1、歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！PAGE PAGE 49感謝閱讀本文檔，祝您工作順利，步步高升！緒 論材料成形： 所有利用物理、化學(xué)、冶金原理使材料成形的方法，稱之為材料成形加工工藝。一、材料與材料科學(xué) 材料是用來(lái)制作有用器件的物質(zhì)，是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。 歷史學(xué)家把人類社會(huì)的發(fā)展按其使用的材料類型劃分為石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代，而今正處于人工合成材料的新時(shí)代。材料科學(xué)的研究?jī)?nèi)容材料科學(xué)是研究各種固體材料的成分、組織、性能和應(yīng)用之間關(guān)系及其變化規(guī)律的科學(xué)，它包括四個(gè)基本要素：材料的合成與制備，成分與組織結(jié)構(gòu)，材料性能和使用性能。材料的分類按化學(xué)成分：金屬材料：鋼、鑄鐵

2、、銅、鋁等高分子材料：塑料、橡膠、膠粘劑、纖維材料等陶瓷材料復(fù)合材料金屬材料是怎么得到的呢 ？ HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord材料新技術(shù)錄像冶煉.mpg 冶煉 把金屬?gòu)牡V石中提煉出來(lái)，這個(gè)過(guò)程就叫金屬的冶煉。 材料新技術(shù)芯片光纖超導(dǎo)材料二、材料成形技術(shù)1、課程性質(zhì)材料成形基礎(chǔ)是一門(mén)研究常用工程材料坯件及機(jī)器零件成型工藝原理的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科。2、材料成形加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 材料成形加工在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門(mén)和行業(yè)都有應(yīng)用，尤其對(duì)于制造業(yè)來(lái)說(shuō)更是具有舉足輕重的作用。制造業(yè)是指所有生產(chǎn)和裝配制成品的企業(yè)群體的總

3、稱，包括機(jī)械制造、運(yùn)輸工具制造、電氣設(shè)備、儀器儀表、食品工業(yè)、服裝、家具、化工、建材、冶金等，它在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重。統(tǒng)計(jì)資料顯示，在我國(guó)，近年來(lái)制造業(yè)占國(guó)民生產(chǎn)總值GDP的比例已超過(guò)35%。同時(shí)，制造業(yè)的產(chǎn)品還廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多其他行業(yè)，對(duì)這些行業(yè)的運(yùn)行產(chǎn)生著不可忽視的影響。因此，作為制造業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)的和主要的生產(chǎn)技術(shù)，材料成形加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，并且在一定程度上代表著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)和科技發(fā)展水平。 通過(guò)下面列舉的數(shù)據(jù)，可以幫助我們真切、具體地了解到成形加工對(duì)制造業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，占全世界總產(chǎn)量將近一半的鋼材是通過(guò)焊接制成構(gòu)件或產(chǎn)品后投入使用的；在

4、機(jī)床和通用機(jī)械中鑄件質(zhì)量占7080%，農(nóng)業(yè)機(jī)械中鑄件質(zhì)量占4070%；汽車中鑄件質(zhì)量占約20%，鍛壓件質(zhì)量約占70%；飛機(jī)上的鍛壓件質(zhì)量約占85%；發(fā)電設(shè)備中的主要零件如主軸、葉輪、轉(zhuǎn)子等均為鍛件制成；家用電器和通信產(chǎn)品中6080%的零部件是沖壓件和塑料成形件。 再?gòu)奈覀兪煜さ慕煌üぞ咿I車的構(gòu)成來(lái)看，發(fā)動(dòng)機(jī)中的缸體、缸蓋、活塞等一般都是鑄造而成，連桿、傳動(dòng)軸、車輪軸等是鍛造而成，車身、車門(mén)、車架、油箱等是經(jīng)沖壓和焊接制成，車內(nèi)飾件、儀表盤(pán)、車燈罩、保險(xiǎn)杠等是塑料成形制件，輪胎等是橡膠成形制品。因此，可以毫不夸張地說(shuō)，沒(méi)有先進(jìn)的材料熱加工工藝，就沒(méi)有現(xiàn)代制造業(yè)。 我國(guó)是世界上少數(shù)的幾個(gè)擁有運(yùn)載火

5、箭、人造衛(wèi)星和載人飛船發(fā)射實(shí)力的國(guó)家，這些航天飛行器的建造離不開(kāi)先進(jìn)的加工成形工藝，其中，火箭和飛船的殼體都是采用了高強(qiáng)輕質(zhì)的材料，通過(guò)先進(jìn)的特種焊接和膠接技術(shù)制造的。3、課程內(nèi)容作為高等工科學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門(mén)技術(shù)基本課，本課程主要涉及的是與機(jī)械制造有關(guān)的材料成形加工工藝的基礎(chǔ)知識(shí)。 它主要研究：各種成型工藝方法本身的規(guī)律性及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用和相互聯(lián)系；零件的成型工藝過(guò)程和結(jié)構(gòu)工藝性；常用工程材料性能對(duì)成型工藝的影響；工藝方法的綜合比較等。它幾乎涉及機(jī)器制造中所有工程材料的成型工藝。機(jī)械制造是將原材料制造成機(jī)械零件，再由零件裝配成機(jī)器的過(guò)程。其中，機(jī)械零件的制造在整個(gè)機(jī)械制造的過(guò)程中

6、占據(jù)了很大的比重，而成形加工又是機(jī)械零件制造的主要工作。傳統(tǒng)上的機(jī)械大都是用金屬材料加工制造的，隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造所用的材料已擴(kuò)展到包括金屬、非金屬和復(fù)合材料在內(nèi)的各種工程材料，因此機(jī)械產(chǎn)品的成形加工工藝也就不再局限于傳統(tǒng)意義上的金屬加工的范疇，而是將非金屬和復(fù)合材料等的成形加工也包含進(jìn)來(lái)了。金屬材料的成形一般有鑄造、塑性成形、焊接、粘接和機(jī)械加工（包括切削加工和特種加工）等常用方法，非金屬和復(fù)合材料則另有各自的特殊成形方法。 4、基本要求本課程是機(jī)械類專業(yè)的主干課程之一，也是部分非機(jī)械類專業(yè)通常開(kāi)設(shè)的一門(mén)課程。學(xué)生在學(xué)完本課程之后，應(yīng)達(dá)到以下基本要求： （1）掌握各種熱加工方

7、法的基本原理、工藝特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，了解各種常用的成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)和用途，具有進(jìn)行材料熱加工工藝分析和合理選擇毛坯（或零件）成形方法的初步能力。（2）具有綜合運(yùn)用工藝知識(shí)，分析零件結(jié)構(gòu)工藝性的初步能力。（3）了解與材料成形技術(shù)有關(guān)的新材料、新工藝及其發(fā)展趨勢(shì)。 第一章 金屬材料導(dǎo)論第一節(jié) 金屬材料的性能一、材料的性能二、材料在載荷作用下的力學(xué)行為材料在載荷(外力)作用下的表現(xiàn)(反應(yīng))，人們習(xí)慣稱之為力學(xué)行為。材料在載荷作用下，對(duì)于塑性材料來(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生彈性變形，塑性變形，直至斷裂。1. HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)

8、畫(huà)彈性變形.swf 彈性變形 當(dāng)物體受外力作用時(shí)產(chǎn)生了變形，若除去外力，物體發(fā)生的變形會(huì)完全消失，恢復(fù)到原始狀態(tài)，這種變形稱之為彈性變形。2. HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)塑性變形.swf 塑性變形 當(dāng)外力增加到一定程度時(shí)，物體發(fā)生的變形不能完全消失而一部分被保留下來(lái)，所保留的變形稱之為塑性變形或永久變形。3. HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)拉伸斷裂.swf 斷裂 斷裂前出現(xiàn)明顯宏觀塑性變形的斷裂稱為韌性斷裂；在斷裂前

9、沒(méi)有宏觀塑性變形的斷裂行為稱之為脆性斷裂。三、材料在靜載荷作用下的 主要力學(xué)性能指標(biāo)靜載荷是指加載方式不影響材料的變形行為，加載速率較為緩和的載荷。 材料在靜載荷作用下的主要力學(xué)性能指標(biāo)有彈性，剛度,強(qiáng)度，塑性，硬度等性能指標(biāo)可通過(guò)拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)測(cè)得。.彈性極限e：材料產(chǎn)生完全彈性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力值，以e表示,單位為a。.彈性模量(E)：材料在彈性變形的階段內(nèi)，直線的斜率，即產(chǎn)生單位彈性應(yīng)變所需要的應(yīng)力值，以表示，單位a。其大小反映材料剛度大小。材料在外力作用下抵抗彈性變形的能力稱為剛度。強(qiáng)度：材料在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。3.屈服強(qiáng)度（點(diǎn)）s: 材料產(chǎn)生屈服時(shí)的最低

10、應(yīng)力值稱為屈服點(diǎn)，以s表示，單位為a。它表征了材料抵抗微量塑性變形的能力。4.抗拉強(qiáng)度b 材料在拉斷前所承受的最大應(yīng)力值，稱為抗拉強(qiáng)度，通常用b表示，單位a 。 它表征了材料在拉伸條件下所能承受的最大應(yīng)力。抗拉強(qiáng)度 是脆性材料選材的依據(jù)。5. 塑性材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不引起破壞的能力。常用 和 作為衡量塑性的指標(biāo)。 伸長(zhǎng)率：斷面收縮率:良好的塑性是金屬材料進(jìn)行塑性加工的必要條件。（三） 硬度 金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。 它是衡量材料軟硬程度的力學(xué)性能指標(biāo)。材料的硬度越高其耐磨性就越好，并且材料的硬度與它的力學(xué)性能和工藝性能（如切削加工性、焊接性能等）之間存在著一定的

11、對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以硬度是最常用的性能指標(biāo)之一。在一些零件圖中硬度是檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。1. HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)布氏硬度測(cè)定.swf 布氏硬度（HB）(1)測(cè)試原理 布氏硬度實(shí)驗(yàn)用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以相應(yīng)的試驗(yàn)力壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，在試樣表面得到直徑為d的壓痕直徑，用試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的值即為布氏硬度值，用表示。 計(jì)算公式： (2)測(cè)定條件 壓頭為淬火鋼球，適于測(cè)定硬度在450以下的材料，如結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵及非鐵合金等，以HBS表示 ；壓頭為硬質(zhì)合金，以HBW表示

12、，適于測(cè)定硬度值在450以上的材料，最高可測(cè)650HBW。 (3)表示方法 例如：120HBS10/1000/30 (4)適用范圍 鑄鐵、鑄鋼、非鐵金屬材料及熱 處理后鋼材毛坯或半成品。. HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)洛氏硬度測(cè)定.swf 洛氏硬度(HR) (1)測(cè)試原理 洛氏硬度值用主載荷作用下試樣產(chǎn)生塑性變形壓痕深度BD來(lái)確定 (2)表示方法 硬度標(biāo)尺：HRA、HRB、 HRC，C標(biāo)尺最常用。 如250HRC (3)適用范圍 在批量的成品或半成品質(zhì)量檢驗(yàn)中廣泛使用，也可測(cè)定較薄工件或表面有較薄硬化層的

13、硬度。常用洛氏硬度標(biāo)尺的實(shí)驗(yàn)條件和應(yīng)用 前面為硬度數(shù)值，后面為使用的標(biāo)尺。最常用的是：，三種。其中標(biāo)尺用的最多。.維氏硬度(HV)(1)測(cè)試原理 維氏硬度試驗(yàn)原理和布氏硬度試驗(yàn)原理基本相同。將頂角為136的正四棱錐金剛石壓頭，在載荷的作用下，壓頭進(jìn)入試件表面，保持一定的時(shí)間后，卸除載荷，測(cè)量壓痕兩對(duì)角線長(zhǎng)度d1和d2，求其平均值，用于計(jì)算壓痕表面積。(2)表示方法 例如：640HV30/20 (3)適用范圍 用于測(cè)量金屬鍍層薄片材料 和化學(xué)熱處理后的表面硬度。 * 各硬度值之間大致有以下關(guān)系：布氏硬度值在200-450范圍內(nèi)，HBS(HBW)=10HRC；布氏硬度值小于450HBS，HBSHV

14、。 四、材料在動(dòng)載荷作用下的 主要力學(xué)性能指標(biāo)動(dòng)載荷是指突加的、沖擊性的大小、方向隨時(shí)間而變化的載荷。 材料在動(dòng)載荷作用下的力學(xué)性能，包括沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。1沖擊韌性 : 材料抵抗沖擊載荷作用下斷裂的能力。 2疲勞強(qiáng)度:指材料經(jīng)無(wú)數(shù)次交變載荷作用而不斷裂的最大應(yīng)力值，用-1表示，單位為Mpa。 它表現(xiàn)了材料抵抗疲勞斷裂的能力。 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)疲勞斷裂.swf 疲勞斷裂： 零件在循環(huán)應(yīng)力作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后突然產(chǎn)生斷裂的過(guò)程。 是由疲勞裂紋產(chǎn)生擴(kuò)展瞬時(shí)

15、斷裂三個(gè)階段組成的。特點(diǎn)：斷裂前無(wú)明顯的塑性變形，很難事先察覺(jué)到，斷裂突然發(fā)生。斷裂時(shí)應(yīng)力很低，大多低于s，屬于低應(yīng)力脆斷。第二節(jié) 金屬及合金的結(jié)晶 一 金屬的結(jié)構(gòu) HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)金屬鍵的結(jié)構(gòu).swf 金屬鍵 :由金屬正離子和自由電子之間相互作用而結(jié)合的方式稱為金屬鍵。根據(jù)金屬鍵的結(jié)合特點(diǎn)可以解釋金屬晶體的一般性能。 由于自由電子的存在，容易形成電流，顯示出良好的導(dǎo)電性。 自由電子的易動(dòng)性和正離子的振動(dòng)使金屬有良好的導(dǎo)熱性。金屬原子移動(dòng)一定位置后，金屬鍵不會(huì)遭到破壞，使金屬具有很好的形變能力

16、和強(qiáng)度。 自由電子可以吸收光的能量，因而金屬不透明。 自由電子所吸收的能量在電子回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生輻射，使金屬具有光澤。2. 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 所有的金屬和合金都是晶體晶格原子排列形成的空間格子晶胞組成晶格最基本的單元金屬的典型晶體結(jié)構(gòu) 3、晶面與晶向晶面：各個(gè)方位上一系列原子組成的平面。晶向：各個(gè)方向上的原子列。1） HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)晶面指數(shù)標(biāo)注b.spl 晶面指數(shù)(hkl) HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)

17、畫(huà)晶面指數(shù)的標(biāo)定過(guò)程.swf 標(biāo)定過(guò)程2） HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)晶向指數(shù)的標(biāo)定過(guò)程.swf 晶向指數(shù)uvw4金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)（1）多晶體結(jié)構(gòu) 晶格位向（即原子排列方向）完全一致的晶體為單晶體。實(shí)際使用的金屬材料包含有許多外型不規(guī)則的小晶體，每個(gè)小晶體內(nèi)部的晶格位向都是一致的，而各小晶體之間位向卻不相同，稱多晶體。外形不規(guī)則、呈顆粒狀的小晶體稱為晶粒。 晶粒與晶粒之間的界面稱為晶界。 （2）晶體缺陷 在晶體內(nèi)部及邊界存在原子排列的不完整性，稱為晶體缺陷。 按其幾何形狀的特點(diǎn)，晶體缺陷可分為以下三類

18、： 1) HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)空位和間隙原子的示意圖.spl 點(diǎn)缺陷：是指三維尺寸都很小，不超過(guò)幾個(gè)原子直徑的缺陷。主要有空位和間隙原子。2)線缺陷： 指三維空間中在二維方向上尺寸較小，在另一維方面上尺寸較大的缺陷。屬于這類缺陷主要是位錯(cuò)。 位錯(cuò)是晶體中的某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。 它又分為 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)形成刃型位錯(cuò)的過(guò)程.spl 刃型位錯(cuò)、 HYPERLINK C:U

19、sersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)螺位錯(cuò)形成示意圖.spl 螺型位錯(cuò) 3)面缺陷 指二維尺寸很大而第三維尺寸很小的缺陷。 通常是指晶界和亞晶界。 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)晶界示意圖.swf 晶 界：晶粒之間的邊界稱為晶界。 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)亞晶界示意圖.swf 亞晶界：亞晶粒之間的邊界叫亞晶界。 亞晶粒：尺寸很小、位向差也很小的小晶塊 。二、

20、金屬的結(jié)晶過(guò)程1. 金屬的結(jié)晶過(guò)程(1) 金屬結(jié)晶的過(guò)冷現(xiàn)象 (2) 金屬的 HYPERLINK /wlkc/jxgccl/defaultkj.htm 結(jié)晶過(guò)程 2 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)鑄件晶粒組織.swf 鑄件晶粒組織 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)鑄件晶粒組織.swf 鑄件的晶粒組織是指鑄件的晶粒形狀和大小。 一般鑄件的典型晶粒組織分為三個(gè)區(qū)域。(1)表層細(xì)晶粒區(qū) 液態(tài)金屬?gòu)?qiáng)烈的過(guò)冷，形成大量自發(fā)晶核。 (

21、2)柱狀晶粒區(qū) 晶軸垂直于模壁的晶粒，沿著枝晶軸向模壁傳熱有利，這些晶粒優(yōu)先長(zhǎng)大，從而形成柱狀晶粒。 (3)中心等軸晶粒區(qū) 在錠模心部的剩余液態(tài)金屬內(nèi)部溫差愈來(lái)愈小，散熱方向已不明顯，因而形成較粗大的等軸晶粒區(qū)。 細(xì)晶強(qiáng)化的方法： 1)增加液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)的過(guò)冷度 增大過(guò)冷度可以使鑄件晶粒變小。2)變質(zhì)處理 在金屬液結(jié)晶前，向金屬液中加入某些物質(zhì)（稱變質(zhì)劑），形成大量分散的固態(tài)微粒作為非自發(fā)形核界面，或起阻礙晶體長(zhǎng)大的作用，從而獲得細(xì)小晶粒，這種細(xì)化晶粒的方法，稱為變質(zhì)處理。3)附加振動(dòng) 金屬液結(jié)晶時(shí)，可采用機(jī)械振動(dòng)，超聲波或電磁振動(dòng)等措施，使鑄型中液體金屬運(yùn)動(dòng)，造成枝晶破碎，碎晶塊起晶核作用，

22、從而使晶粒細(xì)化。3、金屬的 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)純鐵的冷卻曲線和晶格變化.swf 同素異晶轉(zhuǎn)變同素異晶轉(zhuǎn)變?cè)诠虘B(tài)下，隨著溫度的變化，金屬的晶體結(jié)構(gòu)從一種晶格類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類型的過(guò)程。一種金屬能以幾種晶格類型存在的性質(zhì) 稱為同素異晶性。金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變是金屬?gòu)囊环N晶格類型的固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類型固態(tài)的轉(zhuǎn)變。它也是一個(gè)結(jié)晶過(guò)程，只不過(guò)這個(gè)結(jié)晶是在固態(tài)下進(jìn)行的，因此把這種固態(tài)轉(zhuǎn)固態(tài)的結(jié)晶稱為重結(jié)晶或二次結(jié)晶。三、合金的結(jié)構(gòu)合金 兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。 成份相同、結(jié)構(gòu)相同，

23、并與其他部分有界面分開(kāi)的均勻組成部分稱為相。 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同可將合金中的相分為 ：固溶體合金中晶體結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相。據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占據(jù)位置的不同固溶體的性能特點(diǎn)：具有良好的塑性和韌性，強(qiáng)度、硬度較低。2、金屬化合物合金中其晶體結(jié)構(gòu)與組成元素的晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相。金屬化合物的性能特點(diǎn)：脆性大、硬度高；強(qiáng)度低；塑性、韌性差；高的熔點(diǎn)。三、合金的結(jié)晶雖然純金屬在人類生活和生產(chǎn)中獲得了一定程度的應(yīng)用，但它們的性能遠(yuǎn)不能滿足多方面的需求。在工業(yè)中更廣泛地被應(yīng)用的是合金。為了正確地對(duì)各種合金進(jìn)行熔鑄、鍛壓和熱處理，必須了解它們的熔點(diǎn)和發(fā)生固態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，并研究它們的凝

24、固進(jìn)程和凝固后的組織。目前已測(cè)定出許多二元合金系的成分與其熔點(diǎn)及固態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系曲線，并分析了不同成分的合金在不同溫度下的組織狀態(tài)。合金相圖就是以這些試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)而建立起來(lái)的。1. 相圖的基本知識(shí)(1) 相圖 合金相圖是一種能夠反映給定合金系中合金成分、溫度與其組織狀態(tài)之間關(guān)系的圖形。二元合金相圖是一個(gè)平面圖形，它表示由兩個(gè)組元組成的合金系統(tǒng)中的合金平衡狀態(tài)、溫度和成分之間的關(guān)系。 2. 二元合金相圖 (1)二元?jiǎng)蚓鄨D 二組元在液態(tài)無(wú)限溶解，在固態(tài)無(wú)限固溶，并形成固溶體的二元合金系所形成的相圖，稱為二元?jiǎng)蚓鄨D。 這類合金在結(jié)晶過(guò)程中都是從液相中結(jié)晶出單相的固溶體，這種結(jié)晶過(guò)程稱為 HY

25、PERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)勻晶轉(zhuǎn)變動(dòng)畫(huà).swf 勻晶轉(zhuǎn)變。合金的結(jié)晶過(guò)程 以Cu-Ni合金相圖中Ni的含量Ni=40%為例說(shuō)明其結(jié)晶過(guò)程，當(dāng)液態(tài)合金緩慢冷卻到與液相線相交溫度時(shí)開(kāi)始結(jié)晶，此時(shí)溫度為t1，結(jié)晶出的固相Ni為1，1的含鎳量（Ni）大于40%；冷卻到t2時(shí)，L的成分L2，相的成分為2；當(dāng)合金冷卻完畢，全部為固相，此時(shí)固相成分3即為合金自身的成分。枝晶偏析實(shí)際金屬結(jié)晶過(guò)程中，由于冷卻速度快，先后結(jié)晶出來(lái)的固溶體成分不同，擴(kuò)散來(lái)不及進(jìn)行，使得晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象。危害：材料的力學(xué)性能，加工工藝

26、性，耐蝕性。措施：擴(kuò)散退火（均勻化退火）（2）共晶相圖 兩組元在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)有限溶解（或不溶），并在結(jié)晶時(shí)發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變所構(gòu)成的相圖稱為二元共晶相圖。 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)共晶反應(yīng).swf 共晶轉(zhuǎn)變指具有一定成分的液態(tài)合金，在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出兩種不同的固相的轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為共晶組織，或稱共晶體。 （3）共析相圖 一定成分的固相，在一定溫度下，同時(shí)析出兩種化學(xué)成分和晶格結(jié)構(gòu)完全不同的新固相，這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為共析反應(yīng)。 （4） HYPERLINK C:UsersAdministrator

27、AppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)鐵碳相圖的包晶部.swf 包晶相圖 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)鐵碳相圖的包晶部.swf 兩組元在液態(tài)下無(wú)限互溶，在固態(tài)下有限溶解，并在結(jié)晶時(shí)發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變的相圖，稱為包晶相圖。 即由一定成分的液相與一定成分的固相在恒溫下轉(zhuǎn)變成另一種一定成分的固相的轉(zhuǎn)變。由于新固相，首先在L相與原固相的相界上形核并包著原固相長(zhǎng)大，故稱為 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)包晶反應(yīng).s

28、wf 包晶轉(zhuǎn)變。 第三節(jié) 鐵碳合金相圖一 鐵碳合金的基本組織1、鐵素體（F） 鐵素體 碳（C）溶入-Fe中所形成的固溶體。 727 0.02%C 力學(xué)性能：b = 250MPa = 4550% HB = 80 2、奧氏體（A） 奧氏體 碳（C）溶入-Fe中所形成的固溶體。 1147 2.06%C 、727 0.77%力學(xué)性能：b = 250 350MPa = 4045% HB = 160200 3、滲碳體（Fe3C） 滲碳體 是金屬化合物。 6.67%C 力學(xué)性能： b = 30MPa = 0 HB = 800 四、珠光體（P） 珠光體 是鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。 727 0.77%力

29、學(xué)性能： b = 750MPa =25% HB = 180-200 五、萊氏體（Le） 萊氏體 是奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。 1147 4.3%C 力學(xué)性能： b = 30MPa = 0 HB = 700 二、 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)Fe-C合金狀態(tài)圖.swf 典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程 共析鋼 c=0.77% 亞共析鋼 0.0218%c0.77% 過(guò)共析鋼 0.77%(c)2.11% 共晶白口鑄鐵 c=4.3% 亞共晶白口鑄鐵 2.11%c4.3% 過(guò)共晶白口鑄鐵 4.3%c6.69% 工業(yè)純鐵

30、第四節(jié) 鋼鐵材料熱處理原理定義 以適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件加熱、保溫、冷卻，獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝方法。機(jī)床60-70，汽車70-80，量具、刃具、模具、軸承100。1）整體熱處理 退火、正火、淬火、回火2）表面熱處理 表面淬火、化學(xué)熱處理一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變1、加熱轉(zhuǎn)變的理論依據(jù) HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)加熱時(shí)相變溫度.SWF Fe-Fe HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)加熱時(shí)相變溫度.SWF 3 H

31、YPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)加熱時(shí)相變溫度.SWF C HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)加熱時(shí)相變溫度.SWF 相圖 奧氏體化 鋼加熱形成奧氏體的過(guò)程。對(duì)于加熱:非平衡條件下的相變溫度高于平衡 條件下的相變溫度;對(duì)于冷卻:非平衡條件下的相變溫度低于平衡 條件下的相變溫度.2、奧氏體化過(guò)程包括奧氏體的形核、長(zhǎng)大，殘余滲碳體的溶解和奧氏體成分的均勻化。二、奧氏體在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變奧氏體的冷卻轉(zhuǎn)變，直接影響鋼熱處理后的組織和性能

32、。 常見(jiàn)的冷卻方式有兩種， HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)冷卻的方式.swf 等溫冷卻和連續(xù)冷卻。 1、過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線俗稱C曲線或TTT曲線。過(guò)冷奧氏體 A1溫度以下不穩(wěn)定的奧氏體。等溫冷卻曲線三、鋼的普通熱處理 1、鋼的 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)退 火.mpg 退火(降低硬度、消除應(yīng)力，細(xì)化晶粒)完全退火：亞共析鋼Ac3+3050，緩冷到 600時(shí)空冷，得到 F+P；等溫退火：同完全退火，可節(jié)省時(shí)間

33、；球化退火：過(guò)共析鋼Ac1+2030，消除網(wǎng)狀 碳化物，使之成為球狀；去應(yīng)力退火：500-650爐冷至200后空冷， 消除應(yīng)力。2、鋼的 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)正 火.mpg 正火 正火目的：細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度 低碳鋼-提高硬度 高碳鋼消除網(wǎng)狀滲碳體 工藝過(guò)程： Ac3、Accm+3050,保溫后空冷優(yōu) 點(diǎn)：周期短、能耗少3、鋼的 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)淬 火 1.mpg 淬火 淬火鋼加熱到AC1或（AC

34、3）以上，保溫后以適當(dāng)方式冷卻，獲得M或B組織的熱處理工藝。淬火目的：獲得高硬度、高耐磨性的馬氏體，提 高鋼的機(jī)械性能。 加熱溫度：Ac3、Ac1+3050保溫碳 鋼：水冷，得細(xì)小M+A 合金鋼：油或空冷，得M+Fe3C+ A 鋼經(jīng)過(guò)淬火后必須回火！ HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord動(dòng)畫(huà)回火后的組織和硬度.swf 回 火將淬火鋼加熱到A1下某一溫度后進(jìn)行冷卻的熱處理工藝?；鼗鹉康模合龖?yīng)力，防止工件開(kāi)裂回火工藝：Ac1以下保溫后緩冷一、鋼的分類 1按化學(xué)成分分類 1）碳素鋼 1）低碳鋼 C 0.6% 2）合金鋼（

35、1）低合金鋼 Me 10% 2. 按質(zhì)量分類 S：使合金產(chǎn)生熱裂、熱脆缺陷P：使合金產(chǎn)生冷裂、冷脆缺陷3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：P、Sb時(shí)，則產(chǎn)生裂紋；冷裂常出現(xiàn)在復(fù)雜鑄件受拉應(yīng)力的部位，特別是應(yīng)力集中處（如尖角處、縮孔、氣孔、夾渣等缺陷附近）。壁厚差懸殊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件易于發(fā)生冷裂。不同鑄造合金冷裂傾向不同，灰口鑄鐵、白口鑄鐵、高錳銅等塑性差的合金較易產(chǎn)生。 防止措施： a減少鑄造應(yīng)力； b降低合金中P的含量； c去應(yīng)力退火； d設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)避免應(yīng)力集中。 熱裂紋是鑄鋼件和鋁合金鑄件常見(jiàn)的缺陷。凝固末期，結(jié)晶出來(lái)的晶體已形成完整的骨架，開(kāi)始固態(tài)收縮，但晶粒之間還有少量液體金屬，形成液膜，強(qiáng)度很低。如果

36、固態(tài)收縮受到砂型和砂芯的阻礙，機(jī)械應(yīng)力超過(guò)次時(shí)金屬液膜的抗拉強(qiáng)度，即發(fā)生熱裂。很明顯，零件結(jié)構(gòu)不合理、合金的收縮率高、型砂或芯砂的退讓性差，合金的高溫強(qiáng)度低等，都使鑄件易于產(chǎn)生熱裂紋。 防止措施： a合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)； b改善鑄型和型心的退讓性； c限制鑄鋼和鑄鐵中的S含量； d選用結(jié)晶溫度區(qū)間小的合金。 1.3 鑄件常見(jiàn)缺陷casting flaw冷隔cold shut 、澆不足Miss run 氣孔 porsity 粘砂、夾砂inclusions 砂眼sand hole ，脹砂冷隔，澆不足 若充型能力不足時(shí)，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

37、不足或冷隔等缺陷。 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord澆不到、冷隔.rm 氣孔 氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時(shí)逸出，在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。氣孔的內(nèi)壁光滑，明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產(chǎn)生氣孔后，將會(huì)減小其有效承載面積，且在氣孔周圍會(huì)引起應(yīng)力集中而降低鑄件抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會(huì)降低鑄件的致密性，致使某些要求承受水壓試驗(yàn)的鑄件報(bào)廢。另外，氣孔對(duì)鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。 防止氣孔的產(chǎn)生：降低金屬液中的含氣量，增大砂型的透氣性，以及在型腔的最高處增設(shè)出氣冒口等。粘砂、夾砂inclusions 粘砂.

38、鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀，又增加鑄件清理和切削加工的工作量，甚至?xí)绊憴C(jī)器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時(shí)容易損壞，泵或發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)器零件中若有粘砂，則將影響燃料油、氣體、潤(rùn)滑油和冷卻水等流體的流動(dòng)，并會(huì)玷污和磨損整個(gè)機(jī)器。防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在鑄型表面涂刷防粘砂涂料等。夾砂 在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷，在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時(shí)極易產(chǎn)生。 歸 納本節(jié)主要介紹鑄造工藝性：流動(dòng)性與收縮。1.流動(dòng)性：充型 2.收縮：縮孔與縮松，內(nèi)應(yīng)力：熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力（厚拉薄壓），變形與裂紋： 拉凹 壓凸；熱裂紋thermal cracking與冷裂紋crack。

39、 3.其它缺陷 分 類 classfication 按造型分: 砂型鑄造sand casting與特種鑄造 Special Processes of Metal Castings。砂型鑄造是基礎(chǔ)，特種鑄造是在砂型鑄造基礎(chǔ)上革新發(fā)展起來(lái)的。作 業(yè) 1一、判斷題 1. 在鑄件熱節(jié)處安放冷鐵能夠起補(bǔ)縮作用。（ ） 2. 凝固溫度范圍大的合金，鑄造時(shí)鑄件中易產(chǎn)生縮松。（ ） 3. 防止或減少鑄件變形的方法之一是提高流動(dòng)性。（ ） 4. 合金的澆注溫度越高越好。（ ） 5. 鑄鋼件一般都要安置冒口和冷鐵，使之實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固。（ ）1. 造成鑄件冷隔的主要原因是 a. 澆注溫度過(guò)高b. 澆注溫度過(guò)低c. 澆

40、注速度太快 2. 生產(chǎn)中為提高合金的流動(dòng)性常采用的方法是 a. 加大出氣口b. 延長(zhǎng)澆注時(shí)間c. 提高澆注溫度3. 冒口的一個(gè)重要作用是 a. 液體金屬迅速澆注滿型腔b. 澆注金屬液的通道c. 補(bǔ)縮和排氣 4. 澆注溫度過(guò)高，鑄件會(huì)產(chǎn)生 a. 氣孔b. 夾雜物c. 冷隔5. 能夠制造形狀復(fù)雜、特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔毛坯的加工方法是 a. 鑄造b. 壓力加工c. 焊接d. 切削加工 1. 澆注溫度過(guò)低，液體金屬量不夠，鑄件就會(huì)產(chǎn)生冷隔或_。 2. _對(duì)合金流動(dòng)性的影響最顯著。 3. 合金的鑄造性能用_和_來(lái)衡量。 4. 鑄鋼的流動(dòng)性比鑄鐵_ 。 5. 澆注溫度越_，合金的充型能力越好。 6. 鑄造合

41、金的收縮經(jīng)歷_、_、_三個(gè)階段。7. 縮孔和縮松是由于合金的_收縮和_收縮引起的。8. 防止縮孔的方法是控制鑄件的_順序，使之符合_原則。四、問(wèn)答題 1. 鑄造合金的收縮會(huì)導(dǎo)致哪些鑄造缺陷的產(chǎn)生？ 2. 鑄件熱應(yīng)力形成的原因是什么？ 3 特種鑄造Special Casting Processes為獲得高質(zhì)量、高精度的鑄件，提高生產(chǎn)率，人們?cè)谏靶丸T造的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了多種其它的鑄造方法；通常把這些有別于砂型鑄造的其他鑄造方法通稱為特種鑄造。特種鑄造：鑄型用砂較少或不用砂、采用特殊工藝裝備進(jìn)行鑄造的方法 兩類特點(diǎn)：1.充型力變更2.型模革新 特種鑄造屬先進(jìn)鑄造，是鑄造技術(shù)沿精密、潔凈和高效方向的發(fā)展

42、。其中最主要的發(fā)展是鑄造過(guò)程數(shù)控自動(dòng)化與鑄造工藝的綠色化。特點(diǎn)：特種鑄造具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、鑄件內(nèi)在性能好、原材料消耗低、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。但鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、重量、材料種類往往受到一定限制。由于鑄造是提供毛坯的主要工藝 ，精密鑄造就意味著毛坯組織致密、表面光潔，和尺寸精度高，可達(dá)到少、無(wú)切削加工和直接成形。在節(jié)省材料和能源上有鮮明的意義。成形加工方法產(chǎn)品耗能量 106Jkg-1 材料利用率 % 鑄 造30-3890冷變形加工4185熱變形加工46-4975-80機(jī)械加工66-8245-50 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingM

43、icrosoftWord1-1.ppt 熔模鑄造 壓力鑄造金屬型鑄造 低壓鑄造消失模鑄造 離心鑄造陶瓷型鑄造 擠壓鑄造磁型鑄造 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord壓力鑄造1.MPG 壓力鑄造，Die Casting pressure die casting 壓力鑄造是將熔融合金在高壓作用下，以高速充填鑄型型腔，并在高壓下結(jié)晶凝固而獲得鑄件的特種鑄造工藝。兩個(gè)特點(diǎn)高壓：比壓30-70MPa 高速：充型時(shí)間0.01-0.2秒 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMic

44、rosoftWord壓力鑄造工作原理.MPG 壓力鑄造工作原理 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord壓力鑄造.swf 工業(yè)應(yīng)用：汽車、摩托車、家電、照相機(jī)、儀表、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械、電器、航天航空、五金、辦公用品、鐘表、紡織、軍事武器等。汽車工業(yè)壓鑄應(yīng)用分量例：鎂合金70-80%鋁合金60%鋅合金50%壓鑄機(jī)分類按壓室是否浸在熔融金屬中，分冷室壓鑄機(jī)熱室壓鑄機(jī)按壓室位置，分臥式壓鑄機(jī)立式壓鑄機(jī)主要構(gòu)成：合型機(jī)構(gòu)、壓射機(jī)構(gòu)、機(jī)座、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)等。 HYPERLINK C:UsersAdminist

45、ratorAppDataRoamingMicrosoftWord壓力鑄造3.MPG 壓鑄特點(diǎn)精度高（IT11-14級(jí)；3.2-0.8m）、組織致密；適應(yīng)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁深腔鑄件；可組合壓鑄或鑲嵌壓鑄；生產(chǎn)率高、材料利用率提高60-70%、實(shí)現(xiàn)少切削和零切削，經(jīng)濟(jì)效益好。缺點(diǎn)：壓鑄型壽命短、壓鑄機(jī)投資大、壓鑄件存在氣孔。氣體難以排出，壓鑄件易產(chǎn)生皮下氣孔，壓鑄件不能進(jìn)行熱處理，也不宜在高溫下工作；金屬液凝固快，厚壁處來(lái)不及補(bǔ)縮，易產(chǎn)生縮孔和縮松；設(shè)備投資大，鑄型制造周期長(zhǎng)、造價(jià)高，不宜小批量生產(chǎn)。低壓鑄造low pressure die-casting低壓鑄造是液體金屬在壓力作用下，自下

46、而上充填型腔以形成鑄件的成形工藝。 低壓鑄造工藝原理主要步驟通氣充型加壓凝固放氣開(kāi)模 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord低壓鑄造特點(diǎn)及應(yīng)用.MPG 低壓鑄造特點(diǎn)澆注壓力和速度可調(diào)，適應(yīng)各種鑄型、合金和鑄件大小；底注式平穩(wěn)充型，無(wú)飛濺、氣體卷入和型壁沖刷等弊病，鑄件合格率提高；壓力下結(jié)晶，組織致密，輪廓清晰，表面光潔，少切削或零切削，機(jī)械性能高，對(duì)薄壁件鑄造尤其有利；節(jié)省補(bǔ)縮冒口，金屬利用率高達(dá)90-98%；勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)條件好，容易數(shù)控自動(dòng)化。離心鑄造離心鑄造是指將熔融金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力作用

47、下充填鑄型并凝固成形的一種鑄造方法。（一）離心鑄造的類型 鑄型：金屬型或砂型。分類：離心鑄造機(jī)通?？煞譃榱⑹胶团P式兩大類。離心鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍離心鑄造的特點(diǎn)是： （1）液體金屬能在鑄型中形成中空的自由表面，不用型芯即可鑄出中空鑄件，簡(jiǎn)化了套筒、管類鑄件的生產(chǎn)過(guò)程。 （2）由于旋轉(zhuǎn)時(shí)液體金屬所產(chǎn)生的離心力作用，離心鑄造可提高金屬充填鑄型的能力，因此一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產(chǎn)。 （3）由于離心力的作用，改善了補(bǔ)縮條件，氣體和非金屬夾雜物也易于自金屬液中排出，產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和夾雜等缺陷的幾率較小。 （4）無(wú)澆注系統(tǒng)和冒口，節(jié)約金屬。 不足：金屬中的氣體、熔渣等夾雜物

48、，因密度較輕而集中在鑄件的內(nèi)表面上，所以內(nèi)孔的尺寸不精確，質(zhì)量也較差；鑄件易產(chǎn)生成分偏析和密度偏析。 應(yīng)用：鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、特殊鋼的無(wú)縫管坯、造紙機(jī)滾筒等鑄件的生產(chǎn)。 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord擠壓鑄造工藝.swf 擠壓鑄造 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord擠壓鑄造工藝.swf Squeeze casting是將定量金屬液澆入鑄型型腔內(nèi)并施加較大的機(jī)械壓力，使其凝固、成形后獲得毛坯或零件的一種工藝方法。 HY

49、PERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord擠壓鑄造工藝.swf 擠壓鑄造的工藝過(guò)程1鑄型準(zhǔn)備 對(duì)鑄型清理、型腔內(nèi)噴涂料和預(yù)熱等，使鑄型處于待注狀態(tài)。 2澆 注 將定量的金屬液澆入型腔。3合型加壓 將上、下型鎖緊，依靠沖頭壓力使金屬液充滿型腔，進(jìn)而升壓并在預(yù)定的壓力下保持一定時(shí)間，使金屬液凝固。 4取出鑄件 卸壓、開(kāi)型、取出鑄件。 a)柱塞擠壓 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord直接沖頭擠壓鑄造.swf b) HYPERLINK C:UsersAdm

50、inistratorAppDataRoamingMicrosoftWord直接沖頭擠壓鑄造.swf 直接沖頭擠壓 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord間接沖頭擠壓鑄造.swf c) HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord間接沖頭擠壓鑄造.swf 間接沖頭擠壓 擠壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍擠壓鑄造的特點(diǎn)是：（1）壓鑄件的尺寸精度高（IT11IT13），表面粗糙度?。≧a6.31.6m），鑄件的加工余量小。（2）無(wú)需設(shè)澆冒口，金屬利用率高。（3）鑄件

51、組織致密，晶粒細(xì)小，力學(xué)性能好。（4）工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省能源和勞動(dòng)力，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)率比金屬型鑄造高12倍。缺點(diǎn)：澆到鑄型型腔內(nèi)的金屬液中夾雜物無(wú)法排出。擠壓鑄造要求準(zhǔn)確定量澆注，否則影響鑄件的尺寸精度。用途：用于生產(chǎn)強(qiáng)度要求較高、氣密性好、薄板類鑄件。如各種閥體、活塞、機(jī)架、輪轂、耙片和鑄鐵鍋等。消失模鑄造(EPC) Evaporative Pattern Casting 實(shí)型鑄造氣化模鑄造 泡沫塑料模澆注時(shí)氣化消失實(shí)型鑄造：采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料模樣代替普通模樣，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，在金屬液的作用下，塑料模樣燃燒、氣化、消失，金屬液取代原來(lái)塑料模所占據(jù)的空間位置，冷卻

52、凝固后獲得所需鑄件的鑄造方法。實(shí)型鑄造具有以下特點(diǎn)：（1） 由于采用了遇金屬液即氣化的泡沫塑料模樣，無(wú)需起模，無(wú)分型面，無(wú)型芯，因而無(wú)飛邊毛刺，鑄件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模鑄造，但尺寸卻可大于熔模鑄造。 （2） 各種形狀復(fù)雜鑄件的模樣均可采用泡沫塑料模粘合，成形為整體，減少了加工裝配時(shí)間，可降低鑄件成本10%30%，也為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供充分的自由度。 （3） 簡(jiǎn)化了鑄件生產(chǎn)工序，縮短了生產(chǎn)周期，使造型效率比砂型鑄造提高25倍。 缺點(diǎn)：實(shí)型鑄造的模樣只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、強(qiáng)度低，模樣易變形，影響鑄件尺寸精度。澆鑄時(shí)模樣產(chǎn)生的氣體污染環(huán)境。 用途：實(shí)型鑄造主要用于不易起模等復(fù)雜鑄

53、件的批量及單件生產(chǎn)。磁型鑄造：在實(shí)型鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，利用磁丸（又稱鐵丸）代替干砂，并微震緊實(shí)，再將砂箱放在磁型機(jī)里，磁化后的磁丸相互吸引，形成強(qiáng)度高、透氣性好的鑄型，澆注時(shí)氣化模在液體金屬熱的作用下氣化消失，金屬液替代了氣化模的位置，待冷卻凝固后，解除磁場(chǎng)，磁丸恢復(fù)原來(lái)的松散狀，便能方便地取出鑄件。磁型鑄造的特點(diǎn)：（1） 提高了鑄件的質(zhì)量。因?yàn)榇判丸T造無(wú)分型面，不起模，不用型芯，造型材料不含粘結(jié)劑，流動(dòng)性和透氣性好，可以避免氣孔、夾砂、錯(cuò)型和偏芯等缺陷。 （2） 所用工裝設(shè)備少，通用性大，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。 （3） 節(jié)約了金屬及其它輔助材料，改善了勞動(dòng)條件，降低了鑄件成本。 用

54、途：機(jī)車車輛、拖拉機(jī)、兵器、農(nóng)業(yè)機(jī)械和化工機(jī)械等制造業(yè)。主要適用于形狀不十分復(fù)雜的中、小型鑄件的生產(chǎn)，以澆注黑色金屬為主。其質(zhì)量范圍為0.25150kg，鑄件的最大壁厚可達(dá)80mm。 陶瓷型鑄造 Ceramic Mold Casting陶瓷型鑄造是將金屬液澆注到陶瓷鑄型中獲得鑄件的方法，是在砂型鑄造和熔模鑄造基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種精密鑄造。陶瓷型的制造方法有兩種：一種是全陶瓷漿料灌制的陶瓷型；另一種是底套式的陶瓷型。底套可以是砂套，也可以是金屬套。金屬套經(jīng)久耐用，獲得鑄件尺寸精度穩(wěn)定，適合于大批量鑄件的生產(chǎn)。 1砂套造型 先用水玻璃砂制出砂套。制造砂套的模樣B比鑄件模樣A應(yīng)大一個(gè)陶瓷料厚度（圖a

55、）。砂套的制造方法與砂型鑄造相同（圖b）。 2灌漿與膠結(jié) 其過(guò)程是將鑄件模樣固定于模底板上，刷上分型劑，扣上砂套，將配制好的陶瓷漿料從澆注口注滿砂套（圖c），經(jīng)數(shù)分鐘后，陶瓷漿料便開(kāi)始結(jié)膠。 陶瓷漿料由耐火材料（如剛玉粉、鋁礬土等）、粘結(jié)劑（如硅酸乙酯水解液）等組成。 3起模與噴燒 漿料澆注515min后，趁漿料尚有一定彈性便可起出模樣。為加速固化過(guò)程提高鑄型強(qiáng)度，必須用明火噴燒整個(gè)型腔（圖d）。 4焙燒與合型 澆注前要加熱到350550焙燒25h，燒去殘存的水分、并使鑄型的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。 5澆注 澆注溫度可略高，以便獲得輪廓清晰的鑄件。 HYPERLINK C:UsersAdministr

56、atorAppDataRoamingMicrosoftWord陶瓷型鑄造.rm 陶瓷型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍 陶瓷型鑄造的特點(diǎn)： （1） 陶瓷面層在具有彈性的狀態(tài)下起模，同時(shí)陶瓷面層耐高溫且變形小，故鑄件的尺寸精度和表面粗糙度等與熔模鑄造相近。 （2） 陶瓷型鑄件的大小幾乎不受限制，可從幾公斤到數(shù)噸。 （3） 在單件、小批量生產(chǎn)條件下，投資少、生產(chǎn)周期短，在一般鑄造車間即可生產(chǎn)。 （4） 陶瓷型鑄造不適于生產(chǎn)批量大、重量輕或形狀復(fù)雜的鑄件，生產(chǎn)過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 用途：厚大的精密鑄件，廣泛用于生產(chǎn)沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄型和模板等，也可用于生產(chǎn)中型鑄鋼件等。 鑄造的發(fā)展很快，除以上

57、常用的幾種外，還有許多其它特種鑄造方法，如連續(xù)鑄造、殼型鑄造、真空吸鑄和冷凍鑄造等。砂型鑄造sand casting 鑄造由于具有適應(yīng)性廣，經(jīng)濟(jì)性好等許多優(yōu)點(diǎn)，通常用來(lái)提供切削加工的毛坯，有時(shí)也直接鑄造成形。 在機(jī)器中，鑄件一般占很大比例，比如，在汽車中，鑄件重量占40-60%；機(jī)床中占70-95%。而鑄件中，砂型鑄造占90%。 所以，必須掌握砂型鑄造鑄件設(shè)計(jì)。 造型造芯方法簡(jiǎn)介1.手工造型hand molding ：填砂、緊實(shí)和起模人工完成2.機(jī)器造型machine molding ：機(jī)器加砂、緊砂與起模（造型機(jī)）手工造型的兩箱造型三箱造型 three-piece moulding鑄型由上、

58、中、下三部分組成，中型的高度須與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型費(fèi)工，應(yīng)盡量避免使用 HYPERLINK C:UsersAdministratorAppDataRoamingMicrosoftWord地坑造型.swf 地坑造型 floor mold 在車間地坑內(nèi)造型，用地坑代替下砂箱，只要一個(gè)上砂箱，可減少砂箱的投資。大型鑄件單件生產(chǎn)時(shí),降低鑄型高度,便于澆注操作。但造型費(fèi)工，而且要求操作者的技術(shù)水平較高。整模造型 Single piece pattern模樣是整體的，多數(shù)情況下，型腔全部在下半型內(nèi)，上半型無(wú)型腔。造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷鑄件最大截面在一端，且為平面。挖砂造型模樣是整

59、體的，但鑄件的分型面是曲面。為了起模方便，造型時(shí)用手 工挖去阻礙起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，費(fèi)工、生產(chǎn)率低假箱造型為了克服挖砂造型的缺點(diǎn)，先將模樣放在一個(gè)預(yù)先作好的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。操作簡(jiǎn)便，分型面整齊分模造型 Split pattern 將模樣沿最大截面處分為兩半，型腔分別位于上、下兩個(gè)半型內(nèi)。造型簡(jiǎn)單，節(jié)省工時(shí)活塊造型鑄件上有妨礙起模的小凸臺(tái)、肋條等。制模時(shí)將此部分作成活塊，在主體模樣起出后，從側(cè)面取出活塊。單件小批生產(chǎn)帶有突起部分的鑄件 刮板造型Sweep pattern 用刮板代替模樣造型?？纱蟠蠼档湍映杀?，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，要求操作

60、者的技術(shù)水平較高.機(jī)器造型 頂桿起模式震壓造型機(jī)的工作過(guò)程 填砂震擊緊砂輔助壓實(shí)起模工藝特點(diǎn): 機(jī)器造型工藝采用模底板進(jìn)行兩箱造型。模板是鑄件模樣、澆注系統(tǒng)模樣和模底板的組合體。模樣形成型腔，模底板形成分型面。模板通常是單面的，上模板固定在一臺(tái)造型機(jī)的工作臺(tái)上，造上型，下模板固定在另一臺(tái)造型機(jī)的工作臺(tái)上，造下型。 拋砂造型拋砂機(jī)的拋砂機(jī)頭的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高速葉片，連續(xù)地將傳送帶運(yùn)來(lái)的型砂在機(jī)頭 內(nèi)初步緊實(shí)，并在離心力的作用下，型砂呈團(tuán)狀被高速（3060ms）拋到砂箱中，使型砂逐層地緊實(shí)。拋砂緊實(shí)同時(shí)完成填砂與緊實(shí)兩個(gè)工序，生產(chǎn)效率高、型砂緊實(shí)密度均勻。拋砂機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，可用于任何批量的大、中型鑄型或