金屬工藝學總結

1、* * 第一篇第一篇 金屬材料導論金屬材料導論 1 1、金屬材料的主要性能、金屬材料的主要性能 2 2、鐵碳合金、鐵碳合金 3 3、鋼的熱處理、鋼的熱處理 * 一、強度與塑性一、強度與塑性 是通過是通過拉伸試驗拉伸試驗側出來的?？傻茫簯瘸鰜淼?。可得：應力 - - 應變曲線。應變曲線。 第一章第一章 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.1.強度指標；強度指標；2.2.塑性指標；塑性指標；3.3.硬度；硬度；4.4.沖擊韌性沖擊韌性 ；5.5.疲勞強度。疲勞強度。 重點：金屬主要力學性能指標強度、塑性、硬度、韌性和疲重點：金屬主要力學性能指標強度、塑性、硬度、韌性和疲

2、 勞強度的概念。難點：疲勞強度。勞強度的概念。難點：疲勞強度。 第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料的力學性能金屬材料的力學性能 力學性能（機械性能）：金屬材料在力的作用下，所表現(xiàn)出力學性能（機械性能）：金屬材料在力的作用下，所表現(xiàn)出 來的性能。對金屬材料的使用性能和工藝性能有非常重要影響。來的性能。對金屬材料的使用性能和工藝性能有非常重要影響。 主要力學性能有：強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。主要力學性能有：強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。 * 屈服強度：指拉伸試樣產(chǎn)生屈屈服強度：指拉伸試樣產(chǎn)生屈 服現(xiàn)象時的應力服現(xiàn)象時的應力 抗拉強度：指金屬材料在拉斷抗拉強度：指金屬材料在拉斷 前所能承受的最大

3、應力前所能承受的最大應力 )(MPa A F o s s )(MPa A F o b b 伸伸 長長 率：率：=(l=(l1 1l l0 0)/l)/l0 0 100% 100% 或斷面收縮率或斷面收縮率: =(A: =(A0 0A A1 1)/ A)/ A0 0 100%100%。 和和值值，材料的塑性越好，材料的塑性越好 - - 軋制、鍛造、沖壓等性能軋制、鍛造、沖壓等性能 好。好。 1 1、強度：、強度： 金屬材料在力的作用下，抵抗塑性變形的能力。常用屈服強金屬材料在力的作用下，抵抗塑性變形的能力。常用屈服強 度和抗拉強度來判斷。度和抗拉強度來判斷。 2 2、塑性：、塑性： 指金屬材料產(chǎn)

4、生塑性變形而不被破壞的能力，通常以伸長率指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力，通常以伸長率 來表示。來表示。 * 二、硬度：二、硬度： 金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力，稱金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力，稱 為硬度。為硬度。 硬度是衡量金屬軟硬的判據(jù)。硬度是直接影響到材料的耐硬度是衡量金屬軟硬的判據(jù)。硬度是直接影響到材料的耐 磨性及切削加工性。磨性及切削加工性。 硬度計上測量方法不同：硬度計上測量方法不同： 布氏硬度布氏硬度（HB):HB):淬火鋼球或硬質合金球為壓頭。淬火鋼球或硬質合金球為壓頭。- - 測直徑。測直徑。 洛氏硬度洛氏硬度（HR):HR):頂

5、角為頂角為120120金剛石圓錐體為壓頭。金剛石圓錐體為壓頭。- -測深度。測深度。 三、韌性：金屬材料斷裂前吸收的變形能量稱為韌性。常用三、韌性：金屬材料斷裂前吸收的變形能量稱為韌性。常用 指標為指標為沖擊韌度沖擊韌度。 四、疲勞強度：金屬材料在無數(shù)次循環(huán)載荷作用下不致引起四、疲勞強度：金屬材料在無數(shù)次循環(huán)載荷作用下不致引起 斷裂的最大應力。斷裂的最大應力。 * 一、物理性能：一、物理性能： 金屬材料的物理性能主要有密度、熔點、熱膨脹系數(shù)、導熱金屬材料的物理性能主要有密度、熔點、熱膨脹系數(shù)、導熱 性、導電性和磁性等。性、導電性和磁性等。- - 對加工工藝也有一定的影響。對加工工藝也有一定的影

6、響。 二、化學性能：二、化學性能： 金屬材料的化學性能主要是指在常溫或高溫時，抵抗各種介金屬材料的化學性能主要是指在常溫或高溫時，抵抗各種介 質侵蝕的能力，入耐酸性、耐堿性、抗氧化性等。質侵蝕的能力，入耐酸性、耐堿性、抗氧化性等。 三、工藝性能：三、工藝性能： 工藝性能實質金屬材料物理、化學性能和力學性能在加工過工藝性能實質金屬材料物理、化學性能和力學性能在加工過 程中的綜合反映，是指是否易于進行冷、熱加工的性能。程中的綜合反映，是指是否易于進行冷、熱加工的性能。 所以在設計零件和選擇工藝方法時，都要考慮金屬材料的工所以在設計零件和選擇工藝方法時，都要考慮金屬材料的工 藝性能。藝性能。 * 第

7、二章鐵碳合金第二章鐵碳合金 鋼和鑄鐵是以鐵、碳為主組成的合金鋼和鑄鐵是以鐵、碳為主組成的合金（鐵碳合金）（鐵碳合金）。其中鐵。其中鐵 的含量大于的含量大于95%95%，是最基本的組元。，是最基本的組元。 是制造機器設備的主要的是制造機器設備的主要的 金屬材料。金屬材料。 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1.1.純金屬的結晶過程；純金屬的結晶過程； 2.2.同素異晶轉變；同素異晶轉變； 3.3.鐵碳合金狀態(tài)圖。鐵碳合金狀態(tài)圖。 重點：鐵碳合金狀態(tài)圖。重點：鐵碳合金狀態(tài)圖。 難點：鐵碳合金的凝固過程分析。難點：鐵碳合金的凝固過程分析。 * 第一節(jié)純鐵的晶體結構及其同素異晶轉變第一節(jié)純鐵的晶體結構及其同素異晶

8、轉變 一、金屬的結晶一、金屬的結晶 金屬在固態(tài)下一般都是晶體，即原子在空間呈規(guī)律性排金屬在固態(tài)下一般都是晶體，即原子在空間呈規(guī)律性排 列；而在液態(tài)下，排列并不規(guī)則。列；而在液態(tài)下，排列并不規(guī)則。 二、純鐵的晶體結構二、純鐵的晶體結構 晶體中的原子排列具有周期性規(guī)律，因此，可從晶格中晶體中的原子排列具有周期性規(guī)律，因此，可從晶格中 取出一個最基本的幾何單元，這個單元稱作晶胞。取出一個最基本的幾何單元，這個單元稱作晶胞?？煞从尘Ц窨煞从尘Ц?特征特征 * 三、純鐵的同素異晶轉變?nèi)⒓冭F的同素異晶轉變 金屬的同素異晶轉變的慨念：金屬的同素異晶轉變的慨念： 金屬在固態(tài)下，隨著溫度的改變其晶體結構發(fā)生變

9、化的現(xiàn)象金屬在固態(tài)下，隨著溫度的改變其晶體結構發(fā)生變化的現(xiàn)象 金屬的同素異金屬的同素異晶晶轉變的意轉變的意 義：義： 可以用熱處理的方法得到。可以用熱處理的方法得到。 即可通過加熱、保溫、冷卻來改即可通過加熱、保溫、冷卻來改 變材料的組織，從而達到改善材變材料的組織，從而達到改善材 料性能的目的。料性能的目的。 同素異晶轉變過程：同素異晶轉變過程： 是在固態(tài)下原子重新排列的是在固態(tài)下原子重新排列的 過程。這時，金屬體積變化。過程。這時，金屬體積變化。 * 第三節(jié)第三節(jié) 鐵碳合金狀態(tài)圖鐵碳合金狀態(tài)圖 鐵碳合金狀態(tài)圖：鐵碳合金狀態(tài)圖： 表示不同含碳量的鐵碳合金在不同溫度下結晶過程的曲線圖表示不同含

10、碳量的鐵碳合金在不同溫度下結晶過程的曲線圖 FeFe3 3C C 的含碳的含碳 量量6.69%6.69%， 因此，狀態(tài)圖因此，狀態(tài)圖 實際上是實際上是Fe-FeFe-Fe3 3C C 的狀態(tài)圖。的狀態(tài)圖。 鐵碳合金狀態(tài)鐵碳合金狀態(tài) 圖有四個基本相：圖有四個基本相： 液相液相(L)(L)、奧、奧 氏體相氏體相(A)(A)、鐵素、鐵素 體相體相(F)(F)和滲碳體和滲碳體 相相(Fe(Fe3 3C)C)。 * 二、鐵碳合金狀態(tài)圖的分析二、鐵碳合金狀態(tài)圖的分析 1 1、狀態(tài)圖中特性點：有特定意義的點。、狀態(tài)圖中特性點：有特定意義的點。 A A 點（點（15381538）- -純鐵的熔點，純鐵的熔點，

11、0wc%0wc% C C 點（點（11481148）- - 共共 晶點晶點，4.3wc% 4.3wc% D D 點（點（12271227）- -滲碳滲碳 體的熔點，體的熔點，6.69wc% 6.69wc% E E 點（點（11481148）- -碳在碳在 奧氏體中的最大溶解奧氏體中的最大溶解 度，度，2.11wc% 2.11wc% P P 點（點（727727）- -碳在鐵素體中的最大溶解度，碳在鐵素體中的最大溶解度，0.02wc% 0.02wc% S S 點（點（727727）- -共析點，共析點，0.77wc%0.77wc% Q Q 點（室溫）點（室溫）- -碳在鐵素體中的溶解度，碳在鐵素

12、體中的溶解度，0.0008wc%0.0008wc% G G 點點(912)-(912)-Te-Te -Te-Te同同 素異晶轉變點，素異晶轉變點，0wc% 0wc% * ACDACD線線 液相線。此線以上是液相區(qū)，液相線。此線以上是液相區(qū)， 又是結晶開始線又是結晶開始線 AECFAECF線線 固相線。合金冷卻固相線。合金冷卻 到此線，將全部結晶成固態(tài)到此線，將全部結晶成固態(tài) 2 2、狀態(tài)圖中特性線：組織轉變的界限。、狀態(tài)圖中特性線：組織轉變的界限。 ECFECF線線 共晶線。含碳量共晶線。含碳量2.11%-6.69%2.11%-6.69% 的金屬過此線發(fā)生共晶反應的金屬過此線發(fā)生共晶反應 GS

13、GS線線 奧氏體在冷卻過程中奧氏體在冷卻過程中 析出鐵素體的開始線析出鐵素體的開始線 ESES線線 碳在奧氏體中的溶解度曲線碳在奧氏體中的溶解度曲線 PSKPSK線線 共析線。過此線發(fā)生共析反映析出珠光體共析線。過此線發(fā)生共析反映析出珠光體 PQPQ線線 碳在鐵素體中的溶解度曲線碳在鐵素體中的溶解度曲線 * 鐵碳合金鐵碳合金 工業(yè)純鐵：含碳量小于工業(yè)純鐵：含碳量小于0.02%0.02%的鐵碳合金。的鐵碳合金。 鋼：含碳量為鋼：含碳量為0.02%2.11%0.02%2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。 鑄鐵：含碳量為鑄鐵：含碳量為2.11%6.69%2.11%6.69%的鐵碳合金。的鐵碳合金。 鐵

14、碳合金分類：鐵碳合金分類： 根據(jù)含碳量的不同，可將鐵碳合金分為根據(jù)含碳量的不同，可將鐵碳合金分為純鐵、鋼和鑄鐵。純鐵、鋼和鑄鐵。 * 第三章鋼的熱處理第三章鋼的熱處理 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 熱處理的熱處理的作用和地位作用和地位。 熱處理：就是將鋼在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻，以改熱處理：就是將鋼在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻，以改 變鋼的組織，從而獲得所需性能的工藝方法。變鋼的組織，從而獲得所需性能的工藝方法。 熱處理的熱處理的加熱和冷卻設備加熱和冷卻設備。 * 熱處理熱處理 普通熱處理普通熱處理 表面熱處理表面熱處理 退火退火 正火正火 淬火淬火 回火回火 表面淬火表面淬火 化學熱處理化

15、學熱處理 滲碳滲碳 滲氮滲氮 碳氮共滲碳氮共滲 其它熱處理其它熱處理 形變形變 真空真空 激光激光 常用熱處理方法：常用熱處理方法： * 第二節(jié)第二節(jié) 退伙和正火退伙和正火 一、退火：一、退火： 將鋼加熱、保溫，然后隨爐冷卻或埋入灰中使其緩慢冷卻將鋼加熱、保溫，然后隨爐冷卻或埋入灰中使其緩慢冷卻, , 以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。 目的：降低硬度，以利于切削加工或其他種類加工；目的：降低硬度，以利于切削加工或其他種類加工； 細化晶粒，提高鋼的塑性和韌性；細化晶粒，提高鋼的塑性和韌性； 消除內(nèi)應力，并為淬火工序做準備。消除內(nèi)應力，并為淬火工序做準備。 應用：應

16、用： 鑄件、鍛件、焊接及其它鑄件、鍛件、焊接及其它 毛坯的熱處理。毛坯的熱處理。 * 二、正火：二、正火： 將鋼加熱到將鋼加熱到A AC3 C3以上 以上30305050（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或A A Ccm Ccm以上 以上3030 5050，保溫后在空氣中冷卻，得到比退火更細的珠光體組織的熱，保溫后在空氣中冷卻，得到比退火更細的珠光體組織的熱 處理工藝。處理工藝。 應用：應用： 取代部分完全退火。取代部分完全退火。 用于普通結構鋼的最終熱處理。用于普通結構鋼的最終熱處理。 用于過共析鋼，以減少或消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退用于過共析鋼，以減少或消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退 火作準備。火

17、作準備。 目的：目的：和退火基本相似，但和退火基本相似，但 正火得到的珠光體更細，成為索正火得到的珠光體更細，成為索 氏體（或細珠光體）。氏體（或細珠光體）。 碳鋼各種退火和正火工碳鋼各種退火和正火工 藝規(guī)范藝規(guī)范示意圖示意圖。 * 第三節(jié)第三節(jié) 淬火和回火淬火和回火 淬火和回火：是強化鋼的最常用的手段。可使鋼獲得所需淬火和回火：是強化鋼的最常用的手段。可使鋼獲得所需 的力學性能。的力學性能。 一、淬火：一、淬火： 將鋼加熱到將鋼加熱到A AC3 C3或 或A Accm ccm以上 以上30305050，保溫后在淬火介質中，保溫后在淬火介質中 迅速冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。迅速冷卻，

18、以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火操作動畫淬火操作動畫。 為防止缺陷：為防止缺陷： 嚴格控制淬火加熱溫度；嚴格控制淬火加熱溫度； 合理選擇淬火介質；合理選擇淬火介質； 正確選擇淬火方法。正確選擇淬火方法。 淬火的目的：提高材料的硬度、強度。增加耐磨性。淬火的目的：提高材料的硬度、強度。增加耐磨性。 * 二、回火：二、回火： 將淬火鋼重新加熱到將淬火鋼重新加熱到A AC1 C1以下某溫度，保溫后冷卻的熱處理工 以下某溫度，保溫后冷卻的熱處理工 藝，稱為藝，稱為“回火回火”。 回火的目的：回火的目的： 消除淬火內(nèi)應力，以降低淬火內(nèi)應力，防止產(chǎn)生裂紋，獲得消除淬火內(nèi)應力，以降低淬火內(nèi)應力，防止產(chǎn)生裂

19、紋，獲得 所需的力學性能。所需的力學性能。 根據(jù)溫度不同可分為三種類型根據(jù)溫度不同可分為三種類型 回火的種類及應用視頻回火的種類及應用視頻 * 第四節(jié)第四節(jié) 表面淬火和化學熱處理表面淬火和化學熱處理 一、表面淬火：一、表面淬火： 將鋼的表面層加熱到一定深度，立即淬火，以獲得一定深度將鋼的表面層加熱到一定深度，立即淬火，以獲得一定深度 的淬硬層，而心部仍保持原始狀態(tài)的一種局部淬火方法。的淬硬層，而心部仍保持原始狀態(tài)的一種局部淬火方法。 目的：可以得到表面高硬度，高耐磨性而心部韌的機械零件目的：可以得到表面高硬度，高耐磨性而心部韌的機械零件 表面淬火的方法：表面淬火的方法：電感應電感應、火焰火焰、

20、電接觸、激光加熱等，而、電接觸、激光加熱等，而 應用最廣的是應用最廣的是電感應加熱和火焰加熱法電感應加熱和火焰加熱法。 感應加熱法分為：工頻、中頻、高頻三種。感應加熱法分為：工頻、中頻、高頻三種。 火焰加熱法要求：火焰加熱速度大于火焰加熱法要求：火焰加熱速度大于1000/1000/分。分。 二、化學熱處理：二、化學熱處理： 是將工件置于一定的化學介質中加熱、保溫，使介質中的活是將工件置于一定的化學介質中加熱、保溫，使介質中的活 性原子滲入到工件表層，以改變工件表層的化學成分和組織，從性原子滲入到工件表層，以改變工件表層的化學成分和組織，從 而獲得所需的力學性能或理化性能。而獲得所需的力學性能或

21、理化性能。視頻視頻。 化學熱處理根據(jù)所滲的元素不同，分為：化學熱處理根據(jù)所滲的元素不同，分為：滲碳滲碳、氮化、滲硅、氮化、滲硅 、滲硼、滲釩、碳氮共滲等。、滲硼、滲釩、碳氮共滲等。 * 鑄造工藝基礎鑄造工藝基礎 常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄件的生產(chǎn) 砂型鑄造砂型鑄造 特種鑄造特種鑄造 鑄件結構設計鑄件結構設計 * 液態(tài)合金填充鑄型的過程液態(tài)合金填充鑄型的過程- - 充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔，充型。液態(tài)合金充滿鑄型型腔， 獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力 - - 液態(tài)合金的充型能力液態(tài)合金的充型能力。 學習目的及要求：學習目的及要求： 1.1.掌握影響充型能

22、力的各種因素；掌握影響充型能力的各種因素； 2.2.了解凝固與收縮、內(nèi)應力、變形和裂紋產(chǎn)生的原因及防止了解凝固與收縮、內(nèi)應力、變形和裂紋產(chǎn)生的原因及防止 措施；措施； 3.3.了解鑄件質量控制的方法。了解鑄件質量控制的方法。 重點及難點重點及難點：1.1.充型能力；充型能力；2.2.內(nèi)應力的形成。內(nèi)應力的形成。 充型能力不足充型能力不足 可能有可能有 澆不足澆不足冷冷 隔隔夾夾 砂砂氣氣 孔孔夾夾 渣渣 * 一、合金的流動性：一、合金的流動性： 液態(tài)合金本身的流動能力，稱為合金的液態(tài)合金本身的流動能力，稱為合金的流動性流動性，是合金主要，是合金主要 鑄造性能之一。鑄造性能之一。 合金的流動性越

23、好，充型能力越強，越便于澆鑄出輪廓合金的流動性越好，充型能力越強，越便于澆鑄出輪廓 清晰、薄而復雜的鑄件。同時，有利于非金屬夾雜物和氣體的上清晰、薄而復雜的鑄件。同時，有利于非金屬夾雜物和氣體的上 浮和排除，還有利于對合金冷凝過程所產(chǎn)生的收縮進行補縮。浮和排除，還有利于對合金冷凝過程所產(chǎn)生的收縮進行補縮。 充型能力的決定因素：充型能力的決定因素： 合金的流動性合金的流動性 鑄型性質鑄型性質 澆注條件澆注條件 鑄件結構等鑄件結構等 充型能力不足原因：充型能力不足原因： 在液態(tài)合金的充型過程中，有時伴隨著結晶現(xiàn)象，若充型能在液態(tài)合金的充型過程中，有時伴隨著結晶現(xiàn)象，若充型能 力不足，在型腔被填滿之

24、前，形成的晶粒將充型的通道堵塞，金力不足，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，于是鑄件將產(chǎn)生屬液被迫停止流動，于是鑄件將產(chǎn)生澆不足或冷隔澆不足或冷隔等缺陷。等缺陷。 * 合金流動性對充型能力的影響合金流動性對充型能力的影響 合金流動性的決定因數(shù)：合金流動性的決定因數(shù)： 1 1）合金種類）合金種類: : 合金不同，流動性不同合金不同，流動性不同 2 2）化學成分：同種合金中成分不同的合金具有不同的結晶特）化學成分：同種合金中成分不同的合金具有不同的結晶特 點，流動性也不同。點，流動性也不同。 3 3）結晶特性：恒溫下結晶，流動性較好；兩相區(qū)（）結晶特性：恒溫下結晶

25、，流動性較好；兩相區(qū)（2 2區(qū)）內(nèi)區(qū)）內(nèi) 結晶，流動性較差。結晶，流動性較差。 * 二、澆注條件二、澆注條件 澆注條件對充型能力的影響：澆注條件對充型能力的影響： 澆注澆注 條件條件 澆注溫度澆注溫度 充型壓力充型壓力 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小澆注溫度越高，液態(tài)金屬的粘度越小 ，過熱度高，金屬液內(nèi)含熱量多，保，過熱度高，金屬液內(nèi)含熱量多，保 持液態(tài)的時間長，充型能力強。持液態(tài)的時間長，充型能力強。 液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力稱液態(tài)金屬在流動方向上所受的壓力稱 為充型壓力。充型壓力越大為充型壓力。充型壓力越大, , 充型能充型能 力越強。力越強。 澆注系統(tǒng)的結構越復

26、雜，則流動阻力澆注系統(tǒng)的結構越復雜，則流動阻力 越大，充型能力越差。越大，充型能力越差。 對薄壁鑄件或流動性較差的合金可對薄壁鑄件或流動性較差的合金可 適當提高澆注溫度，以防澆不足或冷適當提高澆注溫度，以防澆不足或冷 隔缺陷。但澆注溫度過高，容易產(chǎn)生隔缺陷。但澆注溫度過高，容易產(chǎn)生 縮孔縮松等缺陷，故保證充型能力前縮孔縮松等缺陷，故保證充型能力前 提下，不宜過高。提下，不宜過高。 * （2）鑄型溫度：）鑄型溫度： 鑄型的鑄型的 溫度溫度 充型能力充型能力鑄型鑄型 可先預熱。可先預熱。 （1 1）鑄型材料：）鑄型材料： 導熱系數(shù)和比熱容導熱系數(shù)和比熱容 激冷能力激冷能力充型充型 能力能力 （3）

27、鑄型中氣體：）鑄型中氣體： 砂型鑄造產(chǎn)砂型鑄造產(chǎn) 生大量氣體，排氣能力差，型腔生大量氣體，排氣能力差，型腔 中氣壓中氣壓流動阻力流動阻力充型能力充型能力， 所以鑄型要留出排氣口。所以鑄型要留出排氣口。 三、鑄型填充條件三、鑄型填充條件 鑄型充填條件對充型能力的影響：影響合金在型腔內(nèi)流動的鑄型充填條件對充型能力的影響：影響合金在型腔內(nèi)流動的 時間和速度。時間和速度。 影響因素有：影響因素有： 四、鑄件結構條件四、鑄件結構條件 鑄件結構對充型能力的影響。鑄件結構對充型能力的影響。 折算厚度：折算厚度： 折算厚度也叫當量厚度或模數(shù)，是鑄件體積與鑄件表面積之折算厚度也叫當量厚度或模數(shù)，是鑄件體積與鑄件

28、表面積之 比。折算厚度越大，熱量散失越慢，充型能力就越好。鑄件壁厚比。折算厚度越大，熱量散失越慢，充型能力就越好。鑄件壁厚 相同時，垂直壁比水平壁更容易充填。相同時，垂直壁比水平壁更容易充填。( (大平面鑄件不易成形大平面鑄件不易成形) ) 復雜程度：復雜程度： 鑄件結構越復雜，流動阻力就越大，鑄型的充填就越困難。鑄件結構越復雜，流動阻力就越大，鑄型的充填就越困難。 * 第二節(jié)第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮 一、鑄件的凝固方式一、鑄件的凝固方式 鑄件的凝固過程中，其斷面上一般存在三個區(qū)，即鑄件的凝固過程中，其斷面上一般存在三個區(qū)，即固相區(qū)固相區(qū) 、凝固區(qū)和液相區(qū)、凝固區(qū)和液相區(qū)。對鑄

29、件影響較大的是凝固區(qū)的寬窄。對鑄件影響較大的是凝固區(qū)的寬窄。 凝固方式有：凝固方式有： 1 1）逐層凝固）逐層凝固- -純金屬或共晶合金在凝固中不存在液、固并存純金屬或共晶合金在凝固中不存在液、固并存 的凝固區(qū)。的凝固區(qū)。特點：合金的充型能力強，便于防止縮孔和縮松。特點：合金的充型能力強，便于防止縮孔和縮松。 2 2）糊狀凝固）糊狀凝固- -合金的結合金的結 晶溫度范圍很寬，則整個斷晶溫度范圍很寬，則整個斷 面為液、固并存的凝固區(qū)。面為液、固并存的凝固區(qū)。 特點：難以獲得結晶緊特點：難以獲得結晶緊 實的鑄件。實的鑄件。 3 3）中間凝固）中間凝固- -多數(shù)合金多數(shù)合金 的凝固介于逐層凝固和糊狀

30、的凝固介于逐層凝固和糊狀 凝固之間。凝固之間。 * 合金收縮合金收縮 固態(tài)合金冷卻固態(tài)合金冷卻 液態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻 液態(tài)收縮液態(tài)收縮 凝固收縮凝固收縮 縮孔：恒溫下結晶縮孔：恒溫下結晶 縮松：兩相區(qū)結晶縮松：兩相區(qū)結晶 固態(tài)收縮固態(tài)收縮 裂紋裂紋 變形變形 應力應力 體積的收縮，體積收縮率表示體積的收縮，體積收縮率表示 鑄件尺寸上的收縮，線收縮率表示鑄件尺寸上的收縮，線收縮率表示 合金的收縮過程：合金的收縮過程： * 三、鑄件的縮孔與縮松三、鑄件的縮孔與縮松 1 1、縮孔與縮松的形成、縮孔與縮松的形成 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液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮

31、和凝固收縮所縮減的 容積得不到補充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。按照容積得不到補充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。按照 空洞的大小和分布，可將其分為空洞的大小和分布，可將其分為縮孔和縮松縮孔和縮松兩類。兩類。 1 1）縮孔：）縮孔：集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞 ，稱為縮孔?？s孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙。通常隱藏在鑄件，稱為縮孔?？s孔多呈倒圓錐形，內(nèi)表面粗糙。通常隱藏在鑄件 內(nèi)層，但有時表面有凹坑。內(nèi)層，但有時表面有凹坑。動畫演示動畫演示。 收縮率收縮率, ,澆注溫度澆注溫度, ,鑄件愈厚，則縮孔鑄件愈厚，則縮孔。 2 2）縮

32、松：）縮松：分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細小縮孔，稱為縮松?？s松分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細小縮孔，稱為縮松?？s松 分為宏觀縮松和纖維縮松。分為宏觀縮松和纖維縮松。動畫演示動畫演示 * 2 2、縮孔和縮松的防止、縮孔和縮松的防止 防止原理：防止原理：只要能使鑄件實現(xiàn)只要能使鑄件實現(xiàn)“定向凝固定向凝固”( (即順序凝固即順序凝固) ) ，盡管合金的收縮較大，也可獲得沒有縮孔的致密鑄件。，盡管合金的收縮較大，也可獲得沒有縮孔的致密鑄件。 定向凝固原則：定向凝固原則：是鑄件讓遠離冒口的地方先凝固，靠近冒是鑄件讓遠離冒口的地方先凝固，靠近冒 口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固?？诘牡胤酱文?，最后才是冒口本身凝固

33、。實現(xiàn)以厚補薄，將縮實現(xiàn)以厚補薄，將縮 孔轉移到冒口中去。孔轉移到冒口中去。 定向凝固缺點：定向凝固缺點： 安放冒口和冷鐵，安放冒口和冷鐵， 耗費耗費許多金屬和工時許多金屬和工時， 加大了加大了鑄件成本鑄件成本。同時。同時 ，擴大了鑄件各部分的，擴大了鑄件各部分的 溫度差溫度差，促進鑄件，促進鑄件變形變形 和裂紋和裂紋傾向。傾向。 方法：在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放方法：在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口和增設冒口和增設 冷鐵冷鐵等措施，等措施，動畫演示動畫演示。 * 第三節(jié)第三節(jié) 鑄造內(nèi)應力、變形和裂紋鑄造內(nèi)應力、變形和裂紋 一、內(nèi)應力的形成一、內(nèi)應力的形成 鑄件在凝固之后的繼續(xù)冷

34、卻過程中，其固態(tài)收縮若受到阻礙，鑄件在凝固之后的繼續(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)應力，內(nèi)應力有時在冷卻過程中暫存的，有時保鑄件內(nèi)部將產(chǎn)生內(nèi)應力，內(nèi)應力有時在冷卻過程中暫存的，有時保 留到室溫，稱留到室溫，稱殘余內(nèi)應力殘余內(nèi)應力。 按照內(nèi)應力的產(chǎn)生原因，可分為按照內(nèi)應力的產(chǎn)生原因，可分為熱應力和機械應力熱應力和機械應力。 鑄造內(nèi)應力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。鑄造內(nèi)應力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。 * 同時凝固原則：同時凝固原則： 安放冷鐵和澆注口位置的正確布置可安放冷鐵和澆注口位置的正確布置可 實現(xiàn)同時凝固。但可能形成縮孔等。實現(xiàn)同時凝固。但可能形成縮孔等。動畫

35、動畫 為防止縮孔等缺陷安放為防止縮孔等缺陷安放冒口冒口等。等。 熱應力的消除方法：熱應力的消除方法： 1 1）鑄件的結構：）鑄件的結構： 鑄件的結構盡可能對稱；鑄件的壁厚盡可能均勻鑄件的結構盡可能對稱；鑄件的壁厚盡可能均勻可使鑄件可使鑄件 各部分能自由收縮。各部分能自由收縮。 2 2）工藝方面：）工藝方面： 采用采用同時凝固原則同時凝固原則可減少鑄造內(nèi)應力可減少鑄造內(nèi)應力 ，防止鑄件的變形和裂紋缺陷，又可免設，防止鑄件的變形和裂紋缺陷，又可免設 冒口而省工省料。冒口而省工省料。其缺點是鑄件心部容易其缺點是鑄件心部容易 出現(xiàn)縮孔或縮松。出現(xiàn)縮孔或縮松。 3 3）時效處理：人工時效；自然時效。）時

36、效處理：人工時效；自然時效。 * 二、鑄件變形與防止二、鑄件變形與防止 具有殘余應力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通過變形來減具有殘余應力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通過變形來減 緩其內(nèi)應力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。緩其內(nèi)應力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。厚受拉，薄受壓。厚受拉，薄受壓。 可知，一般情況下鑄件變形為：可知，一般情況下鑄件變形為： 厚部、心部：受拉應力厚部、心部：受拉應力 出現(xiàn)內(nèi)凹變形。出現(xiàn)內(nèi)凹變形。 薄部、表面：受壓應力薄部、表面：受壓應力 出現(xiàn)外凸變形。出現(xiàn)外凸變形。 為防止鑄件產(chǎn)生變形，除在鑄件設計時盡可能使鑄件壁厚為防止鑄件產(chǎn)生變形，除在鑄件設計時盡可能使鑄件壁厚 均勻、形狀對稱外，在鑄造

37、工藝上應采用同時凝固原則，以便冷均勻、形狀對稱外，在鑄造工藝上應采用同時凝固原則，以便冷 卻均勻。對于長而易變形的鑄件，還可采用卻均勻。對于長而易變形的鑄件，還可采用“反變形反變形”工藝。工藝。 * 第二章第二章 常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄件的生產(chǎn) 1.1.要求掌握鑄鐵的分類；要求掌握鑄鐵的分類； 2.2.基本掌握灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分、組織、性基本掌握灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分、組織、性 能、牌號及用途。能、牌號及用途。 * 第三章第三章 砂型鑄造砂型鑄造 機器造型機器造型 金屬型鑄造金屬型鑄造 熔模鑄造熔模鑄造 壓力鑄造壓力鑄造 低壓鑄造低壓鑄造 陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造 離

38、心鑄造離心鑄造 液態(tài)成型工藝液態(tài)成型工藝 砂型鑄造砂型鑄造 特種鑄造特種鑄造 整模造型整模造型 分模造型分模造型 三箱造型三箱造型 活塊造型活塊造型 挖砂造型挖砂造型 刮板造型刮板造型 手工造型手工造型 * 目的及要目的及要求求： 1.1.了解手工造型和機械造型的常用方法；了解手工造型和機械造型的常用方法； 2.2.了解澆注口、冒口按放方法；了解澆注口、冒口按放方法； 3. 3. 掌握澆注口位置、分型面的選擇原則并靈活運用。掌握澆注口位置、分型面的選擇原則并靈活運用。 重點及難點：重點及難點： 1.1.常用手工造型方法；常用手工造型方法； 2.2.澆注系統(tǒng)設計；澆注系統(tǒng)設計； 3.3.工藝條件

39、的確定。工藝條件的確定。 * 鑄造工藝圖的繪制鑄造工藝圖的繪制 分型面的選擇分型面的選擇 澆注位置的確定澆注位置的確定 工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)的確定 設計要點設計要點 鑄造工藝設計要點：鑄造工藝設計要點： * 鑄造工藝圖：鑄造工藝圖： 是在零件圖上用各種是在零件圖上用各種工藝符號工藝符號及及參數(shù)參數(shù)表表 示出鑄造工藝方案的圖形。是指導模樣設計示出鑄造工藝方案的圖形。是指導模樣設計 、生產(chǎn)準備、鑄型制造和鑄件檢驗的基本工、生產(chǎn)準備、鑄型制造和鑄件檢驗的基本工 藝文件。藝文件。 工藝圖包括：工藝圖包括： 澆注位置，鑄型分型面，型芯的數(shù)量、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，

40、冒口和冷鐵的尺形狀、尺寸及其固定方法，冒口和冷鐵的尺 寸和布置寸和布置, , 加工余量，收縮率，澆注系統(tǒng)，加工余量，收縮率，澆注系統(tǒng)， 起模斜度等。起模斜度等。 * 第一節(jié)第一節(jié) 造型方法的選擇造型方法的選擇 造型是砂型鑄造最基本的工序，造型方法的選擇是否合理，造型是砂型鑄造最基本的工序，造型方法的選擇是否合理， 對鑄件質量和成本有著重要的影響。有對鑄件質量和成本有著重要的影響。有手工手工和和機器造型機器造型方法。方法。 一、手工造型一、手工造型 手工造型用材料、工具及造型方法：手工造型用材料、工具及造型方法： 手工造型操作靈活，大小鑄件均可適應，它可采用各種模樣手工造型操作靈活，大小鑄件均可

41、適應，它可采用各種模樣 及型芯，通過及型芯，通過整模造型整模造型1 1，2 2、分模造型分模造型1 1，2 2、挖砂造型挖砂造型1 1，2 2、活活 塊造型塊造型1 1，2 2、刮板造型刮板造型1 1，2 2、三箱造型三箱造型1 1，2 2等方法制出外輪廓及等方法制出外輪廓及 內(nèi)型形狀復雜的鑄件。內(nèi)型形狀復雜的鑄件。 * 手工造型方案選定：手工造型方案選定： 主要根據(jù)鑄件幾何體形狀、安放位置等選擇主要根據(jù)鑄件幾何體形狀、安放位置等選擇分型面分型面和和造型方造型方 案案。 * 第二節(jié)第二節(jié) 澆注位置和分型面的選擇澆注位置和分型面的選擇 澆注位置：是指澆注時鑄型分型面所處的空間位置澆注位置：是指澆

42、注時鑄型分型面所處的空間位置( (上下上下) )。 鑄型分型面：是指鑄型中相互結合的組元間的結合面。鑄型分型面：是指鑄型中相互結合的組元間的結合面。 一、澆注位置選擇原則一、澆注位置選擇原則 （1 1）鑄件的重要加工面應朝下或側立。因鑄件的上表面容）鑄件的重要加工面應朝下或側立。因鑄件的上表面容 易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，組織也不如下表面致密；易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，組織也不如下表面致密； （2 2）鑄件的大平面應朝下。大平面朝上容易產(chǎn)生夾砂缺陷）鑄件的大平面應朝下。大平面朝上容易產(chǎn)生夾砂缺陷 ； （3 3）為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷，應將面）為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足

43、或冷隔缺陷，應將面 積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜的位置；積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜的位置； （4 4）對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應使厚的部分放在鑄型的上）對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應使厚的部分放在鑄型的上 部或側面，以便在鑄件厚壁處直接安置冒口部或側面，以便在鑄件厚壁處直接安置冒口, ,使之實現(xiàn)自下而上的使之實現(xiàn)自下而上的 定向凝固。定向凝固。 * 二、鑄型分型面的選擇原則二、鑄型分型面的選擇原則 鑄造工藝合理性的關鍵之一。鑄型分型面的選擇應能在保證鑄造工藝合理性的關鍵之一。鑄型分型面的選擇應能在保證 鑄件質量的前提下，盡量簡化工藝，節(jié)省人力物力。鑄件質量

44、的前提下，盡量簡化工藝，節(jié)省人力物力。 選擇原則選擇原則 應盡量使分型面是一個平直的面；應盡量使分型面是一個平直的面； 應盡量減少分型面的數(shù)量；應盡量減少分型面的數(shù)量； 應盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少；應盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少； 應使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱；應使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱； 應使鑄件的全部或大部分置入下箱；應使鑄件的全部或大部分置入下箱； 應保證模樣能順利的從鑄型中取出。應保證模樣能順利的從鑄型中取出。 * 第三節(jié)第三節(jié) 鑄件工藝參數(shù)的選擇鑄件工藝參數(shù)的選擇 鑄件工藝參數(shù)有鑄件工藝參數(shù)有- 機械加工余量；機械加工余量； 收縮率；收縮率； 拔模斜度；拔模斜度； 鑄造

45、圓角；鑄造圓角； 型芯及型芯頭。型芯及型芯頭。 工藝參數(shù)工藝參數(shù) * 第四章第四章 特種鑄造特種鑄造 是指與普通砂型鑄造顯著區(qū)別的一些鑄造方法。是指與普通砂型鑄造顯著區(qū)別的一些鑄造方法。 目的及要目的及要求求：1.1.了解特種鑄造工藝方法及應用；了解特種鑄造工藝方法及應用；2.2.掌握常用掌握常用 鑄造方法的優(yōu)缺點及適用范圍。鑄造方法的優(yōu)缺點及適用范圍。 重點及難點：重點及難點：1.1.熔模鑄造原理。熔模鑄造原理。2.2.常用鑄造方法的比較。常用鑄造方法的比較。 特種鑄造有：特種鑄造有： 特種鑄造特種鑄造 金屬型鑄造金屬型鑄造 離心鑄造離心鑄造 壓力鑄造壓力鑄造 熔模鑄造熔模鑄造 低壓鑄造低壓

46、鑄造 擠壓鑄造擠壓鑄造 陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造 * 第五章第五章 鑄件結構設計鑄件結構設計 目的及要目的及要求求： 1.1.掌握鑄造工藝對鑄件結構的要求；掌握鑄造工藝對鑄件結構的要求； 2.2.了解鑄件結構的合理與否對其質量與成本的影響。了解鑄件結構的合理與否對其質量與成本的影響。 3.3.掌握鑄件壁厚對鑄件質量的影響；掌握鑄件壁厚對鑄件質量的影響； 4.4.了解鑄件結構的合理與否對其性能的影響。了解鑄件結構的合理與否對其性能的影響。 重點及難點：重點及難點： 1.1.結構與鑄造工藝的關系；結構與鑄造工藝的關系； 2.2.結構與鑄件性能的關系。結構與鑄件性能的關系。 * 一、鑄件的外形一、鑄件的

47、外形 原則：外形設計應便于起模，簡化造型工藝。原則：外形設計應便于起模，簡化造型工藝。 1 1、盡量避免鑄件起模方向存有外部側凹，以便起模。、盡量避免鑄件起模方向存有外部側凹，以便起模。 * 3. 3. 凸臺、筋條的設置應便于起模凸臺、筋條的設置應便于起模 2. 2. 分型面應盡量平直分型面應盡量平直 - - 需要挖砂造型，否則不能起模。需要挖砂造型，否則不能起模。 * 二、鑄件的結構斜度二、鑄件的結構斜度 注意與拔模斜度的區(qū)別：注意與拔模斜度的區(qū)別： 拔模斜度：拔模斜度：是在制定鑄造工藝時是在制定鑄造工藝時 ，為了拔模方便而加上去的，一般要，為了拔模方便而加上去的，一般要 切削掉。切削掉。

48、而而結構斜度：結構斜度：是在設計時加上去是在設計時加上去 的，不再被加工掉。的，不再被加工掉。 鑄件上垂直于分型面的不加工表鑄件上垂直于分型面的不加工表 面，最好具有結構斜度。面，最好具有結構斜度。 * 三、鑄件內(nèi)腔的設計三、鑄件內(nèi)腔的設計 原則：減少型芯數(shù)量，利于型芯的固定、排氣和清理。原則：減少型芯數(shù)量，利于型芯的固定、排氣和清理。 作用：防止偏芯、氣孔等缺陷的產(chǎn)生；簡化造型工藝，降低作用：防止偏芯、氣孔等缺陷的產(chǎn)生；簡化造型工藝，降低 成本。成本。 1. 1. 盡量節(jié)省型芯，避免不必要的型芯盡量節(jié)省型芯，避免不必要的型芯 * 金屬的塑性變形金屬的塑性變形 鍛鍛 造造 板料沖壓板料沖壓 *

49、 學習目的及要求學習目的及要求： 1.1.了解變形機理；了解變形機理； 2.2.掌握金屬常溫下塑性變形時組織性能變化；掌握金屬常溫下塑性變形時組織性能變化； 3.3.掌握加工硬化現(xiàn)象的利與弊及如何消除；掌握加工硬化現(xiàn)象的利與弊及如何消除； 4.4.了解影響可鍛性的因素。了解影響可鍛性的因素。 重點及難點：重點及難點： 1.1.加工硬化、再結晶；加工硬化、再結晶； 2.2.纖維組織。纖維組織。 * 冷變形強化（加工硬化）：冷變形強化（加工硬化）： 金屬的力學性能隨其內(nèi)部組織變化而發(fā)生明顯變化。金屬的力學性能隨其內(nèi)部組織變化而發(fā)生明顯變化。 變形變形，金屬的強度及硬度，金屬的強度及硬度而塑性和韌性

50、而塑性和韌性。這種現(xiàn)象稱。這種現(xiàn)象稱 為為冷變形強化冷變形強化，又稱，又稱加工硬化加工硬化。 金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，內(nèi)部組織和性能將發(fā)生兩種金屬在常溫下經(jīng)過塑性變形后，內(nèi)部組織和性能將發(fā)生兩種 變化：變化： 1 1、組織變化：、組織變化： 晶粒沿最大變形的方向伸長；晶粒沿最大變形的方向伸長； 晶格與晶粒發(fā)生扭曲；晶格與晶粒發(fā)生扭曲； 晶粒間產(chǎn)生碎晶。晶粒間產(chǎn)生碎晶。 2 2、性能變化、性能變化 是隨變形程度的增加，強度、硬是隨變形程度的增加，強度、硬 度增加，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。度增加，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 * 金屬的可鍛性金屬的可鍛性 金屬的可鍛性：是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲

51、得優(yōu)質制品金屬的可鍛性：是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質制品 難易程度的工藝性能。難易程度的工藝性能。 一、金屬的本質（內(nèi)因）一、金屬的本質（內(nèi)因） 1 1、化學成分的影響、化學成分的影響 一般情況下，純金屬的可鍛性比合金好；碳鋼一般情況下，純金屬的可鍛性比合金好；碳鋼C%C% ，可鍛性可鍛性 ；鋼中含有形成碳化物的元素（鉻、鉬、鎢、釩）時，；鋼中含有形成碳化物的元素（鉻、鉬、鎢、釩）時，可鍛性可鍛性 可鍛性常用金屬的可鍛性常用金屬的塑性塑性( ( ) )和和變形抗力變形抗力( ( y y) )綜合評定。綜合評定。 , , y y 可鍛性可鍛性 ，反之差。，反之差。 變形抗力變形抗力( (

52、y y) )：指在壓力加工過程中變形金屬作用于施壓：指在壓力加工過程中變形金屬作用于施壓 工具表面單位面積上的壓力。工具表面單位面積上的壓力。 y y，變型中所消耗的能量，變型中所消耗的能量。 可知，金屬的可鍛性取決于金屬的本質和加工條件?？芍?，金屬的可鍛性取決于金屬的本質和加工條件。 2 2、金屬組織的影響、金屬組織的影響 純金屬及固溶體的可鍛性好，而碳化物的可鍛性差。純金屬及固溶體的可鍛性好，而碳化物的可鍛性差。 * 變形溫度變形溫度 ，, , y y ，可鍛性可鍛性 （但不能過燒）。（但不能過燒）。 二、加工條件（外因）二、加工條件（外因） 1 1、變形溫度的影響、變形溫度的影響 提高金

53、屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施，并提高金屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施，并 對生產(chǎn)、產(chǎn)品質量及金屬的有效利用等均有極大的影響。對生產(chǎn)、產(chǎn)品質量及金屬的有效利用等均有極大的影響。 2 2、變形速度的影響、變形速度的影響 變形速度：變形速度： 即單位時間的變形速度。它對可鍛性的影響是矛盾的。即單位時間的變形速度。它對可鍛性的影響是矛盾的。 * 學習目的及要求學習目的及要求： 1.1.基本掌握自由鍛造主要幾種工序的定義和應用；基本掌握自由鍛造主要幾種工序的定義和應用； 2.2.能合理地確立鍛造零件的結構工藝性；能合理地確立鍛造零件的結構工藝性； 3.3.了解自由鍛造工藝規(guī)程的

54、編制，錘上模鍛、胎模鍛造工藝了解自由鍛造工藝規(guī)程的編制，錘上模鍛、胎模鍛造工藝 方法。方法。 重點及難點：重點及難點： 1.1.鍛造方法；鍛造方法； 2.2.鍛件結構工藝性。鍛件結構工藝性。 鍛造鍛造概念：概念： 利用沖擊力或壓力使金屬在利用沖擊力或壓力使金屬在抵鐵間抵鐵間或或鍛模鍛模中變形，從而獲得中變形，從而獲得 所需形狀和尺寸的鍛件的工藝方法。所需形狀和尺寸的鍛件的工藝方法。 * 第一節(jié)第一節(jié) 鍛造方法鍛造方法 自由鍛和模鍛兩種方法：自由鍛和模鍛兩種方法： 一、自由鍛一、自由鍛 利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵之間產(chǎn)生變形，從利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵之間產(chǎn)生變形，從 而獲

55、得所需形狀及尺寸的鍛件。而獲得所需形狀及尺寸的鍛件。 金屬坯料變形時，沿變形方向金屬坯料變形時，沿變形方向 可以自由流動，不受限制?？梢宰杂闪鲃樱皇芟拗?。視頻視頻。 自由鍛的工具和設備：自由鍛的工具和設備：視頻視頻。鍛造加熱設備。鍛造加熱設備: :視頻視頻。 1 1、自由鍛工序：、自由鍛工序： 分基本工序、輔助工序和精整工序三大類。分基本工序、輔助工序和精整工序三大類。 1 1）基本工序：）基本工序： 使金屬坯料實現(xiàn)主要的變型要求，達到或基本達到鍛件所需使金屬坯料實現(xiàn)主要的變型要求，達到或基本達到鍛件所需 形狀和尺寸的工序。主要有以下基本工序：形狀和尺寸的工序。主要有以下基本工序： * 鐓粗

56、鐓粗：使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。用盤套類。：使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。用盤套類。 動畫演示動畫演示。 拔長拔長：使坯料橫截面積小、長度增大的工序。用于軸、桿類：使坯料橫截面積小、長度增大的工序。用于軸、桿類 。有整體和局部鐓粗。有整體和局部鐓粗。動畫演示動畫演示。 沖孔沖孔：使坯料具有通孔或盲孔的工序。：使坯料具有通孔或盲孔的工序。 彎曲彎曲：使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。：使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。 扭轉扭轉：使坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉一定角：使坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉一定角 度的工序。度的工序。 錯移錯移：使坯料的一部分相對于另一部分平移

57、錯開的工序，是：使坯料的一部分相對于另一部分平移錯開的工序，是 生產(chǎn)曲拐或曲軸類鍛件必須的工序。生產(chǎn)曲拐或曲軸類鍛件必須的工序。 切割切割：是分隔坯料或去除鍛件余量的工序。：是分隔坯料或去除鍛件余量的工序。 自由鍛的基本工序：自由鍛的基本工序：視頻視頻。 2 2）輔助工序：是指基本工序之前的工序。如壓鉗口、倒稜、）輔助工序：是指基本工序之前的工序。如壓鉗口、倒稜、 壓肩等。壓肩等。 3 3）精整工序：是在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及）精整工序：是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。位置精度的工序。 * 二、模鍛二、模鍛 模鍛是使金屬坯料在沖擊力或壓力作用下，在模鍛是

58、使金屬坯料在沖擊力或壓力作用下，在鍛模模膛鍛模模膛內(nèi)變內(nèi)變 形，從而獲得鍛件的工藝方法。形，從而獲得鍛件的工藝方法。 特點：金屬在模膛內(nèi)變形，因而模鍛生產(chǎn)的鍛件尺寸精確特點：金屬在模膛內(nèi)變形，因而模鍛生產(chǎn)的鍛件尺寸精確 、加工余量較小、結構可以復雜，而且生產(chǎn)率高。、加工余量較小、結構可以復雜，而且生產(chǎn)率高。 模鍛分類：模鍛分類： 按使用設備不同分按使用設備不同分- -錘上模鍛、曲柄壓力機上模鍛、摩擦壓力錘上模鍛、曲柄壓力機上模鍛、摩擦壓力 機上模鍛、胎膜鍛等。機上模鍛、胎膜鍛等。 1 1、錘上模鍛、錘上模鍛 錘上模鍛所用設備為鍛模錘，沖擊力使金屬變形。錘上模鍛所用設備為鍛模錘，沖擊力使金屬變形

59、。 模膛根據(jù)其功用的不同分：模膛根據(jù)其功用的不同分：模鍛模膛和制坯模膛模鍛模膛和制坯模膛兩種。兩種。 1 1）模鍛模膛：）模鍛模膛： 有終鍛模膛和預斷模膛。有終鍛模膛和預斷模膛。 1.1.終鍛模膛：終鍛模膛：使坯料最終成形的模膛。使坯料最終成形的模膛。 2.2.預斷模膛：預斷模膛：使坯料預變形，以接近鍛件尺寸的模膛。終鍛使坯料預變形，以接近鍛件尺寸的模膛。終鍛 時，金屬容易充滿終鍛模膛。時，金屬容易充滿終鍛模膛。 * 2 2）制坯模膛：）制坯模膛： 對于形狀復雜的模鍛件，使坯料形狀基本接近于模鍛件形狀對于形狀復雜的模鍛件，使坯料形狀基本接近于模鍛件形狀 使金屬能合理分布和很好地充滿模鍛模膛，就

60、必須預先在使金屬能合理分布和很好地充滿模鍛模膛，就必須預先在 制坯模膛內(nèi)制坯。制坯模膛內(nèi)制坯。制坯模膛有以下幾種：制坯模膛有以下幾種： 1.1.拔長模膛：拔長模膛： 用來減小坯料某部分的橫截面積，以增加該部部分的長度。用來減小坯料某部分的橫截面積，以增加該部部分的長度。 有開式和閉式。坯料除有開式和閉式。坯料除向前送進向前送進外并需不斷翻轉。外并需不斷翻轉。 2.2.滾壓模膛：滾壓模膛： 在坯料長度基本不變，減小坯料某部分的橫截面積，以增大在坯料長度基本不變，減小坯料某部分的橫截面積，以增大 另一部分的橫截面積。需不斷翻轉坯料，但另一部分的橫截面積。需不斷翻轉坯料，但不作送進運動不作送進運動。