冷鐓、冷擠壓基礎(chǔ)知識(shí)介紹

冷鐓,冷擠壓基礎(chǔ)知識(shí)介紹冷鐓、冷擠壓基礎(chǔ)知識(shí)介紹冷擠壓是精密塑性體積成形技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分。冷擠壓是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具模腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬?gòu)哪Ｇ恢袛D出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學(xué)性能的擠壓件。顯然，冷擠壓加工是靠模具來(lái)控制金屬流動(dòng)，靠金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來(lái)成形零件的。冷擠壓技術(shù)是一種高精、高效、優(yōu)質(zhì)低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，較多應(yīng)用于中小型鍛件規(guī)模化生產(chǎn)中。與熱鍛、溫鍛工藝相比，可以節(jié)材30%?50%，節(jié)能40%?80%而且能夠提高鍛件質(zhì)量，改善作業(yè)環(huán)境。目前，冷擠壓技術(shù)已在緊固件、機(jī)械、儀表、電器、輕工、宇航、船舶、軍工等工業(yè)部門中得到較為廣泛的應(yīng)用，已成為金屬塑性體積成形技術(shù)中不可缺少的重要加工手段之一。二戰(zhàn)后，冷擠壓技術(shù)在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車、摩托車、家用電器等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)用，而新型擠壓材料、模具新鋼種和大噸位壓力機(jī)的出現(xiàn)便拓展了其發(fā)展空間。日本80年代自稱，其轎車生產(chǎn)中以鍛造工藝方法生產(chǎn)的零件，有30%?40%是采用冷擠壓工藝生產(chǎn)的。隨著科技的進(jìn)步和汽車、摩托車、家用電器等行業(yè)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求的不斷提高，冷擠壓生產(chǎn)工藝技術(shù)己逐漸成為中小鍛件精化生產(chǎn)的發(fā)展方向。與其他加工工藝相比冷擠壓有如下優(yōu)點(diǎn)：1） 節(jié)約原材料。冷擠壓是利用金屬的塑性變形來(lái)制成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料利用率。冷擠壓的材料利用率一般可達(dá)到80%以上。2） 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。用冷擠壓工藝代替切削加工制造零件，能使生產(chǎn)率提高幾倍、幾十倍、甚至上百倍。3） 制件可以獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可達(dá)IT7?IT8級(jí)，表面粗糙度可達(dá)R0.2?R0.6。因此，用冷擠壓加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進(jìn)行精磨。4） 提高零件的力學(xué)性能。冷擠壓后金屬的冷加工硬化，以及在零件內(nèi)部形成合理的纖維流線分布，使零件的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于原材料的強(qiáng)度。此外，合理的冷擠壓工藝可使零件表面形成壓應(yīng)力而提高疲勞強(qiáng)度。因此，某些原需熱處理強(qiáng)化的零件用冷擠壓工藝后可省去熱處理工藝，有些零件原需要用強(qiáng)度高的鋼材制造，用冷擠壓工藝后就可用強(qiáng)度較低的鋼材替用。5） 可加工形狀復(fù)雜的，難以切削加工的零件。如異形截面、復(fù)雜內(nèi)腔、內(nèi)齒及表面看不見(jiàn)的內(nèi)槽等。6） 降低零件成本。由于冷擠壓工藝具有節(jié)約原材料、提高生產(chǎn)率、減少零件的切削加工量、可用較差的材料代用優(yōu)質(zhì)材料等優(yōu)點(diǎn)，從而使零件成本大大降低。冷擠壓技術(shù)在應(yīng)用中存在的難點(diǎn)主要有：1） 對(duì)模具要求高。冷擠壓時(shí)毛坯在模具中受三向壓應(yīng)力而使變形抗力顯著增大，這使得模具所受的應(yīng)力遠(yuǎn)比一般沖壓模大，冷擠壓鋼材時(shí)，模具所受的應(yīng)力常達(dá)2000MPa?2500MPa。例如制造一個(gè)直徑38mm,壁厚5.6mm，高100mm的低碳鋼杯形件為例，采用拉延方法加工時(shí)，最大變形力僅為17t，而采用冷擠壓方法加工時(shí)，則需變形力132t，這時(shí)作用在冷擠壓凸模上的單位壓力達(dá)2300MPa以上。模具除需要具有高強(qiáng)度外，還需有足夠的沖擊韌性和耐磨性。此外，金屬毛坯在模具中強(qiáng)烈的塑性變形，會(huì)使模具溫度升高至250^-300^左右，因而，模具材料需要一定的回火穩(wěn)定性。由于上述情況，令擠壓模具的壽命遠(yuǎn)低于沖壓模。2） 需要大噸位的壓力機(jī)。由于冷擠壓時(shí)毛坯的變形抗力大，需用數(shù)百噸甚至幾千噸的壓力機(jī)。3） 由于令擠壓的模具成本高，一般只適用于大批量生產(chǎn)的零件。它適宜的最小批量是5?10萬(wàn)件。4） 毛坯在擠壓前需進(jìn)行表面處理。這不但增加了工序，需占用較大的生產(chǎn)面積，而且難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。5） 不宜用于高強(qiáng)度材料加工。6） 令擠壓零件的塑性、沖擊韌性變差，而且零件的殘余應(yīng)力大，這會(huì)引起零件變形和耐腐蝕性的降低（產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕）國(guó)內(nèi)外冷擠壓技術(shù)發(fā)展過(guò)程現(xiàn)代冷擠壓技術(shù)是從18世紀(jì)末開(kāi)始的，法國(guó)人在法國(guó)革命時(shí)代把鉛從小孔中擠出制成槍彈，開(kāi)始了冷擠壓。1830年在法國(guó)已經(jīng)有人開(kāi)始利用機(jī)械壓力機(jī)，采用反擠壓方法制造鉛管和錫管。1906年美國(guó)為了制造黃銅的西服紐扣，已經(jīng)有人取得了正擠壓空心杯形坯料的專利權(quán)。1909年美國(guó)人獲得專利的Hooker法——正向沖擠法，金屬流動(dòng)方向與沖擠方向相同，就是在買了1906年的專利之后發(fā)展起來(lái)的，該專利中的杯形坯料，是采用拉深法制造的。第一次世界大戰(zhàn)中，曾用Hooker法制造了黃銅彈殼，而在第二次世界大戰(zhàn)以前的1934年，德國(guó)人就利用這種方法試制了鋼彈殼，但因熱膠著嚴(yán)重，沒(méi)有成功。直到第二次世界大戰(zhàn)中期由于采用了新的表面潤(rùn)滑處理方法一吏工件表面形成磷酸鹽薄膜，擠壓方法制造鋼質(zhì)彈殼獲得成功。自此，冷擠壓技術(shù)走向?qū)嵱?，成為冷鍛技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。60年代，日本汽車工業(yè)的成長(zhǎng)，為冷擠壓技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。從冷擠壓設(shè)備上看，自從1933年，日本會(huì)田株式會(huì)社生產(chǎn)了日本第一臺(tái)2000kNPK型精壓機(jī)（肘桿式壓力機(jī)）以來(lái)，到目前為止，己生產(chǎn)了2000多臺(tái)PK系列壓力機(jī)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)高精度壓力機(jī)的要求愈加迫切，會(huì)田株式會(huì)社又研制成功了各種鍛造壓力機(jī)。同時(shí)，日本小松研制了以高精度和易于操作為目標(biāo)的LIC、LZC系列冷鍛成形壓力機(jī)。從冷擠壓產(chǎn)品上看，日本70年代成功冷擠壓?jiǎn)?dòng)離合器齒輪、傳動(dòng)軸花鍵、交流發(fā)電機(jī)磁極鐵芯。80年代，又成功冷擠大型高精度等速圓球外座圈、內(nèi)座圈、十字軸、汽車差速器傘齒輪等高精零件。為日本汽車的高性能化和降低生產(chǎn)成本做出了很大貢獻(xiàn)。我國(guó)的冷擠壓技術(shù)與日本的起步時(shí)間相當(dāng)。70年代，我國(guó)曾在自行車、汽車電器等批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中，推廣過(guò)冷擠壓生產(chǎn)工藝技術(shù)，也開(kāi)發(fā)成功了啟動(dòng)齒輪的擠壓成形，并投入批量生產(chǎn)。但由于未從根本上解決工藝、設(shè)備、材料、模具、潤(rùn)滑、自動(dòng)化裝置以及毛坯料的原始尺寸、原始狀態(tài)、后處理等一系列技術(shù)問(wèn)題，因而未得到較大發(fā)展。80年代，隨著家電和汽車摩托車工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)冷擠壓工藝設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，科研人員通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐攻克了冷擠壓技術(shù)的不少難題與此同時(shí)冷鍛設(shè)備也有了較大發(fā)展。目前，我國(guó)己能用冷擠壓工藝生產(chǎn)表殼、自行車飛輪、中軸、精鍛齒輪、汽車用等速萬(wàn)向節(jié)、內(nèi)燃機(jī)用火花塞與活塞銷、汽車挺桿、照相機(jī)零件、汽車啟動(dòng)器定向套筒、啟動(dòng)齒輪等，且己達(dá)到國(guó)外同等水平。冷擠壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1） 隨著能源危機(jī)的日趨嚴(yán)重，人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量將更加關(guān)注，加之市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，促使鍛件生產(chǎn)向高效、高質(zhì)、精化、節(jié)能節(jié)材方向發(fā)展。因此用擠壓成形等工藝手段所生產(chǎn)的精化鍛件的產(chǎn)量，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中將得到較大的發(fā)展。2） 汽車向輕型化、高速度、平穩(wěn)性方向發(fā)展，對(duì)鍛件的尺寸精度、重量精度及力學(xué)性能等都提出了較高的要求。如轎車發(fā)動(dòng)機(jī)用連桿鍛件除對(duì)大小頭之間的誤差有要求外，對(duì)每件的重量誤差也要求不大于八克。新產(chǎn)品的高要求，將促進(jìn)精化生產(chǎn)工藝的發(fā)展。3） 專業(yè)化、規(guī)?；慕M織生產(chǎn)仍是冷擠壓生產(chǎn)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。在法國(guó)，以擠壓成形工藝生產(chǎn)鍛件的專業(yè)廠家1991-1994年全員勞動(dòng)生產(chǎn)率，即每人生產(chǎn)擠壓件的產(chǎn)量及產(chǎn)值，均高于一般生產(chǎn)模鍛件或者自由鍛件的廠家。以1994年為例，專業(yè)廠家擠壓件人均產(chǎn)量為51024KG，創(chuàng)產(chǎn)值775688法郎。而同期一般性生產(chǎn)模鍛件的廠家，其人均產(chǎn)量?jī)H為39344KG，產(chǎn)值592384法郎，僅相當(dāng)于擠壓件專業(yè)生產(chǎn)廠家的77.1%和76.37%。自由鍛件生產(chǎn)廠與之相比則更低。4） 擠壓專機(jī)將成為一種發(fā)展趨勢(shì)。隨著中小型鍛件的精化生產(chǎn)發(fā)展及冷擠壓、溫?cái)D壓工藝的推廣應(yīng)用，多工位冷擠壓壓力機(jī)、精壓機(jī)及針對(duì)某種鍛件而設(shè)計(jì)制造的專機(jī)會(huì)得到大力發(fā)展。冷溫?cái)D壓的定義和分類擠壓是迫使金屑?jí)K料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，通過(guò)凸模與凹模間的間隙或凹模出口，制造空心或斷面比毛坯斷面要小的零件的一種工藝方法。如果毛坯不經(jīng)加熱就進(jìn)行擠壓，便稱為冷擠壓。冷擠壓是無(wú)切屑、少切屑零件加工工藝之一，所以是金屑塑性加工中一種先進(jìn)的工藝方法。如果將毛坯加熱到再結(jié)晶溫度以下的溫度進(jìn)行擠壓，便稱為溫?cái)D壓。溫?cái)D壓仍具有少無(wú)切屑的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系，常用的擠壓方法可以分為以下幾類。（一） 正擠壓擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向與凸橫的運(yùn)動(dòng)方向相一致。正擠壓又分為實(shí)心件正擠壓空心件正擠壓兩種。正擠壓法可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件，如螺釘、心軸、管子和彈殼等。（二） 反擠壓擠壓時(shí)，金屑的流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相反，反擠壓法可以制造各種斷面形狀的杯形件，如儀表罩殼、萬(wàn)向節(jié)軸承套等。（三） 復(fù)合擠壓擠壓時(shí)，毛坯一部分金屬流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相同，而另一部分金屑流動(dòng)方向則與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相反，復(fù)合擠壓法可以制造雙杯類零件，也可以制造杯桿類零件和桿桿類零件。（四） 減徑擠壓變形程度較小的一種變態(tài)正擠壓法，毛坯斷面僅作輕度縮減。主要用于制造直徑相差不大的階梯軸類零件以及作為深孔杯形件的修整工序。以上幾種擠壓的共同特點(diǎn)是：金屑流動(dòng)方向都與凸模軸線平行，因此可統(tǒng)稱為軸向擠壓法。另夕卜還有徑向擠壓和鐓擠法。冷擠壓的主要矛盾冷擠壓是在金屬冷態(tài)下，而且是在強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形的，因此變形抗力較大，如以制造一個(gè)直徑38mm、厚5.6mm、高100mm的杯形低碳鋼零件為例，采用深拉伸方法加工。最后一次拉伸工序僅需變形力170KN而采用冷擠壓加工則需變形力1320KN。這時(shí)作用在凸模上的單位壓力達(dá)到2300MP以上，相當(dāng)于大氣壓力的23000倍。由于變形抗力高，所以就導(dǎo)致以下的缺點(diǎn)：⑴模具易磨損，易破壞、因此要求模具材料好。目前一般模具鋼，其許用應(yīng)力最大只能達(dá)2500MPa，最好的模具鋼也不超過(guò)3000MPa。為了解決冷擠壓的主要矛盾，就得采取各種技術(shù)措施，在盡力降低冷擠壓材料變形抗力的同時(shí)，設(shè)法提高模具的承受能力。以利于冷擠壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行。2）對(duì)擠壓設(shè)備要求較高，噸位要大。除了要求擠壓設(shè)備應(yīng)有較大的強(qiáng)度以外，還要求有較好的剛度。此外.還要求設(shè)備具有良好的精度并具有可靠的保險(xiǎn)裝置。冷擠壓和溫?cái)D壓的比較：冷擠壓雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但變形抗力大，就限制了零件的尺寸，同時(shí)也限制了變形抗力大的材料采用冷擠壓工藝。熱擠壓成形法，雖然可以使材料變形抗力變小，但由于加熱，產(chǎn)生氧化、脫碳及熱膨脹等問(wèn)題，降低了產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量，因而一般都需要經(jīng)過(guò)大量的切削加工，才能作為最后產(chǎn)品。溫?cái)D壓是將毛坯加熱到金屬再結(jié)晶溫度以下某個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行擠壓。由于金屬加熱，毛坯的變形抗力減小.成形容易，壓力機(jī)的噸位也可以減小，而且模具的壽命延長(zhǎng)。但與熱擠壓不同，因?yàn)樵诘蜏胤秶鷥?nèi)加熱，氧化、脫碳的可能性小，產(chǎn)品的機(jī)械性能與冷擠壓的產(chǎn)品也差別不大。特別是在室溫下難加工的材料，例如析出硬化相的不銹鋼、高碳鋼、含鉻量高的一些鋼、高溫合金等，在溫?cái)D壓時(shí)可能變成可以加工或容易加工。溫?cái)D壓不僅適用于變形抗力高的難加工材料，就是對(duì)于冷擠壓適宜的低碳鋼，也適合作為溫?cái)D壓的對(duì)象，因?yàn)闇財(cái)D壓有便于組織連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。在冷擠壓時(shí)，包括冷擠壓低碳鋼在內(nèi)，一般在加工前要進(jìn)行預(yù)先軟化退火，在各道冷擠壓工序之間也要進(jìn)行退火處理。在冷擠壓以前要進(jìn)行鈍化處理。這就使得組織連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)生困難。溫?cái)D壓時(shí)可以不進(jìn)行預(yù)先軟化退火和各工序之間的退火，也可以不進(jìn)行表面處理，這就使得組織連續(xù)生產(chǎn)成為可能.至少可以減少許多輔助工序*溫?cái)D壓可以采用大的變形量，這樣就可以減少工序數(shù)目。模具費(fèi)用也可以大為減少，而且不需要?jiǎng)傂詷O高的高價(jià)鍛壓設(shè)備，可以來(lái)用通用鍛壓設(shè)備，所以雖然溫?cái)D壓需要加熱金屬，但是總的加工費(fèi)用還是比較便宜，待別是在制造工序復(fù)雜的非軸對(duì)稱的異形部件時(shí)，溫?cái)D壓尤可發(fā)揮它的作用。目前，溫?cái)D壓采用的潤(rùn)滑劑還不能完全令人滿意。同時(shí)，也還缺乏加工方面的一些實(shí)際數(shù)據(jù)，還有許多技術(shù)問(wèn)題有待解決。鑄造常見(jiàn)缺陷及整改辦法鑄造常見(jiàn)缺陷及整改辦法[$=bL79d2EaG3}*y*>鑄造常見(jiàn)缺陷及整改辦法：D!%CaA#v1、 欠鑄(澆不足、輪廓不清、邊角殘缺)：z%#VTO:q3形成原因：>8wM1awkP(1)鋁液流動(dòng)性不強(qiáng)，液中含氣量高，氧化皮較多。BO0.9e*Hx(2)澆鑄系統(tǒng)不良原因。內(nèi)澆口截面太小°,G二T':排氣條件不良原因。排氣不暢，涂料過(guò)多，模溫過(guò)高導(dǎo)致型腔內(nèi)氣壓高使氣體不易排出。V5n%}Gg防止辦法：；#R/kMz(1)提高鋁液流動(dòng)性，尤其是精煉和扒渣。適當(dāng)提高澆溫和模溫。提高澆鑄速度。改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，調(diào)整厚度余量，設(shè)輔助筋通道等。Zi/b(2)增大內(nèi)澆口截面積。at;I[9Bo改善排氣條件，增設(shè)液流槽和排氣線，深凹型腔處開(kāi)設(shè)排氣塞。使涂料薄而均勻，并待干燥后再合?！?u(TBq=t2、 裂紋：4KQa#特征：毛坯被破壞或斷開(kāi)，形成細(xì)長(zhǎng)裂縫，呈不規(guī)則線狀，有穿透和不穿透二種，在外力作用下呈發(fā)展趨勢(shì)。冷、熱裂的區(qū)別：冷裂縫處金屬未被氧化，熱裂縫處被氧化。D1]V>tFR形成原因：@$9G@Ia05(1)鑄件結(jié)構(gòu)欠合理，收縮受阻鑄造圓角太小。H'!!z(2)頂出裝置發(fā)生偏斜，受力不勻。_PBx~ks模溫過(guò)低或過(guò)高，嚴(yán)重拉傷而開(kāi)裂。/人BG(4)合金中有害元素超標(biāo)，伸長(zhǎng)率下降。6<}'B防止方法：a*o?z{F('改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，減小壁厚差，增大圓角和圓彌R，設(shè)置工藝筋使截面變化平緩。AQ6vVx|Jt修正模具。RQs@:a[[調(diào)整模溫到工作溫度，去除倒斜度和不平整現(xiàn)象，避免拉裂。|y&6jxdb8F控制好鋁涂成份，成其是有害元素成份。}"y/KZ(3、 冷隔：b#}$co2特征：液流對(duì)接或搭接處有痕跡，其交接邊緣圓滑，在外力作用下有繼續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。Ia[\ZA3f3形成原因：uEw0Mn8液流流動(dòng)性差°J]Bq人1{<(2)液流分股填充融合不良或流程太長(zhǎng)。{*k;I(3)填充溫充太低或排氣不良。oCCa充型壓力不足。3'32moev/防止方法：BRcR9(1)適當(dāng)提高鋁液溫度和模具溫度，檢查調(diào)整合金成份。~[}9yoD(2)使充填充分，合理布置溢流槽。；W9r$vK(3)提高澆鑄速度，改善排氣。？ptzU>NX增大充型壓力。9gwY8Z-64、 凹陷:D=}A特征：在平滑表面上出現(xiàn)的凹陷部分。2wh/#形成原因：，{RA(1)鑄件結(jié)構(gòu)不合理，在局部厚實(shí)部位產(chǎn)生熱節(jié)。JN?&J3合金收縮率大。mv9/R9(3)澆口截面積太小。dPE9A30O8{模溫太高。NFe>[wXp防止方法：.#M,Ga0H改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，壁厚盡量均勻，多用過(guò)渡性連接，厚實(shí)部位可用鑲件消除熱節(jié)。"@I'ipyd(2)減小合金收縮率。0(XFkJ(3)適當(dāng)增大內(nèi)澆口截面面積。三維網(wǎng)技術(shù)論壇_?,fhzjV降低鋁液溫度和模具溫度，采用溫控和冷卻裝置，改善模具熱平衡條件，改善模具排氣條件，使用發(fā)氣量少的涂料。X]l/qxi#z5、 氣泡3!M8'TrF特征：鑄件表皮下，聚集氣體鼓脹所形成的泡。k4]']AbYZs形成原因：ErSB8FL](1)模具溫度太高。q；|_MXI(2)充型速度太快，金屬液流卷入氣體。@~&EzM=<涂料發(fā)氣量大，用量多，澆鑄前未揮發(fā)完畢，氣體被包在鑄件表層°\A]CY-C(4)排氣不暢。aAD':p}.P開(kāi)模過(guò)早。ZR1kC6l%鋁液溫度高。8)uK$jN~防止方法：_'l~j.h8P|(1)冷卻模具至工作溫度。1SwI+#+U2(2)降低充型速度，避免渦流包氣。U;?6tCAdc選用發(fā)氣量小的涂料，用量薄而均勻，徹底揮發(fā)后合模。}Aa(4)清理和增設(shè)排氣槽。D<=""p="">修正開(kāi)模時(shí)間。=p/Q/K&(6)修正熔煉工藝。@)!5&5r*H6、 氣孔(氣、渣孔)VJ}BV特征：卷入鑄件內(nèi)部的氣體所形成的形狀規(guī)則，表面較光滑的孔洞。；59>hZ)=形成原因：(ghqCOTXl鋁液進(jìn)入型腔產(chǎn)生正面撞擊，產(chǎn)生漩渦°jq)d[a/y(2)充型速度太快，產(chǎn)生湍流。yR[p41p(3)排氣不暢。4NNg;wTK(4)模具型腔位置太深。yBAq*C.."涂料過(guò)多，填充前未揮發(fā)完畢。zpI&VrS(6)爐料不干凈，精煉不良。+=aO:,I(7)模腔內(nèi)有雜物，過(guò)濾網(wǎng)不符合要求或放置不當(dāng)°1y'yk/IB(8)機(jī)械加工余量大。y!iK5JS*防止方法：[#diA'Ivo選擇有利于型腔內(nèi)氣體排除的導(dǎo)流形狀，避免鋁液先封閉分型面上的排溢系統(tǒng)。Ag6I\|[I降低充型速度。三維網(wǎng)技術(shù)論壇kgoMF;dRtt/aZo"在型腔最后填充部位開(kāi)設(shè)溢流槽和排氣道，并避免被金屬液封閉。K-UCHvKq深腔處開(kāi)設(shè)排氣塞，采用鑲拼形式增加排氣。e''OV(H涂料用量薄而均勻°jvbIl~/z3(6)爐料必須處理干凈、干燥，嚴(yán)格遵守熔煉工藝。2'2@htQJA用風(fēng)槍清潔模腔，過(guò)濾網(wǎng)制作符合工藝要求并按規(guī)定擺放。f8BmyIy-(8)在加湯前后扒干凈機(jī)臺(tái)保溫爐內(nèi)的渣。xaG:SU*G(9)調(diào)整慢速充型和快速充型的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。)&o)U'=7、縮孔'YFn5?N特征：鑄件在冷凝過(guò)程中，由于內(nèi)部補(bǔ)償不足所造成的形狀不規(guī)則，表面粗糙的孔洞。'p%CD"n-V形成原因：3sc?J鋁液澆鑄溫度高。vq[,_Nz(2)鑄件結(jié)構(gòu)壁厚不均勻，產(chǎn)生熱節(jié)°J7:MXg;g=補(bǔ)縮壓力低。H"O>1ig$內(nèi)澆口較小。MNu&C?#模具的局部溫度偏高。Sfd~'Km)防止方法：~0_dApo(1)遵守作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，降低澆鑄溫度。dc(oic+3(2)改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，消除金屬積聚部位，緩慢過(guò)渡。eb>bJ=\k-(3)加大補(bǔ)縮壓力。gkEA<5U(4)增加暗冒口，以利壓力很好的傳遞。<b<bdsfid二"211"p=""></b<>調(diào)整涂料厚度，控制模具的局部溫度。qa5%SJ8、 花紋P.L<h&rb<bdsfid="214"p=""></h&rb<>特征：鑄件表面上呈現(xiàn)光滑條紋，肉眼可見(jiàn)，但用手感覺(jué)不出，顏色不同與基體金屬紋路，用0#砂紙稍擦即可除去。>eU'&hA9形成原因：VAG3Vt.vg(1)充型速度太快。i@*zN%"H涂料用量太多。6rnse'2((3)模具溫度低。amg1V1;F防止方面：Mw[5lq；Y(1)降低充型速度ebN\；(2)涂料用量薄而均勻。)J.0Vi"提高模具溫度。>_],/~9、 變形hpQGc]gV,特征：鑄件幾何形狀與設(shè)計(jì)要求不符的整體變形。CQ1'_Ic>形成原因：/O#\%u](1)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良，引起不均勻的收縮。)g_nDiC(2)開(kāi)模過(guò)早，鑄件剛性不夠。DAD=l)?(3)鑄造斜度小，脫模困難。rfxYZ%@]取置鑄件的操件不當(dāng)。BR1T"?~k鑄件冷卻時(shí)急冷起引的變形。o+iL0防止方法：；:2I-_(1)改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，使壁厚均勻。zs}&}6T(2)確定最佳開(kāi)模時(shí)間，增加鑄件剛性。~!0$*r(3)放大鑄造斜度。.md)I!(4)取放鑄件應(yīng)小心，輕取輕放。+L8cFz放置在空氣中緩慢冷卻。！.36#x310、 錯(cuò)位|/<#(\?特征：鑄件一部分與另一部分在分型面錯(cuò)開(kāi)，發(fā)生相對(duì)位移。lMVdNL28形成原因：Ae4kBd+(1)模具鑲塊位移。+.-zC(2)模具導(dǎo)向件磨損。'9s5_1f!(3)模具制造、裝配精美度。"9tc!SQ防止方法:1/D40=8br(1)調(diào)整鑲塊加以緊固。？au@ehhp(2)交換導(dǎo)向部件。@0H?@W&(3)進(jìn)行修整，消除誤差。MRS二$k511、縮松}e0m!-特征：在X-RAY的探射下，部位呈點(diǎn)狀、曲線裝、或塊裝的透明狀。FPAj)586)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面(附低壓鑄造輪轂冷卻方向和輪轂各個(gè)部分說(shuō)明)：CgJweR)nt鑄件的凝固順序：&EIZI6BA環(huán)--B環(huán)--(C環(huán)、D環(huán))--輻條--斜坡--PCD--分流錐--湯口。@\gR\eA、B環(huán)縮松：\UY[[hF7b(1)適當(dāng)加快充型速度。a-\"5Y9(2)補(bǔ)噴保溫涂料°z&lU,/R(3)涂料太厚或何溫性能差，則擦干凈涂料后再補(bǔ)噴。 i4OH;wIX(4)縮短鑄造周期。PljOFIxxC環(huán)縮松：tM{E5W*&(1)推遲或關(guān)掉輪網(wǎng)與輻條交接處風(fēng)道。362BfeFZN(2)上模輻條補(bǔ)噴保溫涂料，涂料太厚擦干凈重噴。XA~\EIh|(3)可適當(dāng)加快充型速度。'W#LpBb輻條根部(輻條與輪網(wǎng)交接處)縮松：C(-(#N$mw(1)在上模對(duì)應(yīng)處拉排氣線。Fd.19%(2)補(bǔ)噴上、下模輻條處的涂料。％.'f-4"2gV(3)適當(dāng)縮短或延遲上、下模斜坡、PCD處的冷卻參數(shù)。2I4!g&/(4)對(duì)應(yīng)處涂料太厚擦干凈重噴，建議補(bǔ)噴39#涂料。P1(ubk(5)適當(dāng)縮短鑄造周期。&rS[,x斜坡縮松：@B?9'B8/:(1)推遲或關(guān)掉分流錐冷卻參數(shù)。0x*jSr(3)上、下模斜坡冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，期待時(shí)間縮短。jQ(<="">(4)局部噴水冷卻。_n8axoo(5)涂料太厚擦干凈重噴。<=""bdsfid二"273"h$=""p="">PCD縮松：sQ_-'a適當(dāng)延長(zhǎng)保壓時(shí)間及鑄造周期。C|Mqcu!K適當(dāng)提前或延長(zhǎng)PCD處的冷卻參數(shù)。RL6t@+(3)在上模PCD和下模PCD處采用處吹風(fēng)或噴水處理。造:鑄件后處理對(duì)清理后的鑄件進(jìn)行熱處理、整形、防銹處理和粗加工的過(guò)程。鑄件后處理是鑄造生走的最后一道工序。熱處理為了改善或改變鑄件的原始組織,消除內(nèi)應(yīng)力’保證鑄件性能’防止鑄件變形和破壞’鑄件清理后’有的需要進(jìn)行熱處理。鑄件熱處理一般有淬火、退火、正火、鑄態(tài)調(diào)質(zhì)、人工時(shí)效(見(jiàn)時(shí)效處理)、消除應(yīng)力、軟化和石墨化處理等。例如高錳鋼鑄件要求很高的耐磨性和足夠的韌性,其內(nèi)部組織應(yīng)為奧氏體。為此’需對(duì)鑄件進(jìn)行淬火處理’即將鑄件加熱到奧氏體區(qū)域使其完全奧氏體化后’迅速淬水激冷’使奧氏體來(lái)不及轉(zhuǎn)變而保持下來(lái)。這一過(guò)程也叫水韌處理或固溶處理。整形分為矯正、修補(bǔ)和表面精整3個(gè)方面。有些鑄件在凝固、冷卻以及熱處理過(guò)程中走生變形’使部分尺寸超差’需用矯正的方法修彳復(fù)。矯正主要利用機(jī)械力量在室溫或溫態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)變形量過(guò)大時(shí)’也可以在加熱爐內(nèi)利用鑄件自重或外加壓重進(jìn)行高溫矯正。鑄件外部缺陷主要使用焊接手段修復(fù)。要求氣密、液密的鑄件的滲漏缺陷’則探用壓入堵漏劑的方法解決。鑄件表面粗糙和凹凸不平一般用懸掛渺輪和高速砂輪磨光精整。粗加工鑄件交貨前’根據(jù)技術(shù)條件對(duì)局部進(jìn)行粗加工。鑄件經(jīng)粗加工后’能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷予以解決’并能減輕重量’還可使廢料和切屑能夠就地分類回用。防銹處理有些鑄件和機(jī)床鑄件,交貨前要求進(jìn)行防銹處理以防止運(yùn)輸和存放期間生銹。一般是在最后檢驗(yàn)合格后刷上底漆沖壓教程第1章塑性學(xué)1.1塑性加工法我們平時(shí)經(jīng)常接觸到的，象玩具上的小彈簧，用手輕輕拉伸(將此稱為〃負(fù)荷，loading”)，然后把手松開(kāi)(稱為〃卸載unloading")。此時(shí)，拉伸后的彈簧恢復(fù)到原有的長(zhǎng)度，我們把這種性質(zhì)叫作〃彈性”(elasticity)。但是，如果更加用力拉伸后松開(kāi)手，由于彈性，拉長(zhǎng)的一部分會(huì)恢復(fù)，這樣就比原有的長(zhǎng)度要長(zhǎng)，這種永久變形叫作塑性變形(plasticdeformation)。產(chǎn)生塑性變形的材料性質(zhì)叫作塑性(plasticity)o我們利用這種材料的性質(zhì)，按所需形狀成形的方法叫作塑性加工。因此，我們就可以依靠模具，超過(guò)材料的彈性限度，在不被破壞的范圍內(nèi)加壓或成形，根據(jù)使用目的對(duì)坯料進(jìn)行變形加工了。大多數(shù)經(jīng)鍛造的金屬材料的這種變形加工能都很大。由于金屬采用高溫的可塑性大，變形所需的力小，因此，出現(xiàn)了再結(jié)晶過(guò)程中進(jìn)行加工的熱加工和在非再結(jié)晶的冷卻狀態(tài)下進(jìn)行加工的冷加工。對(duì)材料施加變形的方法大致分為六種：拉伸、壓縮、壓曲、剪切、彎曲及扭轉(zhuǎn)等。但是，沖壓作業(yè)就以上這些變形，單獨(dú)或組合起來(lái)成形為所需的形狀，而且這種沖壓作業(yè)，即使在塑性加工中也是為了進(jìn)行較復(fù)雜的變形加工。目前，沖壓作業(yè)分類是根據(jù)材料變形式樣和加工機(jī)械、原材料或材料的形狀、尺寸以及材質(zhì)、工具、最終產(chǎn)品的形狀、加工溫度、加工速度、能源及其傳送方法等進(jìn)行劃分的，但這種劃分還未定論，因此，在這里，還按照原有的最普通的分類進(jìn)行。1.2單軸拉伸產(chǎn)生的塑性變形最基本的變形方式是將圓棒或帶式板向一個(gè)方向的拉伸變形，正確地被管制的單軸拉伸試驗(yàn)(uniaxialtensiletest)，作為了解材料的塑性變形特性之一的方法而被廣泛應(yīng)用。圖1.1是采用了JIS標(biāo)準(zhǔn)的典型拉伸試驗(yàn)片的形狀例。3)是圓棒，(b)是板材。測(cè)定的對(duì)象是在中央平行部之中，以計(jì)量長(zhǎng)度L。，所示范圍的材料，用拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾緊工具(chuch)將兩端粗的部分夾緊，向軸方向拉伸。測(cè)定是分別在縱座標(biāo)和橫座標(biāo)上，將拉伸載荷W和標(biāo)點(diǎn)間的伸長(zhǎng)入作為一條普通的電性曲線自動(dòng)記錄進(jìn)行。從這個(gè)載荷-伸長(zhǎng)曲線就可得出拉伸應(yīng)力-延伸率。作為拉伸應(yīng)力有兩種考慮。一是在變形各瞬間，將載荷W除以試驗(yàn)片的初期斷面積S0得到的公稱應(yīng)力(nominalstress)S，即為變形前單位斷面積的拉伸載荷。另外，還考慮了由于拉伸，試驗(yàn)片的斷面積會(huì)減少，當(dāng)時(shí)，實(shí)際作用著的拉伸應(yīng)力。，等于用W除以對(duì)應(yīng)時(shí)的斷面積S，叫作真實(shí)應(yīng)力(truestress)。即:S=W/SO；O=W/S(1.1)變形較小時(shí)，這兩者之間的差幾乎沒(méi)有。另一方面，延伸率，即拉伸方向的變形，暫且作為初期的單位長(zhǎng)度的延伸量(考慮當(dāng)時(shí)的計(jì)量長(zhǎng)度L)。如下式定義：sN=A/L0=(L—LO)/L0=(L/L0)—1(1.2)我們把它叫作公稱延伸率(nominallongitudinalstrain)。不用說(shuō)，根據(jù)拉伸變形，側(cè)面在收縮，雖然橫方向(雙方向)也在產(chǎn)生變形，但在此卻不明顯。隨著拉伸應(yīng)力的上升，應(yīng)力和變形的比例關(guān)系，即虎克定律(Hooke’sslaw)在經(jīng)過(guò)大致正確地成立的純彈性狀態(tài)后，0.001?0.03%的永久性延伸率所產(chǎn)生的彈性限度，點(diǎn)A很難看出比例關(guān)系已經(jīng)成立的比例限度，經(jīng)過(guò)點(diǎn)B,應(yīng)力在上升過(guò)程中，突然應(yīng)力下降(點(diǎn)C)。點(diǎn)C至此時(shí)的應(yīng)力值oC叫作上屈月服點(diǎn)(upperyieldpoint)。但oC值本身對(duì)試驗(yàn)條件(試驗(yàn)機(jī)的剛性、拉伸速度、試驗(yàn)片的幾何形狀等)很敏感，難以看出材料的特性值。在點(diǎn)C下降的應(yīng)力，因某值o0而穩(wěn)定，這個(gè)o0就叫作下屈服點(diǎn)(loweryieldpoint)，可以認(rèn)為是材料的真實(shí)的初期屈月服應(yīng)力(initialyieldstress)。如繼續(xù)加載，應(yīng)力的值在。0周圍一邊上下變化一邊繼續(xù)延伸，我們把此現(xiàn)象叫作平臺(tái)現(xiàn)象，但因?yàn)槿詫?duì)試驗(yàn)條件敏感，此現(xiàn)象本身沒(méi)什么意義。不久此現(xiàn)象過(guò)去，應(yīng)力再次開(kāi)始上升(點(diǎn)D)。我們把CD間的延伸率叫作屈服點(diǎn)延伸率(yieldpointelongation)。再繼續(xù)加載，不久公稱應(yīng)力S(因而拉伸載荷W)達(dá)到最大值(點(diǎn)E),在DE間的標(biāo)點(diǎn)間的材料可看作幾乎均勻地在變形。一般我們把至點(diǎn)E的延伸率￡叫作均勻延伸(uniform。elongation)。對(duì)于這一點(diǎn)，我們?cè)诤笫龅膶?duì)數(shù)應(yīng)變中會(huì)表述得更多。在點(diǎn)E附近，一般的載荷變化非常少，因此很難根據(jù)自動(dòng)記錄的曲線讀取￡經(jīng)過(guò)了點(diǎn)￡后，S繼續(xù)下降，不久材料在點(diǎn)F處斷裂。從E到F的測(cè)定，由于材料不是均勻變形以及測(cè)定方法的問(wèn)題，一般不進(jìn)行?！矫?，真實(shí)應(yīng)力。點(diǎn)，在D以后始終繼續(xù)上升，點(diǎn)F'為斷裂點(diǎn)，我們把EF至EF間的延伸率叫做局部延伸(localelongation)。從初期狀態(tài)到斷裂的延伸率叫作全延伸(totalelongation，通常用％表示金屬表面轉(zhuǎn)化膜一磷化金屬表面轉(zhuǎn)化膜一磷化金屬表面在除油、除銹后，為了防止重新生銹，通常要進(jìn)行化學(xué)處理，使金屬表面生成一層保護(hù)膜，該膜通常只有幾微米，主要起增強(qiáng)涂層和底材附著力的作用，較厚的膜層還能增強(qiáng)防銹性能。常用的表面化學(xué)轉(zhuǎn)化方法有氧化、磷化、鈍化三種。其中，磷化是化學(xué)處理的中心環(huán)節(jié)，是一種大幅度提高金屬工件耐腐蝕能力的簡(jiǎn)單可靠、費(fèi)用較低、操作簡(jiǎn)便的工藝方法，在工業(yè)上應(yīng)用很廣。1與磷化工藝相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)金屬(主要指鋼鐵)經(jīng)含有鋅(Zn)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鐵(Fe)等磷酸鹽的溶液處理后，在基底金屬表面形成一種不溶性磷酸鹽膜，此種過(guò)程稱為磷化。磷化使金屬表面形成一層附著良好的保護(hù)膜，以磷酸鋅為例，在氧化劑的存在下，所生成的磷化膜為Zn3(PO4)2?4H20和Zn2Fe(PO4)2?4H20的結(jié)晶體。該磷化膜閃爍有光、灰色多孔(空隙率為表面積的0.5%?1.5%)，膜厚通常為0.1?50口m。關(guān)于磷化工藝，我國(guó)和國(guó)際上都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，可參照?qǐng)?zhí)行：GB/T11376-1997金屬的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜GB/T6807-2001鋼鐵工件涂裝前磷化處理技術(shù)條件GB/T12612-1990多功能鋼鐵表面處理液通用技術(shù)條件ISO9717-1990(E)金屬的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜-確定要求的方法ISOl0546-1993(E)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜-鋁及鋁合金上的漂洗和不漂洗鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜DIN50942-1973金屬的磷化處理方法原理、縮寫(xiě)符號(hào)和檢驗(yàn)方法ANSI/ASTM/AMS2480C涂漆基體磷化處理2磷化的作用磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜應(yīng)用于鐵、鋁、鋅、鎘及其合金上，既可當(dāng)作最終精飾層，也可作為其他覆蓋層的中間層，其作用主要有以下方面。2.1提高耐蝕性磷化膜雖然薄，但由于它是一層非金屬的不導(dǎo)電隔離層，能使金屬工件表面的優(yōu)良導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)椴涣紝?dǎo)體，抑制金屬工件表面微電他的形成，進(jìn)而有效阻止涂膜的腐蝕。表1列出了磷化膜對(duì)金屬耐蝕性能的影響。表1不同膜層保護(hù)鋼的試樣經(jīng)鹽水浸泡的耐蝕性能保護(hù)膜在3%NaCl溶液中首先出現(xiàn)腐蝕的時(shí)間/H無(wú)覆膜磷化膜鍍鐐鍍鉻磷化膜加石蠟兩層烤漆磷化膜加一層烤漆長(zhǎng)效防腐涂料磷化膜加長(zhǎng)效防腐涂料0.1110?1323?246070500h試驗(yàn)無(wú)腐蝕1000h試驗(yàn)無(wú)腐蝕2000h試驗(yàn)無(wú)腐蝕2.2提高基體與涂層間或其他有機(jī)精飾層間的附著力磷化膜與金屬工件是一個(gè)結(jié)合緊密的整體結(jié)構(gòu)。其間沒(méi)有明顯界限。磷化膜具有的多孔性，使封閉劑、涂料等可以滲透到這些孔隙之中，與磷化膜緊密結(jié)合，從而使附著力提高。2.3提供清潔表面磷化膜只有在無(wú)油污和無(wú)銹層的金屬工件表面才能生長(zhǎng)，因此，經(jīng)過(guò)磷化處理的金屬工件，可以提供清潔、均勻、無(wú)油脂和無(wú)銹蝕的表面。2.4改善材料的冷加工性能，如拉絲、拉管、擠壓等。2.5改進(jìn)表面摩擦性能，以促進(jìn)其滑動(dòng)。3磷化的分類磷化處理分類方法較多，工業(yè)上較為常用的有以下幾種。3.1按磷化膜種類分可把磷化分為鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六大類。各種磷化膜的特點(diǎn)見(jiàn)表2。表2磷化膜分類及特征磷化膜類別磷化膜基本成分鐵基體單位面積膜層(g/m2)結(jié)晶類型鋅系Zn2Fe(PO4)?4H2OZn3(PO4)2?4H2O1?40定型晶結(jié)構(gòu)，樹(shù)枝狀、針狀、空隙較多鋅 鈣 系Zn2Ca(PO4)2?4H2OZn2Fe(PO4)2?4H2OZn3(PO4)2?4H2O1?15緊密顆粒狀，有時(shí)有大的針狀顆粒，空隙較少鋅錳系Zn2Fe(PO4)2?4H2OZn3(PO4)2?4H2O(Mn,Fe)5H2(PO4)4?4H2O1?40顆粒-樹(shù)枝-針狀混合晶型，空隙較少錳系(Mn,Fe)5H2(PO4)4?4H2OMn3(PO4)2?3H2O酸式磷酸鐵錳1?40密集顆粒狀，空隙少鐵系Fe5H2(PO4)4?4H2O5?20顆粒狀，空隙較多非晶相鐵系Fe3H2(PO4)2?8H2OFe2O3FePO42.5?1.5膜薄，結(jié)構(gòu)呈非晶相平面分布3.2按磷化膜質(zhì)量