材料成型工藝筆記

鑄造合金1:鑄鐵的分類:根據(jù)碳在鑄鐵組織中存在形式和石墨的形狀不同，可分為1）白口鑄鐵一完全按照Fe-Fe3C相圖進(jìn)行結(jié)晶而得到的鑄鐵。其中碳全部以滲碳體形式存在，斷口呈銀白色。2）灰口鑄鐵一碳主要以片狀石墨形狀存在，斷口為暗灰色，常見鑄鐵件多數(shù)是灰口鑄鐵。3）球墨鑄鐵一碳大部分或全部以球狀石墨形式存在。4）可鍛鑄鐵一碳大部分或全部以團(tuán)狀石墨形式存在，由于塑性和韌性高于灰口鑄鐵，名為可鍛，實不可鍛。5）蠕墨鑄鐵一碳以蠕蟲狀石墨形式存在，介于片狀和球狀石墨之間。根據(jù)鑄鐵的化學(xué)成分1）普通鑄鐵2）合金鑄鐵（加入一些合金元素，如Cr、Cu、Al、B等。2影響石墨化的因素:1）化學(xué)成分的影響C、Si強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化2）S強(qiáng)烈阻礙石墨化3）Mn——阻礙石墨化4）P——微弱促進(jìn)石墨化冷卻速度:冷速慢一促進(jìn)石墨化。易得到灰口組織:冷速快f抑制石墨化。原子來不急擴(kuò)散，G難以進(jìn)行,易白口組織?；诣T鐵性能：抗壓不抗拉；耐磨、消振性好；缺口敏感性低、切削加工性好等。牌號：用“HT+數(shù)字”表示?！癏T”表示“灰鐵”，后面的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。如HT150、HT250等。球墨鑄鐵性能：突出特點是屈強(qiáng)比（0.2/b）高。良好的抗拉強(qiáng)度，塑性、韌性、鑄造性、可切削加工性等?？蔁崽幚砘Ｅ铺枺河谩癚T+數(shù)字-數(shù)字”表示。其中“QT”表示球鐵的漢語拼音字頭，其后兩組數(shù)值表示最低抗拉強(qiáng)度極限和最低延伸率。如QT400-18。可鍛鑄鐵性能：介于灰鑄鐵和球鐵之間，具有較高的強(qiáng)度，以及較好的塑性和韌性。名為可鍛，實不可鍛。牌號：用“KT+H、Z+三位數(shù)字+二位數(shù)字”表示，H代表“黑心可鍛鑄鐵”，Z代表珠光體可鍛鑄鐵，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度（Mpa）和最低延伸率（%）。如KTH300-06。鑄鋼定義：具有適當(dāng)?shù)蔫T造性能，用于生產(chǎn)鑄件的鋼材稱為（或為含碳量0.2%?0.60%之間）。分類：按化學(xué)成分可分為鑄造碳鋼和鑄造合金鋼。（1）鑄造碳鋼1）牌號：用“ZG+數(shù)字-數(shù)字”表示。ZG為鑄鋼的漢語拼音字頭，兩組數(shù)字分別表示屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。如ZG200-400O2）分類按含碳量：低碳鑄鋼（＜0.25%）z中碳鑄鋼（0.25--0.45%）高碳鑄鋼（0.5--0.6%）（2）鑄造合金鋼1）牌號：用“ZG+兩位數(shù)字+元素符號+數(shù)字”表示，兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)，數(shù)字表示元素含量的百分?jǐn)?shù)。如ZG40Cro2）分類：低合金鑄鋼（《3.5%）高合金鑄鋼（》10%）鑄造鋁合金牌號：ZL***:Z——鑄造鋁合金*——表示合金系列1為Al—Si：2為Al—Cu;3為Al—Mg；4為Al一Zn**表示合金順序號例如：ZL102表示第2號鋁硅鑄造鋁合金.ZL405表示第5號鋁鋅鑄造鋁合金.鑄造鋁合金分類：Al—Si系鑄造鋁合金（ZL102），ZL102常用.Al—Cu系鑄造鋁合金ZL201，ZL202，ZL203常用，Al—Mg系鑄造鋁合金ZL301，ZL302,Al—Zn合金（ZL401、ZL402）變形鋁合金：分類：防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金、鍛鋁合金。11粉末壓制成型定義：用金屬粉末做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造各種零件和產(chǎn)品的方法。特點①能夠生產(chǎn)出其他方法不能或很難制造的制品。如：鎢絲、硬質(zhì)合金、磁性材料等②材料的利用率很高③粉末價格較高，設(shè)備和模具投資較大，因此適宜于大批量生產(chǎn)的零件。應(yīng)用：現(xiàn)代汽車、飛機(jī)、儀器儀表、航空航天等工業(yè)中，需要許多具有特殊性能的材料或在特殊工作條件下的零部件。12--粉末冶金的主要工序（1）.粉末的制備主要有：礦物還原法，霧化法，機(jī)械粉碎法等。（2）.壓制：目的：將松散的粉料制成具有一定形狀，尺寸的壓坯。方法：鋼模壓制、流體等靜壓制、三向壓制、粉末鍛造、擠壓、振動壓制等（3）.燒結(jié)：目的：使型坯獲得一定的物理與機(jī)械性能的工序燒結(jié)規(guī)范：①燒結(jié)溫度：T燒=（2/3?3/4）T熔。②保溫時間：時間太短，不利于成分、組分均勻化；保溫時間過長，易造成晶粒粗大等缺點。③保護(hù)氣氛：在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)分類：①固相燒結(jié)：燒結(jié)過程中各組元均不形成液相。②液相燒結(jié)：燒結(jié)時部分組元形成液相。制品強(qiáng)度高（4）.燒結(jié)后的其他處理或加工1）熔滲：把低熔點金屬或合金滲入到多孔燒結(jié)制品孔隙中2）復(fù)壓：燒結(jié)后粉末壓制件再放到壓形模中壓一次3）粉末金屬鍛造：先用粉末冶金法制成形坯，然后將形坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件。4）精壓：進(jìn)一步提高制品的密度、強(qiáng)度。5）其他后續(xù)處理：如含油軸承浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，熱處理等。硬質(zhì)合金13.普通硬質(zhì)合金鎢鉆類硬質(zhì)合金：組成：由WC和Co組成牌號：YG+數(shù)字。數(shù)字一鉆的含量。如YG6應(yīng)用：適宜制作切削脆性材料的刀具，如切削鑄鐵、電木等鎢鈦鉆類硬質(zhì)合金：組成：由WC、TiC和Co組成。牌號:YT+數(shù)字。數(shù)字一TiC的含量。如YT15。應(yīng)用：適宜制作切削高韌度鋼材的刀具14通用硬質(zhì)合金（萬能硬質(zhì)合金）組成：添加TaC或NbC取代部分TiC牌號：YW+數(shù)字。數(shù)字一順序號，舉例：YW1。應(yīng)用：制作刀具用于加工不銹鋼、高錳鋼等難加工的材料15.高分子化合物的分類及命名按性能和用途分：塑料、橡膠、纖維塑料的組成：合成樹脂一主要成分，起決定性作用；添加劑一輔助成分，改善塑料某些性能。塑料的分類及用途：按受熱時行為：熱塑性塑料、熱固性塑料1）熱塑性塑料特點：加熱時變軟，冷卻后變硬，可反復(fù)成形。一般結(jié)構(gòu)用塑料：聚乙烯（PE）:結(jié)構(gòu)最簡單的塑料。無毒。應(yīng)用：化工用管道，承載小的齒輪、軸承；瓶、食品包裝、保溫瓶殼、茶杯、奶瓶等。聚氯乙烯（PVC）:第一種熱塑性的全能塑料。性能：強(qiáng)度、硬度高，絕緣性和耐蝕性好，但熱穩(wěn)定性，一般在-15?60。。使用。有毒。應(yīng)用：適用于如輸油管、容器、閥門管件等耐蝕結(jié)構(gòu)件及桌布，化妝品的硬質(zhì)外包裝，電線絕緣護(hù)套等聚苯乙烯（PS）：最鮮艷且成形性特好的塑料。特點：極易染成鮮艷顏色、透明度好，電絕緣性好，脆性大，戶外長期使用易變黃變脆。應(yīng)用：各類電器配件、殼體、燈罩、建筑廣告裝飾板、磁帶盒、筆桿、飯盒等。聚丙烯（PP）：最輕且價廉的塑料。性能：力學(xué)性能、耐熱性（150°C）最高，密度最低，但低溫脆性大。無毒無味。應(yīng)用：電視機(jī)、電扇等殼體等；微波爐餐具、椅子、安全帽；PP膜可作香煙等。熱塑性聚酯（PET）：每天接觸的塑料。性能：PET膜拉伸強(qiáng)度很高，但耐熱性不高。應(yīng)用：主要用于各種食品、藥品、精密儀器的高檔包裝、錄音帶、光盤、磁卡等；各種飲料瓶、礦泉水瓶等。摩擦傳動零件用塑料：聚酰胺（PA）：強(qiáng)韌、耐磨耐油。性能：優(yōu)良的耐磨性、減摩性和自潤滑性、耐油性。應(yīng)用：機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用廣泛，如軸承、齒輪、凸輪等。拉鏈、打火機(jī)殼、頭盔、球拍線、輸血管等。聚四氟乙烯（PTFE）（F-4）:俗稱“塑料王”。性能：最優(yōu)良的耐高、低溫性能（-260?250°C）,幾乎不受任何化學(xué)品腐蝕；無味、無毒、不燃，有良好的生物相容性及抗血栓性。應(yīng)用：不粘鍋涂層、管道密封用生料帶等。醫(yī)用材料中人造血管、人工心臟等。2）熱固性塑料特點：熱固性塑料加熱軟化，冷卻后堅硬，能再成形。酚醛塑料（PF）：俗稱“電木”。合成塑料的鼻祖性能：耐磨、絕緣性好、耐熱性好，但性脆。有毒。應(yīng)用：電話機(jī)殼、開關(guān)、插座、紐扣、剎車片、齒輪等18.橡膠按原料來源分類:天然橡膠、合成橡膠按應(yīng)用范圍分類：通用橡膠、特種橡膠（1）天然橡膠（NR）:最早應(yīng)用的橡膠。特點：強(qiáng)度高；彈性、耐磨性、耐寒性、防水性、絕緣性好等，但耐熱、耐油及耐老化性差。應(yīng)用：各類輪胎、膠帶、膠鞋、氣球及醫(yī)療衛(wèi)生品等。（2）通用合成橡膠1）丁苯橡膠（SBR）：產(chǎn)量最大的合成橡膠。特點：耐磨性、耐熱性、耐老化性好，價格便宜。應(yīng)用：制造輪胎、膠帶、膠管及生活用品。2）順丁橡膠（BR）：彈性最好。特點：彈性、耐磨性、耐熱性、耐寒性均優(yōu)于天然橡膠，是制造輪胎的優(yōu)良材料。缺點強(qiáng)度較低。應(yīng)用：制造輪胎、三角帶、橡膠彈簧、鞋底等。3）氯丁橡膠（CR）：“萬能”橡膠。特點：耐油性、耐磨性、耐熱性、耐老化均優(yōu)于天然橡膠。應(yīng)用：耐老化的電線電纜絕緣層、耐油耐蝕的膠管、輸送帶、礦井用橡膠制品等。（3）特種合成橡膠1）丁腈橡膠。特點：優(yōu)異的耐油性著稱，耐磨性也高。應(yīng)用：用于油桶、輸油管、手套等。2）硅橡膠。特點：耐高溫和低溫。缺點強(qiáng)度和耐磨性差，價格較貴應(yīng)用：主要用于飛機(jī)和宇航中的密封件等。3）氟橡膠。特點：最耐腐蝕，其缺點是價格昂貴、耐寒性差。應(yīng)用：用于高級密封件及火箭、導(dǎo)彈的密封墊圈等。塑料成型方法注射成型：又稱注射模塑或注塑成型，是熱塑性塑料制品的主要成型方法。特點：一次成型外形復(fù)雜，尺寸精確和帶有金屬嵌件的制品擠出成型：又叫擠塑、擠壓。原理：借助螺桿和柱塞擠壓作用，使塑化均勻的塑料強(qiáng)行通過?？诙鴶D壓出各種型材的成型方法.模壓成型：又稱壓縮成型、壓塑成型、壓制成型等，主要用于熱固性塑料的成型?；驹恚簩⒎蹱?、粒狀或纖維狀固態(tài)塑料，置于成型溫度下的模具型腔中，然后閉模加壓，使其成型、固化。吹塑成型：把熔融狀態(tài)的塑料坯料置于模具型腔內(nèi)，借助于壓縮空氣吹脹冷卻而得到一定形狀的中空塑料制品。應(yīng)用：中空壁薄件和薄膜等。橡膠成型方法壓延成形：將物料通過一組以上兩個相向旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙，獲得連續(xù)片材的方法。原材料：聚氯乙烯、橡膠等。產(chǎn)品：薄膜、片材、人造革和其他涂層制品等擠出成形：使橡膠在擠出機(jī)機(jī)筒及螺桿的相互作用下，受到剪切、混合和擠壓作用下熔融成為黏流態(tài)，在一定壓力和溫度下通過機(jī)頭口模成形出一定尺寸的制品。陶瓷材料的性能力學(xué)性能：彈性模量高、高硬度、塑韌性低等。物化學(xué)性能：熔點高、導(dǎo)熱性差、化學(xué)穩(wěn)定性高，絕緣性好等。常用陶瓷及應(yīng)用（1）普通陶瓷普通日用陶瓷：作日用器皿和瓷器。按用途分為:建筑衛(wèi)生瓷、化學(xué)化工瓷、電工瓷、（2）特種陶瓷定義：是以人工化合物為原料制成，如氧化物等。應(yīng)用：用于化工、冶金、機(jī)械、電子等和一些新技術(shù)中。23、陶瓷材料成型：可塑成型法原理：坯料中加入水或細(xì)化劑，使其具有良好塑性，通過手工或機(jī)械成型。分類：有滾壓成型、塑壓成型、注射成型，旋壓成型等（1）滾壓成形陽模滾壓（外滾壓）：扁平狀、寬口器皿、坯體內(nèi)表面有花紋件陰模滾壓（內(nèi)滾壓）：口徑小而深制品（2）塑壓成形特點：致密度高；但石膏模壽命短。應(yīng)用：適于成形各種異型盤碟類制品；（3）注射成形應(yīng)用：適于形狀復(fù)雜、壁?。?.6mm）、帶側(cè)孔制品（如汽輪機(jī)陶瓷葉片等）的大批量生產(chǎn)注漿法原理：原理：將陶瓷懸浮料漿注入多孔質(zhì)模型內(nèi)，借助模型的吸水能力將料漿中的水吸出，從而在模型內(nèi)形成坯體。分類：一般注漿法、熱壓注成形法和流延法等。應(yīng)用：適于制造大型厚胎、薄壁、形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品（1）一般注漿法空心注漿（單面注漿）：小件、薄壁產(chǎn)品。實心注漿（雙面注漿）：大型、壁厚件。熱壓鑄成型原理：將陶瓷細(xì)粉與熔化的蠟料粘合劑加熱攪拌成蠟漿，在熱壓注機(jī)中用壓縮空氣將蠟漿注滿金屬?？涨?，冷凝形成坯體，再脫模取件。復(fù)合材料及其成型定義：是兩種或兩種以上不同化學(xué)成分或組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，通過一定的工藝方法人工合成的多相固體材料。分類：按基體類型：屬基復(fù)合材料、高分子基復(fù)合材料、瓷基復(fù)合材料按增強(qiáng)相的形態(tài):顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料.性能：1）.比強(qiáng)度和比模量高。2）.抗疲勞性能好。3.）減振性能良好。4）.高溫性能好。5）.斷裂安全性高。缺點：1）.各向異性。2）.沖擊韌性低。3）.易老化。4）.成本高。25..常用復(fù)合材料：（1）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1）玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（2）碳纖維（石墨纖維）增強(qiáng)復(fù)合材料（2）.顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料（2層疊復(fù)合材料復(fù)合材料成型（1）手糊成型法原理：用手工或在機(jī)械輔助下將增強(qiáng)材料和熱固性樹脂鋪覆在模具上，樹脂固化形成復(fù)合材料的方法。應(yīng)用：使用要求不高的大型制件。如船體、大口直徑管道等（2）噴射成型法原理：利用噴槍將短纖維及樹脂同時噴到模具上，壓實固化成制件的工藝方法。應(yīng)用：制造船體、浴盆、汽車車身等3）拉擠成型法原理：將浸漬了樹脂膠液的連續(xù)纖維，通過成型模具，并加熱固化成型，在拉力作用下，連續(xù)拉拔出型材制品。鑄造合金鑄造合金：用于生產(chǎn)鑄件的那一部分金屬材料常用：鑄鐵、鑄鋼、鑄造有色合金鑄造性能:合金在鑄造生產(chǎn)中所表現(xiàn)出來的性能。有合金流動性、收縮性、合金的凝固28鑄造合金流動性及試驗方法流動性：熔融金屬本身的流動能力。試驗方法：螺旋形試樣法。.流動性對鑄件質(zhì)量的影響改善金屬的流動性有利于形成薄壁復(fù)雜的鑄件排除內(nèi)部夾雜物和氣體加快凝固中液體的補縮影響合金流動性的因素：（1）化學(xué)成分:純金屬、共晶合金流動性好（恒溫下結(jié)晶）。亞、過共晶合金流動性差（在一定溫度范圍內(nèi)結(jié)晶）。（2）充型條件（3）澆注溫度一般，T澆f，流動性f，超過某一界限后，合金吸氣多，氧化嚴(yán)重，流動性I。T澆：鑄鋼1520?1620°C；鑄鐵1230?1450°C；鋁合金680?780C。合金的收縮性合金的凝固定義：鑄型中的合金從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程凝固條件：只有當(dāng)體系所處的溫度低于熔點溫度（液相線溫度）Tm時，才能發(fā)生。凝固過程：晶核的形成及晶體的長大。凝固方式：逐層凝固，糊狀凝固和中間凝固。逐層凝固：純金屬或共晶成分合金，凝固過程中液固界限清楚分開。常見有灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)純銅、工業(yè)純鋁等。糊狀凝固：合金結(jié)晶溫度范圍很寬，液固并存，先呈糊狀而后固化。常見有球墨鑄鐵、高碳鋼等合金。中間凝固：介于逐層凝固和糊狀凝固之間。常見有中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等。31.合金的收縮定義：凝固和冷卻過程中，體積和尺寸減少的現(xiàn)象。分類：液態(tài)收縮：產(chǎn)生縮孔；凝固收縮：產(chǎn)生縮孔、縮松；固態(tài)收縮：產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、裂紋和變形影響收縮的因素：化學(xué)成分：化學(xué)成分不同，收縮率不同。在常用鑄造合金中鑄剛的收縮最大，灰鑄鐵最小。澆注溫度:澆注溫度f，收縮率f。鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件：型腔形狀復(fù)雜或結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，鑄件會因收縮受阻f鑄造應(yīng)力f裂紋。收縮性對鑄件質(zhì)量的影響：收縮率I：尺寸愈精確、組織愈致密；收縮率f：易產(chǎn)生鑄造缺陷。收縮導(dǎo)致的鑄件缺陷（1）縮孔和縮松縮孔：凝固過程中，由于補縮不良產(chǎn)生的孔洞部位:鑄件上部或最后凝固的部位。特征：倒錐形，內(nèi)表面不光滑。原因：體積減小得不到液態(tài)金屬的補充條件：逐層凝固?？s松：鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細(xì)小的縮孔。部位：鑄件的軸線區(qū)域、厚大部位或澆口附近。特征：細(xì)小的空洞。原因：凝固區(qū)域被分割成許多孤立熔池，收縮得不到補充。條件：糊狀凝固。危害：顯著降低鑄件的機(jī)械性能，造成鑄件滲漏等。防止措施：定向凝固（順序凝固）定向凝固：使遠(yuǎn)離冒口部位最先凝固，而后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。主要措施：安放“冒口”或“冷鐵”。冒口：在鑄型內(nèi)儲存供補縮鑄件用熔融金屬的空腔。作用是補縮、出氣、集渣、觀察。冷鐵：在鑄型中安放的金屬物或其他激冷物。（2）鑄造應(yīng)力鑄件凝固冷卻過程中，若收縮受阻，則會產(chǎn)生鑄造應(yīng)力。它是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。包括機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力、相變應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力：固態(tài)收縮時，因受到鑄型、型芯等外力阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。是暫時的。與熱應(yīng)力同時作用時，鑄件將產(chǎn)生裂紋。相變應(yīng)力：鑄件冷卻過程中，有的合金要經(jīng)歷固態(tài)相變，比容發(fā)生變化。熱應(yīng)力產(chǎn)生原因：鑄件產(chǎn)生熱應(yīng)力與變形的規(guī)律：①薄壁：冷得快，受壓應(yīng)力（凸出）；②厚壁：冷得慢，受拉應(yīng)力（凹進(jìn)）。（3）變形：指鑄件的尺寸與圖樣不符的現(xiàn)象。原因：鑄造應(yīng)力超過鑄件材料的屈服極限時，產(chǎn)生變形規(guī)律：厚大受拉易內(nèi)凹；薄外受壓易外凸。變形的防止與消除壁厚設(shè)計均勻、形狀對稱；鑄造工藝上用“同時凝固原則”；細(xì)長易變形件運用“反變形法”；重要件人工時效（去應(yīng)力退火）加自然時效。（4）裂紋：鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬材料抗拉強(qiáng)度的產(chǎn)物。分類：根據(jù)產(chǎn)生溫度的不同，分為熱裂和冷裂。熱裂：高溫下形成的裂縫。鑄鋼件和鋁合金常見缺陷。特征：外形形狀曲折而不規(guī)則，斷口呈氧化色。防止措施:a.合理設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)；b.改善鑄型和型芯的退讓性；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。冷裂：低溫形成的裂紋。特征：外形呈連續(xù)直線狀或圓滑曲線狀，斷口具有金屬光澤原因：出現(xiàn)在復(fù)雜鑄件受拉應(yīng)力部位，特別是應(yīng)力集中處防止措施: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。防止和減小鑄造應(yīng)力的措施:盡量使鑄件形狀簡單、對稱、壁厚均勻同時凝固原則：心部會產(chǎn)生縮孔和縮松，用于灰鑄鐵和錫青銅?？刹捎脮r效等方法消除。時效處理可分為自然時效和人工時效。盡量選用線收縮率小、彈性模量小的合金。鑄造工藝設(shè)計定義：依據(jù)鑄件技術(shù)要求，生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪制鑄件工藝圖和鑄件圖等技術(shù)文件過程。澆注位置的選擇定義：澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置。澆注位置選擇原則：保證質(zhì)量重要的加工面應(yīng)朝下，避免砂眼氣孔和夾渣。厚大部分在上或側(cè)面；考慮安放冒口利補縮平板圓盤大面應(yīng)朝下，減少輻射防開裂夾渣。薄壁大面朝下或垂直，防止產(chǎn)生澆不足冷隔。40.分型面的選擇分型面：鑄型間相互接觸的表面。選擇原則：簡化工藝求經(jīng)濟(jì)。盡量平直數(shù)量少,且選擇最大截面處，減少活塊用型芯全部大部同一箱，保證精度利加工澆注位置與分型面的關(guān)系在保障質(zhì)量前提下，先選澆注位置、再選分型面。在考慮經(jīng)濟(jì)性和加工條件下，先選分型面，再選澆注位置。在實際中，具體問題具體分析，抓主要矛盾，次要矛盾從工藝措施方面解決。平做立澆。41.確定鑄造工藝參數(shù)1）加工余量定義：指鑄件上預(yù)先增加為機(jī)械加工時切去的金屬層厚度。加工余量必須認(rèn)真選?。河嗔窟^大，切削加工費工，且浪費金屬材料；余量過小，制品會因殘留黑皮而報廢。單件、小批生產(chǎn)的小鑄鐵件的加工余量為4.5?5.5mm。2）鑄件的孔、槽要考慮鑄出的可能性、必要性和經(jīng)濟(jì)性。一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機(jī)加工完成。單件、小批生產(chǎn)的小鑄鐵件上直徑小于30mm的孔一般不鑄出。3）起模斜度定義：指平行于起模方向的模樣壁的斜度。4）鑄造收縮率定義：指鑄件自高溫冷卻至室溫時，尺寸的縮小值與鑄件名義尺寸的百分比。5）鑄造圓角定義：指設(shè)計鑄件時，在璧間的連接和拐角處，應(yīng)設(shè)計處圓弧過渡，此圓弧稱為鑄造圓角。作用：可避免熱節(jié)形成；改善應(yīng)力分布；避免砂型損壞和產(chǎn)生砂眼。6）型芯頭型芯：功用是形成鑄件內(nèi)腔，孔洞和阻礙起模部分的外形。芯頭：指伸出鑄件以外不與金屬液接觸的砂芯部分，其功用是定位、支撐和排氣。42.鑄件結(jié)構(gòu)工藝性定義：滿足使用要求前提下，鑄造成形可行性和經(jīng)濟(jì)性?？偟脑瓌t：保證質(zhì)量、降低成本、條件可能。43..鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求（1）外形設(shè)計外形力求簡單、平直避免活塊和凸臺鑄件要有結(jié)構(gòu)斜度內(nèi)腔設(shè)計盡量減少型芯有利于砂芯的固定和排氣44.鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求（1）鑄件的壁厚1）鑄件壁厚應(yīng)合理。最小壁厚：在工藝條件下，鑄造合金能充滿型腔最小厚度。臨界壁厚：鑄造合金臨界壁厚約等于其最小壁厚的3倍。缺陷分析：鑄件壁厚太小，易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷；壁厚太大，易產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。結(jié)論：鑄件壁厚介于臨界壁厚和最小壁厚之間2）鑄件壁厚應(yīng)均勻缺陷分析：鑄件如果壁厚過大會出現(xiàn)集中的縮孔（2）壁的連接1）應(yīng)有結(jié)構(gòu)圓角，避免熱節(jié)形成；改善應(yīng)力分布2）應(yīng)避免交叉、銳角接頭3）不同壁厚連接應(yīng)逐漸過渡（3）避免變形和開裂的結(jié)構(gòu)1）減緩肋、輻收縮的阻礙2）避免出現(xiàn)過大的水平面3）合理設(shè)置加強(qiáng)肋作用：①增加鑄件的剛度和強(qiáng)度，防止變形。②減小鑄件壁厚，防止產(chǎn)生縮孔、裂紋。設(shè)計：①加強(qiáng)筋厚度適當(dāng)。一般為被加強(qiáng)壁厚度的0.6-0.8。②加強(qiáng)筋布置要合理。薄而大的平板，收縮易發(fā)生翹曲變形，加上幾條筋之后便可避免。（4）組合鑄件的應(yīng)用對于大型或形狀復(fù)雜的鑄件，將其以大化小，經(jīng)機(jī)加工后，再用焊接或螺栓將其組合成整體。特種鑄造定義：鑄型用砂較少或不用砂、采用特殊工藝裝備進(jìn)行鑄造。常見的特種鑄造方法:低壓鑄造熔模鑄造壓力鑄造金屬型鑄造離心鑄造連續(xù)鑄造消失模鑄造金屬型鑄造定義：在重力作用下將金屬液澆注入金屬鑄型獲得鑄件的方法。也稱永久型鑄造。應(yīng)用：主要用于有色金屬件的大批量生產(chǎn)。如鋁活塞。特點：生產(chǎn)效率高，但成本高；鑄件精度高；機(jī)械性能好；易造成鑄件澆不足或開裂。壓力鑄造定義：將液態(tài)或半液態(tài)合金澆入壓鑄機(jī)中，使之在高壓和高速下充填型腔，并在高壓下結(jié)晶獲得鑄件的方法。應(yīng)用范圍:目前主要用于大量生產(chǎn)的非鐵合金中小型鑄件。例如：汽缸體、離口G器等。特點：易于機(jī)械化；耐磨、耐蝕性好;適于形狀復(fù)雜，薄壁鑄件；易形成疏松和縮孔；模具成本高，不宜小批量生產(chǎn)。離心鑄造定義：將金屬液澆入高速旋轉(zhuǎn)鑄型中，在離心力作用下充型和凝固的鑄造方法。應(yīng)用：主要用于大批量生產(chǎn)空心回轉(zhuǎn)體鑄件。例如鑄鐵管、汽缸套、銅套等。特點：縮孔等缺陷減少；可獲形狀復(fù)雜的薄壁鑄件；精度高，不須再加工；設(shè)備投資大。熔模鑄造定義：指用易熔材料（如蠟料）制成模樣，在模樣上涂覆若干層耐火材料制成型殼，熔出模樣后經(jīng)高溫焙燒，即可澆注的鑄造方法。又稱失蠟鑄造。應(yīng)用：特別適于高熔點、難加工合金的小型鑄件成批、大量生產(chǎn)。特點：鑄件尺寸精度高；適用于流動性差的合金和薄壁鑄件，可鑄造雙金屬；工藝過程復(fù)雜，成本高；適于鑄造小尺寸的各類合金鑄件，鑄件尺寸不能太大，質(zhì)量一般小于25Kg。50、低壓鑄造定義：指液態(tài)金屬在低的氣體壓力作用下從坩堝中自下而上地充填型腔并凝固的鑄造方法。特點和應(yīng)用：氣孔、夾渣較少；機(jī)械性能好；金屬利用率高；精度高，表面光潔；適于鋁、鎂合金中、小型件的成批大量生產(chǎn)。如發(fā)動機(jī)的汽缸體和汽缸蓋、汽車輪芯等消失模鑄造定義：指用泡沫塑料聚苯乙烯制成帶有澆冒系統(tǒng)的模型，覆上涂料，用干砂造型，不需取模，直接澆注的鑄造生產(chǎn)方法。特點和應(yīng)用：精度提高;能制造形狀復(fù)雜的鑄件和工藝品；不易產(chǎn)生縮孔、疏松等；易產(chǎn)生有害氣體，鑄件易滲碳，降低鑄件表面質(zhì)量；適于生產(chǎn)起模困難，形狀復(fù)雜的鑄件。熔化焊：電弧焊（手弧焊氣體保護(hù)焊埋弧焊）、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊、壓力焊：電阻焊摩擦焊超聲波焊爆炸焊擴(kuò)散焊高頻焊釬焊：軟釬焊硬釬焊焊接：通過加熱或加壓，或兩者同時并用，使兩個分離的物體產(chǎn)生原子間結(jié)合力而連接成一體的成形方法。材料連接方法：螺紋連接、銷釘連接、鉚接等。區(qū)別：在宏觀上建立了永久性的連接。特點1.與鉚接比，工藝簡單省金屬2.氣密、水密性能好。3.由小拼大異材焊。易于控制效率高。缺點：易產(chǎn)生焊接應(yīng)力、變形、裂紋、夾渣等缺陷。應(yīng)用：在機(jī)器制造、造船工業(yè)、建筑工程、航空及航天工業(yè)等應(yīng)用十分廣泛。焊接電弧電弧：指兩電極之間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。引燃電?。核矔r接觸，迅速分離2-4mm。接觸即瞬間短路，兩極間氣體介質(zhì)電離形成電弧。電弧組成：陰極區(qū)；陽極區(qū)；弧柱區(qū)。直流電焊機(jī)焊接時，有兩種接線方法：正接法：焊件接正極，焊條接負(fù)極；負(fù)接法：焊件接負(fù)極，焊條接正極。焊接冶金特點：熔池小，反應(yīng)不充分。溫度高，元素?zé)龘p多。為保證焊縫質(zhì)量，通常會采取以下措施：渣（氣）保護(hù)；減少危害。添加合金元素，改善性能。焊接接頭的組織和性能焊接接頭組成：焊縫區(qū)和熱影響區(qū)。焊縫區(qū)的組織和性能組織：柱狀鑄態(tài)組織（少量鐵素體+珠光體）。性能：不低于被焊母材=快速冷卻+藥皮添加合金元素。熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)：材料因受熱影響發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。它包括：1）熔合區(qū)：晶粒粗大;強(qiáng)度下降，塑性和沖擊韌性很差。2）過熱區(qū)：晶粒粗大；塑性、韌性明顯下降。包括：正火區(qū)：組織細(xì)化，金屬的力學(xué)性能良好。部分相變區(qū)：部分組織發(fā)生相變，晶粒大小不一，力學(xué)性能不均勻?？梢姡酆蠀^(qū)、過熱區(qū)是接頭中性能最差的薄弱的部位，會嚴(yán)重影響焊接接頭的質(zhì)量。改善焊接接頭組織和性能的措施：1）盡量使焊接熱影響區(qū)減至最小2）加強(qiáng)對焊縫金屬的保護(hù)3）合理選擇焊接方法和焊接工藝4）提高焊接接頭的性能5）焊后的焊件進(jìn)行整體或局部熱處理6）細(xì)化晶粒焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因原因：加熱和冷卻受到拘束，不能自由膨脹和收縮，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形內(nèi)應(yīng)力存在規(guī)律:加熱膨脹受阻（受壓:“一”）冷卻收縮又阻（受拉：“+”）防止和消除焊接應(yīng)力的措施：（1）正確焊序，焊前預(yù)熱，降溫差。（2）選塑性材，合理布置焊縫（3）焊后退火等工藝措施錘擊焊縫。焊后用圓頭小錘對紅熱狀態(tài)下的焊縫進(jìn)行錘擊，可以延展焊縫，使焊接應(yīng)力得到一定的釋放。焊后退火。焊后對焊件進(jìn)行去應(yīng)力退火，對于消除焊接應(yīng)力具有良好效果。舉例：碳鋼焊件整體加熱到580°C?680r，保溫一定時間后，空冷，一般可消除80%?90%的殘余應(yīng)力。消除焊接變形的方法1）以毒攻毒反變形.剛性夾持對塑性.焊接順序規(guī)定好.機(jī)械矯正消變形.2）火焰矯正倒三角、手工電弧焊定義：用手工操作焊條進(jìn)行焊接的方法1.焊接過程及特點特點：設(shè)備簡單，操作靈活，適用性強(qiáng)。質(zhì)量取決于焊工技術(shù)，生產(chǎn)率低。應(yīng)用：碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等焊接和鑄鐵的補焊等。焊條（1）焊條的組成與作用組成：心部的金屬焊芯和表面藥皮。焊芯主要作用:傳導(dǎo)電流/作為填充材料藥皮作用:機(jī)械保護(hù)/冶金處理/改善工藝性能（2）焊條的種類、牌號及型號焊條的種類:根據(jù)熔渣化學(xué)性質(zhì)不同酸性焊條/堿性焊條酸性焊條：工藝性能良好，成本低，但塑性、韌性差，用于一般結(jié)構(gòu)件的焊接。堿性焊條：脫氧、除氫、滲金屬作用強(qiáng)。力學(xué)性能良好，成本高，工藝性能差，適于焊接重要結(jié)構(gòu)件。焊條牌號：用“字母+數(shù)字”表示。焊條型號：用“E+數(shù)字”表示。（3）焊條的選用原則：1）考慮母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分。等強(qiáng)度原則：低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。等成分原則：耐熱鋼、不銹鋼等。考慮結(jié)構(gòu)的使用條件和特點：沖擊載荷或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚度大的焊件，應(yīng)選擇堿性焊條。2）考慮焊條的工藝性：焊前清理困難，易產(chǎn)生氣孔，應(yīng)選擇酸性焊條；如母材中含碳、硫、磷量高，應(yīng)選擇堿性焊條。手工電弧焊焊接參數(shù)焊條直徑：與被焊件厚度相當(dāng)。d件=3mm；d焊條=2.5，3mm；焊接電流:主要由焊條直徑和焊縫位置確定.I=K?d式中：d---焊條直徑；K---經(jīng)驗系數(shù)，一般為25-60；焊接速度：保護(hù)焊透，焊縫良好前提下盡量快速施焊。埋弧自動焊定義：電弧埋在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。優(yōu)點：1）生產(chǎn)率高，成本低；2）焊接質(zhì)量好3）勞動條件好。缺點：1）適應(yīng)性較差；2）不適于1mm以下薄板；3）只適用于水平或接近水平位置的焊接。.應(yīng)用：成批生產(chǎn)、中厚板結(jié)構(gòu)的長直焊縫和較大直徑的環(huán)縫的低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。氣體保護(hù)焊氬弧焊定義：使用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。分類:分熔化極氬弧焊和鎢極氬弧焊。（1）鎢極氬弧焊原理：以鎢棒為電極不熔化，只起導(dǎo)電和引弧作用。應(yīng)用：適于4mm以下的有色合金和不銹鋼等薄板。2）熔化極氬弧焊原理：以焊絲作為電極，電流大。應(yīng)用：焊接厚度25mm以下的高合金鋼、有色金屬中厚板。3）特點保護(hù)效果好，焊接質(zhì)量好；熱影響區(qū)小，焊后變形??；易于自動控制；氬氣成本高。4）應(yīng)用氬弧焊幾乎可以焊接所有金屬，尤其是易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊定義：利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。1）焊接過程焊絲經(jīng)軟導(dǎo)管、導(dǎo)電嘴送出f從噴嘴中噴出CO2氣體f包圍焊絲端部及熔池。2）特點成本低；效率高；易于控制焊縫成形；適用范圍廣，能全位置焊接。3）應(yīng)用：主要用于焊接30mm以下厚度的低碳鋼和強(qiáng)度級別不高的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接。電渣焊定義：利用電流通過液體熔渣產(chǎn)生電阻熱進(jìn)行焊接方法。特點：生產(chǎn)率高；焊接質(zhì)量好；成本低。缺點：熱影響區(qū)大。應(yīng)用：厚度〉40mm的碳鋼、合金鋼、不銹鋼等焊件，如厚壁壓力容器和鑄一焊、鍛一焊等大型構(gòu)件。電阻焊定義：利用電流通過工件及焊接接觸面間產(chǎn)生電阻熱，將焊件加熱至塑性狀態(tài)，再施加壓力形成焊接接頭的方法。分類：按其接頭形式可分：點焊、縫焊、對焊特點：生產(chǎn)率高；焊接質(zhì)量好；缺點是設(shè)備功率大，耗電高，適用的接頭形式與焊件厚度受到限制。應(yīng)用：主要適用于成批大量生產(chǎn)，目前已在航天、航空領(lǐng)域、汽車工業(yè)等行業(yè)。71、釬焊定義：利用低熔點釬料作填充金屬，加熱熔化后滲入固態(tài)焊件間間隙內(nèi)，將焊件連接起來方法。釬焊的分類：根據(jù)釬料熔點不同，釬焊分為硬釬焊和軟釬焊。（1）硬釬焊定義：釬料熔點高于450°C的釬焊。硬釬料：銅基、銀基、鋁基等合金。釬劑：常用鵬砂、硼酸、氟化物、氯化物等。加熱方法：火焰加熱、高頻感應(yīng)加熱等。應(yīng)用：主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金的焊件。（2）軟釬焊定義：釬料熔點低于450C的釬焊。常用軟釬料：錫鉛合金。常用釬劑：松香、氯化銨溶液等。加熱方法：烙鐵及其它火焰加熱。應(yīng)用：用于電子線路的焊接。（3）優(yōu)點：變形??；可焊接異種金屬，對工件厚度無限制；生產(chǎn)投資費用少。缺點：釬焊接頭強(qiáng)度低，焊前清理要求嚴(yán)格等。72..焊接性定義：指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。它包括兩方面內(nèi)容：工藝焊接性：形成焊接缺陷的敏感性。使用焊接性：即焊接接頭在使用中的可靠性。影響焊接的因素材料因素：金屬材料和焊接材料。焊接方法：不同材料選用不同方法。工藝因素：焊接電流、電壓等的選擇。使用條件：耐腐蝕、耐高溫等。焊接性的評定方法碳當(dāng)量(CE)：通常把鋼中合金元素的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量。國際焊接學(xué)會推薦的碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量公式：^,w(MhWCi)+WM^+WV).w(Ni+WCi)心"T+5+^1^CE<0.4%時，焊接性良好；CE=0.4%?0.6%時，焊接性較差。CE>0.6%時，焊接性很差碳鋼的焊接低碳鋼的焊接Wc尋.25%，塑性良好，無淬硬傾向，故焊接性良好。幾乎所有的焊接方法都可適用于焊接低碳鋼。常用手工電弧焊、埋弧自動焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊等。中、高碳鋼的焊接含碳量比較高，焊接性比較差。中碳鋼常采用手弧焊。應(yīng)采取工藝措施。高碳鋼焊接性更差，多用手弧焊或氣焊進(jìn)行焊補。應(yīng)采取工藝措施。普通低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接所含合金元素差別較大，焊接性能不同。強(qiáng)度級別低，合金元素含量少，焊接性好。強(qiáng)度級別較高的，應(yīng)焊前預(yù)熱，焊后熱處理。常用手工電弧焊和埋弧焊。不銹鋼的焊接定義:不銹鋼是指含cr量高于12%的鋼，Cr能在鋼的表面形成一層堅崮致密的Cr203薄膜，使鋼免遭腐蝕。分類：按空冷后室溫組織不同分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼等。奧氏體不銹鋼應(yīng)用最廣。焊接性：C含量低，焊接性良好。常用焊接方法:焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。注意：焊條、焊絲、焊劑的選用應(yīng)保證焊縫金屬與母材成分類型相同。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇總原則：在滿足使用性能前提下，選用焊接性好的材料。具體原則：優(yōu)先選用低碳鋼和普通低合金鋼。盡量選用鎮(zhèn)靜鋼。盡量采用工字鋼、槽鋼、角鋼和鋼管等型材。焊接方法的選擇.生產(chǎn)單件鋼結(jié)構(gòu)件板厚3?10mm，強(qiáng)度較低，且焊縫較短應(yīng)選用手弧焊。板厚10mm以上，焊縫為長直焊縫或環(huán)焊縫應(yīng)選埋弧焊。板厚小于3mm，焊縫較短應(yīng)選用CO2焊。.生產(chǎn)大批量鋼結(jié)構(gòu)板厚小于3mm,無密封要求選點焊，有密封要求選縫焊。板厚在3?10mm,焊縫為長直焊縫或環(huán)焊縫，選CO2自動焊。板厚大于10mm，焊縫為長直焊縫和環(huán)焊縫隙，應(yīng)選埋弧焊。,生產(chǎn)不銹鋼、鋁合金和銅合金結(jié)構(gòu)板厚小于3mm,應(yīng)選用脈沖鎢極和鎢極氬弧焊。板厚在3?10mm,焊縫為長直焊縫或環(huán)焊縫，選用熔化極氬弧80、焊縫布置焊縫布置應(yīng)盡量采用平焊縫焊縫布置要便于施焊盡量減小焊縫長度和數(shù)量應(yīng)避免密集交叉，盡量對稱布置避開最大應(yīng)力斷面和應(yīng)力集中位置焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工表面81、焊接接頭及坡口形式的選擇與設(shè)計接頭形式設(shè)計對接接頭：受力簡單、均勻，節(jié)省材料；用于受力焊縫。搭接接頭：受力復(fù)雜；應(yīng)用于受力不大的行架結(jié)構(gòu)。角接接頭、T形接頭：用于構(gòu)成直角或一定角度連接坡口形式設(shè)計坡口：根據(jù)設(shè)計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工出一定幾何形狀的溝槽。目的：工件厚度＞6mm即開，使接頭根部焊透。加工方法：有氣割、切削加工等。坡口形式：主要取決于板料厚度。1