎn)批量，合金品種的適應(yīng)性最強(qiáng)，是當(dāng)前最為常用的鑄造方法，故應(yīng)優(yōu)先選用，而特種鑄造僅是在相應(yīng)的條件下，才能顯示其優(yōu)越性。P92幾種常用鑄造方法的綜合比較。第三篇 金屬塑性加工第一章 金屬的塑性變形金屬在外力作用下，其內(nèi)部必將產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)外力增大到使金屬的內(nèi)應(yīng)

37、力超過該金屬的屈服點(diǎn)后，即使作用在物體上的外力取消金屬的變形也不完全恢復(fù)，而產(chǎn)生一部分永久變形，稱為塑性變形。其實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。低溫時(shí)，多晶體的晶間變形不可過大，否則將引起金屬的破壞。變形程度增加時(shí)，金屬的強(qiáng)度及硬度升高，而塑性和韌性下降。其原因是由于滑移面上的碎晶塊和附近晶格的強(qiáng)烈扭曲增大了滑移阻力，使繼續(xù)滑移難于進(jìn)行所致。在冷變形時(shí)，隨著變形程度的增加，金屬材料的所有強(qiáng)度指標(biāo)和硬度都有所提高，但塑性和韌性有所下降，這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化或加工硬化。冷變形強(qiáng)化是一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，將冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，因原子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，使原子回復(fù)到平衡位置，晶內(nèi)殘余應(yīng)力大大減小，這

38、種現(xiàn)象稱為回復(fù)（或稱恢復(fù)）。T回=（0.250.3）T熔T回是回復(fù)溫度T熔是熔點(diǎn)溫度單位是K純金屬的再結(jié)晶溫度為T再=0.4T熔單位是K在實(shí)際生產(chǎn)中常采用加熱的方法使金屬發(fā)生再結(jié)晶，從而再次獲得良好塑性，這種工藝操作稱為再結(jié)晶退火。金屬塑性加工生產(chǎn)多采用熱變形來進(jìn)行。金屬的可鍛性是材料在鍛造過程中經(jīng)受塑性變形而不開裂的能力。金屬的可鍛性好，表明該金屬適合采用塑性加工盛開；可鍛性差，該金屬不宜選用塑性加工方法成形。可鍛性的優(yōu)劣常用金屬的塑性和變形抗力來綜合衡量。金屬的塑性用金屬的斷面收縮率，伸長(zhǎng)率等來表示。變形抗力指在塑性加工過程中變形金屬反作用于施壓工具上的作用力。變形抗力越小，則變形中所消耗

39、的能量也越小。金屬的可鍛性取決于金屬的本質(zhì)（化學(xué)成分、金屬組織）和加工條件（變形溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)）。鍛造：在加壓設(shè)備及工具下，使坯料，鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸，形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法，稱為鍛造。鍛造方法分為自由鍛和模鍛（錘上模鍛、曲柄壓力機(jī)上模鍛、摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛、胎膜鍛）。自由鍛生產(chǎn)所用工具簡(jiǎn)單，具有較大的通用性，因而它的應(yīng)用范圍較為廣泛。在重型機(jī)械制造中，它是生產(chǎn)大型和特大型鍛件的唯一成形方法。自由鍛所用設(shè)備根據(jù)它對(duì)坯料施加外力的性質(zhì)不同，分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類。自由鍛的工序可分為基本工序、輔助工序和精整工序三大類。1， 基本工序：達(dá)到主要變形要求。

40、鐓粗，拔長(zhǎng)，沖孔，扭轉(zhuǎn)，錯(cuò)移，切割。2， 輔助工序：進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。3， 精整工序：在完成基本工序之后用以提高鍛件尺寸及位置精度的工序。模鍛是利用鍛模使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。由于金屬是在模膛內(nèi)變形，其流動(dòng)受到模壁的限制，因而模鍛生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)可以雜，而且生產(chǎn)率高。錘上模鍛，根據(jù)其功用的不同，模膛分為模鍛模膛和制坯模膛兩種。曲柄壓力機(jī)是采用曲柄連桿系統(tǒng)工作機(jī)構(gòu)的壓力機(jī)。P118常用鍛造方法的比較鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的。為了簡(jiǎn)化零件的形狀和結(jié)構(gòu)，便于鍛造而增加的一部分金屬，稱為余塊。成形時(shí)為了保證機(jī)械加工最終獲得所需的尺寸而允許保留的多余金屬，稱為機(jī)

41、械加工余量。鍛造公關(guān)是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量。分模面是上下?；虬纪鼓５姆纸缑?。分模面可以是平面也可以是曲面。選定分模面的原則上是：1，應(yīng)保證模鍛件能從模膛中取出。2，應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模現(xiàn)象，及時(shí)而方便地調(diào)整鍛模位置。3，分模面應(yīng)選在能使模膛嘗試最淺的位置上，這樣有得金屬充滿模膛，便于取件，并有利于鍛模的制造。4，選定的分模面應(yīng)使零件上所增加的余塊最少。5，分模面最好是一個(gè)平面，以便于鍛模的制造，并防止鍛造過程中上下鍛模錯(cuò)動(dòng)。模鍛圓角是指模鍛件中斷面形狀和平面形狀變化部位棱角的圓角和拐角處的圓角。模鍛件具有這種圓角結(jié)構(gòu)可使金屬容易充滿模膛，提

42、高鍛模使用壽命，同時(shí)，增大鍛件的強(qiáng)度。許多模鍛件都具有孔形，當(dāng)模鍛件的孔徑大于25mm時(shí)，應(yīng)將該孔鍛出。坯料的重量可按下式計(jì)算：G坯料=G鍛件+G燒損+G料頭模鍛工序的確定：根據(jù)工序特點(diǎn)和鍛件類型來確定的。采用自由鍛生產(chǎn)鍛件時(shí)，其工序參閱表31選定。采用模鍛方法生產(chǎn)模鍛件時(shí)，其工序根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸確定。對(duì)于模鍛件：長(zhǎng)軸類模鍛件常選用拔長(zhǎng)，滾壓，彎曲，預(yù)鍛和終鍛等工步。短類模鍛件常選用鐓粗，預(yù)鍛，終鍛等工步。鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性P123第三章沖壓沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而獲得制件的工藝統(tǒng)稱。沖壓中所選用的板料通常是在冷態(tài)下進(jìn)行的，所以又稱為冷沖壓。只有當(dāng)板料厚度超過810mm時(shí)，才采用熱沖壓。

43、沖壓特點(diǎn)：1，可以沖壓意大利雜質(zhì)零件，且廢料較少。2，沖壓件具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度值，互換性較好，沖壓后一般不需機(jī)械加工。3，能獲得重量輕，材料消耗少，強(qiáng)度和風(fēng)度都較高的零件。4，沖壓操作簡(jiǎn)單，工藝過程便于機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高。故零件成本低。沖模制造復(fù)雜，成本高，只有在大批量生產(chǎn)條件下，其優(yōu)越性才顯得突出。沖壓生產(chǎn)中常用的設(shè)備是剪床和沖床。沖壓生產(chǎn)的基本工序有分離工序和變形工序兩大類。分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序，如落料，沖孔，切斷和修整等 。凸凹模刃口尺寸的確定P130變形是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序，如拉深，彎曲，翻邊，成形等。

44、拉深：坯料第一次拉深成品第二次拉深的坯料凸模凹模成品拉深件出現(xiàn)拉穿現(xiàn)象與下列因素有關(guān)：1，凸凹模的圓角半徑2，凸凹模間隙3，拉深系數(shù)4，潤(rùn)滑彎曲時(shí)，板料產(chǎn)生的變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。外載荷去除后，塑性變形保留下來，彈性變形消失，使板料形狀和尺寸發(fā)生與加載時(shí)變形方向相反的變化，從而消去一部分彎曲變形效果的現(xiàn)象，稱為回彈?；貜検贡粡澢慕嵌仍龃?，一般回彈角為0度10度。成形是利用局部塑性變形使坯料或半成品獲得所要求形狀和尺寸的加工過程。主要用于制作剛性筋條凸邊，凹槽，或增大半成品的部分直徑等。影響沖壓件工藝性的主要因素有：沖壓件的外形，尺寸，精度及材料等。對(duì)沖載件的要求：1，落料件的外

45、形和沖孔件的孔形應(yīng)力求簡(jiǎn)單，對(duì)稱。盡量采用圓形或矩形等規(guī)則形狀，否則使模具制造困難，降低模具壽命。2，沖裁件的結(jié)構(gòu)尺寸必須考慮材料的厚度。3，沖裁件上直線與直線，曲線與直線的交接處，均應(yīng)用圓弧連接，以避免尖角處因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。對(duì)彎曲件的要求：1，彎曲件形狀應(yīng)盡量對(duì)稱，彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑。2，彎曲邊過短不易成開，故應(yīng)使彎曲邊的平直部分H大于2。3，彎曲帶孔件時(shí)，為避免孔的變形，孔的位置應(yīng)注意。對(duì)拉深件的要求：1，拉深件外形應(yīng)簡(jiǎn)單，對(duì)稱，深度不宜過大，以便使拉深次數(shù)最少，容易成形。2，拉深件的圓角半徑在不增加工藝程序的情況下，最小允許半徑注意。第四篇 焊接焊接是通過加熱或

46、加壓，使工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的一種連接方法。焊接方法的種類很多，其中電弧焊是應(yīng)用最普遍的焊接方法。第一章 電弧焊焊接電弧是在具有一定電壓的兩電極間或電極與工件之間的氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象，即在局部氣體介質(zhì)中有大量電子流通過的導(dǎo)電現(xiàn)象。產(chǎn)生電弧的電極可以是金屬絲，鎢絲，碳棒或焊條。引燃電弧后，弧柱中就充滿了高溫電離氣體，并放出大量的熱能和強(qiáng)烈的光。電弧的熱量與焊接電流和電弧電壓的乘積成正比。電流越大，電弧產(chǎn)生的總熱量就越大。電弧中陽極區(qū)和陰極區(qū)的溫度因電極材料不同而有所不同。正接是將工件接到電源的正極，焊條接到負(fù)極；反接是將工件接到電源的負(fù)極，焊條接到正極。正接時(shí)工件的溫度相對(duì)高一些

47、。如果使用的是交流電焊機(jī)（弧焊變壓器），不存在正接和反接問題。由焊機(jī)的空載電壓就是焊接時(shí)的引弧電壓，一般為5090V。電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)的電壓稱為電弧電壓，它與電弧長(zhǎng)度有關(guān)。電弧長(zhǎng)度越大，電弧電壓也越高。一般情況下，電弧電壓在1635V范圍之內(nèi)。由于焊縫附近各點(diǎn)受熱情況不同，熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)，過熱區(qū)，正火區(qū)和部分相變區(qū)等。焊縫是靠一個(gè)移動(dòng)的點(diǎn)熱源來加熱的，隨后逐次冷卻下來所形成的。對(duì)于承載大，壓力容器等重要結(jié)構(gòu)件，焊接應(yīng)力必須加以防止和消除。對(duì)于薄板的，最容易產(chǎn)生不規(guī)律的波浪變形。焊件出現(xiàn)變形將影響使用，過大的變形量將使焊件報(bào)廢。施焊中，采用反變形措施或剛性夾持方法，變形后可采用機(jī)械矯正法或火

48、焰加熱矯正法加以消除。焊接應(yīng)力過大的嚴(yán)重后果是使焊件產(chǎn)生裂紋。焊接裂紋存在于焊縫或熱影響區(qū)的熔合區(qū)中，而且往往是內(nèi)裂紋，危害極大。焊條電弧焊（手工電弧焊）是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。藥皮的作用：電弧在焊條與被焊工件之間燃燒，電弧熱使工件和焊芯共同熔化形成，同時(shí)也使焊條的藥皮熔化和分解。藥皮熔化后與液態(tài)金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，所形成的熔渣不斷從熔池中浮起；藥皮受熱分解產(chǎn)生大量的CO2,CO和H2等保護(hù)氣體，圍繞在電弧周圍。熔渣和氣體能防止空氣中氧和氮的侵入，起保護(hù)熔化金屬的作用。覆蓋在焊縫表面的熔渣也逐漸凝固成為固態(tài)渣殼。這層熔渣和渣殼對(duì)焊縫成形的好壞和減緩金屬的冷卻速度有著重要的作用。

49、涂有藥皮供手弧焊用的熔化電極稱為焊條。焊芯起導(dǎo)電和填充金屬的作用，藥皮則用于保證焊接順利進(jìn)行并使焊縫具有一定的化學(xué)和力學(xué)性能。焊芯低合金鋼，不銹鋼用的焊條，應(yīng)采用相應(yīng)的低合金鋼，不銹鋼的焊接鋼絲作焊芯。焊條藥皮在焊接過程中的作用主要是：提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，防止空氣對(duì)熔化金屬的有害作用，對(duì)沒完沒了的脫氧和加入合金元素，可以保證焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能。焊條藥皮原料的種類名稱及作用P158我國(guó)將焊條按化學(xué)成分劃分為七大類，即碳鋼焊條，低合金鋼焊條，不銹鋼焊條，堆焊焊條，鑄鐵焊條及焊絲，銅及銅焊條等。其中應(yīng)用合金焊條，鋁及鋁合金最多的是碳鋼焊條和低合金鋼焊條。焊條還可按熔渣性質(zhì)分為酸性焊條（適

50、合各種電源，操作性較好，電弧穩(wěn)定，成本低，焊縫強(qiáng)度稍低，滲合金作用弱，不宜焊接隨重載和搞強(qiáng)度的重要結(jié)構(gòu)件）和堿性焊條（一般用直流電源，焊縫強(qiáng)度高，抗沖擊能力強(qiáng)，操作性差，電弧不夠穩(wěn)定，成本高，只適合焊接重要結(jié)構(gòu)件）兩大類。焊條的選用原則P159埋弧焊：是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。埋弧焊的熔池深度比焊條電弧焊大很多。埋弧焊特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定，節(jié)省金屬材料，改善了勞動(dòng)條件。設(shè)備費(fèi)用較高，工藝裝備復(fù)雜，對(duì)接頭加工與裝配要求嚴(yán)格，只適用于批量生產(chǎn)長(zhǎng)的直線焊縫與圓筒形工件的縱、環(huán)焊縫。對(duì)狹窄位置的焊縫以及薄板的焊接，埋弧焊則受到一定限制。焊接前應(yīng)將焊縫兩側(cè)5060mm內(nèi)的一切污垢與

51、鐵銹除掉，以免產(chǎn)生氣孔。為了保持焊縫成形和防止燒穿，生產(chǎn)中常采用各種類型的焊劑墊和墊板，或者先用焊條電弧焊封底。氣體保護(hù)焊：氬弧焊，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊氬弧焊按所用電極的不同，可分為鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊兩種。氬弧焊主要特點(diǎn)P163由于氬氣價(jià)格較高，氬弧焊目前主要用于焊接鋁，鎂，鈦及其合金，也用于焊接不銹鋼，耐熱鋼和一部分重要的低合金鋼工件。鎢極脈沖氬弧焊是近幾年發(fā)展起來的新工藝P163二氧化碳是氧化性氣體，在電弧熱作用下能分解為一氧化碳和氧原子，使鋼中的碳，錳，硅及其他合金元素?zé)龘p。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特點(diǎn)：1，成本低2，生產(chǎn)率高3，操作性能好4，質(zhì)量較好。缺點(diǎn)是二氧化碳的氧化作用使熔滴飛濺

52、較為嚴(yán)重，因此焊接成形不夠光滑。另外，如果控制或操作不當(dāng)，容易產(chǎn)生氣孔。氣體保護(hù)焊常用藥芯焊絲作焊接材料。等離子弧焊接：借助水冷噴嘴等對(duì)電弧的抵賴與壓縮作用，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法稱為等離子弧焊接。等離子電弧在機(jī)械壓縮效應(yīng)，熱壓縮效應(yīng)，電磁收縮效應(yīng)的作用下，被壓縮得很細(xì)，使能量高度集中，弧柱內(nèi)的氣體完全電離為電子和離子，稱為等離子弧。其溫度可達(dá)到16000K以上。等離子弧用于切割時(shí)，稱為“等離子弧切割”。等離子切割不僅切割效率比氧氣高13倍，而且還可以切割不銹鋼，銅，鋁及其合金，難熔金屬和非金屬材料。等離子弧用于焊接時(shí)，稱為“等離子弧焊接”。等離子弧焊接實(shí)質(zhì)上是一種具有壓縮效應(yīng)的鎢極氣體保護(hù)焊。等離子弧焊除具有氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)外，還有以下特點(diǎn)：等離子弧能量密度大，弧柱