《制造工程基礎(chǔ)》課件全套 梁紅琴 第1-8章 金屬的液態(tài)成形- 機(jī)械加工工藝過(guò)程

第一章金屬的液態(tài)成形什么是鑄造：液態(tài)材料成形技術(shù)通常稱之為鑄造。鑄造（casting）：將熔融的液態(tài)金屬（合金）平穩(wěn)澆注到具有與零件形狀相當(dāng)?shù)蔫T型空腔中，待其凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的一種成形方法。適合形狀復(fù)雜鑄件鑄件大小不受限制使用的材料范圍廣1.1鑄造成形技術(shù)的特點(diǎn)、分類充填型腔凝固冷卻

工藝靈活生產(chǎn)率高手工造型的兩箱造型圖解型芯Core上箱flask

下箱分型面P/L型腔Cavatity澆注系統(tǒng)gatingsystem排氣孔鑄造工藝特點(diǎn)：（1）適應(yīng)性廣。適應(yīng)鑄鐵、碳鋼、有色金屬等材料；鑄件大小、形狀和重量幾乎不受限制；壁厚1mm到1m，質(zhì)量零點(diǎn)幾克到數(shù)百噸。（2）可復(fù)雜成形。適合形狀復(fù)雜，尤其是有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯或零件。（3）成本較低?？芍苯永贸杀镜土膹U機(jī)件和切屑，設(shè)備費(fèi)用較低。（4）存在不足。如組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等組織缺陷產(chǎn)生，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能，特別是沖擊性能較低，質(zhì)量不穩(wěn)定。（5）污染環(huán)境，工作環(huán)境較差。鑄造生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生粉塵、有害氣體和噪聲對(duì)環(huán)境的污染。1.1合金的充型能力

充型概念：液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程。充型能力：液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬充填鑄型的能力，簡(jiǎn)稱液態(tài)金屬的充型能力。合金的鑄造性能

金屬的流動(dòng)性鑄型性質(zhì)影響因素：充型能力不足的后果：澆不足即是鑄件未能獲得完整的形狀；冷隔即是鑄件雖可獲得完整的外形，但存有未完全熔合的垂直接縫，鑄件的機(jī)械性能嚴(yán)重受損。澆注條件鑄型條件

在相同澆注工藝條件下，將金屬液澆入鑄型中，測(cè)出其實(shí)際螺旋線長(zhǎng)度。澆出的試樣愈長(zhǎng)，合金的流動(dòng)性愈好。金屬的流動(dòng)性：流動(dòng)性測(cè)試：澆注螺旋形標(biāo)準(zhǔn)試樣流動(dòng)性

充型能力易薄壁復(fù)雜鑄件氣孔、夾渣、縮孔①澆注溫度高,流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)溫度過(guò)高，液態(tài)合金的收縮增大，氧化、吸氣嚴(yán)重，鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔、粘砂、粗晶等缺陷。②澆注壓力

大,流動(dòng)速度越快，充型能力強(qiáng)。澆注壓力過(guò)高，發(fā)生噴射和飛濺現(xiàn)象，金屬易氧化，氣體來(lái)不及排出。澆注條件：鑄型性質(zhì)（導(dǎo)熱能力）：鑄型與金屬的熱交換強(qiáng)度影響金屬液保持流動(dòng)時(shí)間。鑄型的蓄熱系數(shù)愈大，金屬液于其中保持液態(tài)的時(shí)間就愈短，充型能力下降。如液態(tài)金屬在金屬鑄型中的流動(dòng)性比在砂鑄型中差。鑄型的溫度較高，就能減少金屬液與鑄型的溫差，從

而提高金屬液的充型能力。如在金屬型中澆注鋁合金鑄件，將鑄型溫度由340℃提高到520℃，在相同的澆注溫度（760℃）下，螺旋線長(zhǎng)度則由525mm增加到950mm。鑄件結(jié)構(gòu)（阻力）：衡量鑄件結(jié)構(gòu)的因素是鑄件的折算厚度R（R=V/S，其中V為鑄件體積，S為鑄件散熱表面積）和復(fù)雜程度，它們決定著鑄型型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。如果鑄件體積相同，在同樣的澆注條件下：

R大的鑄件由于與鑄型的接觸的表面積相對(duì)較小，熱量散失比較緩慢，則充型能力較高。鑄件的壁越薄，R越小，則充型能力較弱。1.2鑄造合金的收縮性1.2.1收縮的概念1.2.2收縮的三個(gè)階段1.2.4鑄件的縮孔和縮松1.25鑄造內(nèi)應(yīng)力1.2.6鑄件的變形和裂紋1.2.3影響收縮的三個(gè)因素

1.2.1收縮的概念收縮的概念：合金在澆注、凝固直至冷卻到室溫的過(guò)程中，體積和尺寸減小的現(xiàn)象?？捎皿w收縮率和線收縮率定量表示：

①液態(tài)收縮②凝固收縮（包括狀態(tài)改變和溫度下降）③固態(tài)收縮鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的根本原因。鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形、裂紋的主要原因。

1.2.2收縮的三個(gè)階段

1.2.3影響收縮的三個(gè)因素

碳、硅含量高，收縮率越??；

硫含量高，收縮率越大。化學(xué)成分幾種阻力

（1）鑄型表面的摩擦阻力（2）熱阻力：鑄件各部分收縮時(shí)彼此制約產(chǎn)生的阻力。（3）機(jī)械阻力：鑄型和型芯的阻力澆注溫度鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件

1.2.3影響收縮的三個(gè)因素凝固過(guò)程中，由液態(tài)收縮和凝固收縮引起的體積縮減如得不到金屬液的補(bǔ)充，會(huì)在鑄件最后凝固部分形成孔洞。集中孔洞成為縮孔，細(xì)小分散的孔洞稱為縮松。

1.2.4鑄件的縮孔和縮松充滿鑄型形成外殼液面下降繼續(xù)下降形成縮孔縮孔和縮松的概念：縮孔形成的條件：金屬在恒溫或很小的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，如純金屬、共晶成分的合金，澆注后在型腔內(nèi)是由表及里的以逐層凝固方式進(jìn)行凝固?？s孔產(chǎn)生的基本原因：合金的液態(tài)收縮和凝固收縮值遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮值?？s孔產(chǎn)生的部位：一般在鑄件的最后凝固區(qū)域，上部或中心部，以及鑄件兩壁相交處，即熱節(jié)?？s松形成的基本原因也是金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮。縮松形成過(guò)程示意圖形成縮松的基本條件：金屬的結(jié)晶溫度范圍較寬，呈糊狀凝固方式?？s松產(chǎn)生的部位：大多分布在鑄件中心軸線處、熱節(jié)處、冒口根部、內(nèi)澆口附近或縮孔下方?？s孔形成機(jī)理：逐層凝固方式下最后凝固部位得不到補(bǔ)充而形成的空隙。

縮松形成機(jī)理：糊狀凝固方式下所分隔的小熔池得不到補(bǔ)縮形成的小孔隙。名稱分布特征存在部位容積大小形狀特征縮孔集中上部/最后較大倒錐狀縮松分散特殊區(qū)域較小不規(guī)則縮孔和縮松的形成規(guī)律：合金的液態(tài)收縮和凝固收縮越大，越易形成縮孔；合金澆注的溫度愈高，液態(tài)收縮愈大，愈易形成縮孔；純金屬和共晶成分合金傾向于逐層凝固，易形成縮孔；結(jié)晶溫度范圍寬的合金，傾向于糊狀凝固，易形成縮松?？s孔和縮松的防止縮孔和縮松位置的確定（熱節(jié)部位）1.凝固等溫線法2.最大內(nèi)切圓法縮孔內(nèi)切圓常用來(lái)確定鑄件上相交壁處的縮孔位置縮孔的防止：逐層凝固原則縮孔和縮松的防止縮孔防止方法：合理布置內(nèi)澆道及確定澆鑄工藝合理應(yīng)用冒口、冷鐵等技術(shù)措施內(nèi)澆道設(shè)計(jì)：內(nèi)澆道的引入位置應(yīng)按照順序凝固原則確定，應(yīng)將內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在冒口上，使充型的熾熱金屬液首先流經(jīng)冒口。主要作用：控制金屬液充填鑄型的速度和方向，調(diào)節(jié)鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序，并對(duì)鑄件有一定的補(bǔ)縮作用。冒口設(shè)計(jì)：應(yīng)將冒口安放在鑄件最厚和最高處，其尺寸要足夠大。

主要作用：補(bǔ)償鑄件凝固時(shí)的收縮。調(diào)整溫度分布，控制凝固順序。排氣、集渣。利用冒口觀察型腔內(nèi)的充型情況。冷鐵：在鑄件一些局部厚大的部位上安放冷鐵，加快該處的冷卻，以便充分發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮作用。冷鐵的作用：

與澆注系統(tǒng)和冒口配合控制鑄件的凝固次序。

加速鑄件的凝固速度，細(xì)化晶粒組織，提高鑄件的力學(xué)性能。減小冒口尺寸，提高工藝出品率。

冷鐵：在鑄件結(jié)構(gòu)形成的厚大處與熱節(jié)處，實(shí)行快速凝固。加壓補(bǔ)縮：壓力下凝固，可顯著消除或減輕顯微縮松。縮松防止方法：冷鐵冒口熱應(yīng)力鑄造內(nèi)應(yīng)力：鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過(guò)程中，其固態(tài)收縮受到阻礙而引起的內(nèi)應(yīng)力。鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中，由于鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，造成同一時(shí)刻各部分收縮不一致，從而在鑄件中相互制約產(chǎn)生熱應(yīng)力thermalstress。機(jī)械應(yīng)力鑄件固態(tài)收縮受到鑄型、型芯及澆注系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。

1.2.5鑄件內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力的形成過(guò)程熱應(yīng)力的特點(diǎn)：結(jié)論：固態(tài)收縮使鑄件厚壁或心部受拉伸。薄壁或表層受壓縮。合金固態(tài)收縮率愈大，鑄件壁厚差別愈大，形狀愈復(fù)雜，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力愈大。防止熱應(yīng)力產(chǎn)生的途徑：縮小鑄件各部位的溫差，使其均勻冷卻。Ⅰ、選用彈性模量小的合金；Ⅱ、設(shè)計(jì)壁厚均勻的鑄件；Ⅲ、從工藝方面促使鑄件各部位同時(shí)凝固。同時(shí)凝固——整個(gè)鑄件幾乎同時(shí)凝固可有效防止熱應(yīng)力；節(jié)省金屬，簡(jiǎn)化工藝、減少工作量；缺點(diǎn)是鑄件中心區(qū)域往往有縮松，鑄件不致密。變形方向：受拉部位趨于縮短，受壓部位趨于伸長(zhǎng)。

1.2.6鑄件的變形T型梁鑄鋼件變形示意圖平板鑄形的變形b.去應(yīng)力退火或自然時(shí)效。防止措施：a.反變形法。例如：床身鑄件床身導(dǎo)軌面的翹曲變形當(dāng)鑄件的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件變產(chǎn)生裂紋。根據(jù)產(chǎn)生的原因，可分為熱裂紋和冷裂紋。凝固末期，開(kāi)始固態(tài)收縮，鑄件高溫強(qiáng)度很低，如果固態(tài)收縮受到砂型和砂芯的阻礙，機(jī)械應(yīng)力超過(guò)此時(shí)的強(qiáng)度，即發(fā)生熱裂。1.2.7鑄件的裂紋特征：裂紋短、形狀曲折、縫隙寬、縫內(nèi)呈氧化色防止：合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)改善砂型和砂芯的退讓性嚴(yán)格限制鋼和鑄鐵中硫的含量選擇結(jié)晶溫度范圍窄、收縮率小的合金冷裂紋：在較低溫度（彈性狀態(tài)）下，由于熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力綜合作用造成的裂紋。特征：裂縫細(xì)小，表面光滑，呈連續(xù)圓滑曲線或直線狀，有金屬光澤或呈輕微氧化色。輪轂輪輻輪緣冷裂紋的防止：減小鑄造應(yīng)力——嚴(yán)格控制鋼和鑄鐵中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固防裂肋降低合金的脆性砂型鑄造（Sanding

casting）砂型鑄造（Sanding

casting）:

用型砂和芯砂作為造型和制芯的材料，利用重力作用使得液態(tài)金屬充填鑄型型腔的一種工藝方法。型芯Core上箱flask

下箱分型面P/L型腔Cavatity澆注系統(tǒng)gatingsystem排氣孔砂型鑄造（Sanding

casting）優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性廣；

技術(shù)靈活性大；不受零件的形狀、大小、復(fù)雜程度及合金種類限制；

生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：鑄件尺寸精度較差；

表面粗糙度高；

鑄件的內(nèi)部品質(zhì)較低。砂型鑄造工藝過(guò)程工藝準(zhǔn)備造型落砂合箱澆注造芯清理檢驗(yàn)熔煉金屬配砂、制模手工造型(全部完成填砂、緊實(shí)、起模、合箱…)簡(jiǎn)介：按砂箱特征區(qū)分：兩箱造型用2個(gè)砂箱制成砂型砂沖子模樣砂箱底板（a）造下砂型（b）造上砂型（c）開(kāi)外澆口、扎通氣孔澆口棒（d）起出模樣（e）合型（f）帶澆口鑄件兩箱造型三箱造型用2個(gè)砂箱制成砂型鑄型由上、中、下三個(gè)部分構(gòu)成（a）鑄件（b）模樣上箱模樣中箱模樣下箱模樣（C）造下箱（d）造中箱（e）造上箱（f）起模、放型芯、合型兩箱造型三箱造型脫箱造型用2個(gè)砂箱制成砂型鑄型由上、中、下三個(gè)部分構(gòu)成鑄型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。套箱兩箱造型三箱造型脫箱造型刮板造型用2個(gè)砂箱制成砂型鑄型由上、中、下三個(gè)部分構(gòu)成鑄型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。不用模型和芯盒造型，而是用刮板。（a）帶輪鑄件（b）刮板（圖中字母表示與鑄件的對(duì)應(yīng)部位）（c）刮制下型（d）刮制上型（e）合型兩箱造型三箱造型脫箱造型刮板造型地坑造型用2個(gè)砂箱制成砂型鑄型由上、中、下三個(gè)部分構(gòu)成鑄型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。不用模型和芯盒造型，而是用刮板。地坑代替砂箱，技術(shù)水平要求高。按模樣特征區(qū)分：整模造型分模造型挖沙造型活塊造型手工造型舉例1（整模造型）：砂沖子模樣砂箱底板（a）造下砂型（b）造上砂型（c）開(kāi)外澆口、扎通氣孔澆口棒（d）起出模樣（e）合型（f）帶澆口鑄件手工造型舉例2（分模造型）：（a）鑄件（b）模樣上箱模樣中箱模樣下箱模樣（C）造下箱（d）造中箱（e）造上箱（f）起模、放型芯、合型手工造型舉例3（挖砂造型）：手工造型舉例4（活塊造型）：（a）零件圖（b）鑄件（c）模樣（d）造下砂型（e）取出模樣主體（f）取出活塊機(jī)器造型(至少完成緊實(shí)、起?！?特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；鑄件尺寸精度好，加工余量少；鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，精度和表面質(zhì)量高；投資較大（專用砂箱、設(shè)備），適合大批量生產(chǎn)。不適合于三箱造型和活塊造型。特種鑄造特種鑄造：造型材料、造型方法、金屬液充型型式和金屬在鑄型中的凝固條件等方面與普通砂型鑄造有顯著差別的鑄造方法。熔模鑄造壓力鑄造離心鑄造金屬型鑄造熔模鑄造通常是先用低熔點(diǎn)易熔材料（一般用蠟質(zhì)材料）制成模樣，再在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ凼е瞥蔁o(wú)分型面的鑄型型殼，再經(jīng)焙燒后進(jìn)行澆注，獲得鑄件。(a)壓型(b)壓制蠟?zāi)?c)焊蠟?zāi)＝M(d)結(jié)殼、脫模(e)澆注(f)鑄件熔模鑄造優(yōu)點(diǎn)：各種鑄造合金成批、大量生產(chǎn)；

高熔點(diǎn)、難加工的高合金鋼的小型鑄件；

鑄件精度較高；

表面粗糙度低；

形狀可較復(fù)雜。缺點(diǎn)：工序繁雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)；

原料較貴、鑄件成本較高；

大尺寸的蠟?zāi)＿€易變形。壓力鑄造壓力鑄造（Highpressurediecasting）：在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高速度充填壓鑄型（壓鑄模具）型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。(a)合型澆注(b)壓鑄(c)泄壓(d)準(zhǔn)備開(kāi)模1——坩堝2——進(jìn)口3——壓室4——壓射沖頭5——金屬液6——通道7——噴嘴優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)單；可獲得形狀復(fù)雜件；

鑄件精度較高（IT11~IT13）；

表面粗糙度低（3.2~0.8mm）；

鑄件晶粒細(xì)小，組織致密，力學(xué)性能好。缺點(diǎn)：壓鑄件表皮下易產(chǎn)生小氣孔；

不能進(jìn)行較大余量的切削加工；

不能進(jìn)行熱處理，氣體膨脹使表面起泡或變形；

投資大、費(fèi)用高，準(zhǔn)備時(shí)候長(zhǎng)。壓力鑄造離心鑄造離心鑄造：將液體金屬注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和方法。立式離心鑄造機(jī)臥式離心鑄造機(jī)優(yōu)點(diǎn)：鑄件組織致密，內(nèi)部不易產(chǎn)生缺陷；

可獲得形狀復(fù)雜件；

缺點(diǎn)：用于生產(chǎn)異形鑄件時(shí)有一定的局限性；鑄件內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙；

質(zhì)量較差，加工余量大；

投資大、費(fèi)用高，準(zhǔn)備時(shí)候長(zhǎng)。離心鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造：又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型用金屬制成，可以反復(fù)使用多次（幾百到幾千次）。(a)整體型(b)水平分型(c)垂直分型(d)綜合分型1——型芯；2——燒口杯；3——型腔；4——金屬芯優(yōu)點(diǎn)：鑄件的力學(xué)性能較高；

鑄件的尺寸精度高和表面粗糙度較低；鑄件品質(zhì)和尺寸較穩(wěn)定，節(jié)約金屬；

易實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化、生產(chǎn)率高，可大批量生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：鑄造周期長(zhǎng)，成本高；

透氣性差易造成澆不足、開(kāi)裂和氣孔等缺陷；

不宜鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁或大型鑄件。

金屬型鑄造鑄造工藝過(guò)程圖的繪制（補(bǔ)充）鑄造工藝過(guò)程圖：在零件圖上用規(guī)定的技術(shù)符號(hào)表示出鑄造工藝過(guò)程內(nèi)容的圖形。鑄造工藝圖是鑄造過(guò)程最基本和最重要的工藝文件之一，它對(duì)模樣的制造、工藝裝備的準(zhǔn)備、造型造芯、型砂烘干、合型澆注、落砂清理及技術(shù)檢驗(yàn)等，都起著指導(dǎo)和依據(jù)的作用。鑄造工藝圖是利用紅、藍(lán)兩色鉛筆，將各種簡(jiǎn)明的工藝符號(hào)，標(biāo)注在產(chǎn)品零件圖上的圖樣。名稱技術(shù)符號(hào)和表示方法圖例分型面用紅色細(xì)實(shí)線表示，并用紅色寫出“上、中、下”字樣。兩箱造型三箱造型分模面用紅色細(xì)實(shí)線表示，在任一端畫“<”號(hào)。

<

<表鑄造技術(shù)符號(hào)和表示方法上下上中中下上下名稱技術(shù)符號(hào)和表示方法圖例分型分模面用紅色細(xì)實(shí)線表示。

<

<不鑄出孔和槽不鑄出的孔和槽用紅色線打叉。剖面要涂以紅色或細(xì)網(wǎng)紋格表示。上下名稱技術(shù)符號(hào)和表示方法圖例機(jī)械加工余量圖(a)：在零件圖上繪制工藝樣圖，用紅色實(shí)線表示。圖(b)：繪制墨線工藝圖樣時(shí)，粗實(shí)線表示毛坯輪廓，雙點(diǎn)劃線表示零件形狀。用紅色線表示加工余量，在加工符號(hào)附近注明加工余量數(shù)值，凡帶斜度的加工余量應(yīng)注明斜度。加工余量等級(jí)或數(shù)值可查GB/T6414。（a）（b）名稱技術(shù)符號(hào)和表示方法圖例型芯芯頭邊界用藍(lán)色線表示，并注明斜度和間隙數(shù)值；有兩個(gè)以上時(shí)，用“1#，2#”等標(biāo)注。邊界符號(hào)一般用在芯頭及砂芯交界處用砂芯編號(hào)相同的小號(hào)數(shù)字表示，鐵芯須寫出“鐵芯”字樣。澆注系統(tǒng)位置與尺寸零件圖樣上繪制工藝圖樣時(shí)，用紅色單線或紅色雙線表示；注明尺寸繪制墨線工藝圖樣時(shí)，用細(xì)實(shí)單墨線或細(xì)實(shí)雙墨線表示；注明尺寸鑄件內(nèi)澆道橫澆道直澆道名稱技術(shù)符號(hào)和表示方法名稱活塊用紅色短線表示，并注明“活塊”。芯撐用紅色或藍(lán)色表示冷鐵用綠色或藍(lán)色繪出，并注明“冷鐵”4.1澆注位置和分型面的選擇澆注位置——指澆注時(shí)鑄件所處的空間位置鑄型分型面——指分開(kāi)鑄型便于取模的鑄型接合面4.1.1澆注位置的選擇原則-保證鑄件質(zhì)量1.鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或側(cè)立金屬液中的雜質(zhì)、氣體上浮在金屬液的上面；底部金屬純凈，結(jié)構(gòu)致密，質(zhì)量好。上中中下上下（2）（1）（1）2.鑄件的大平面應(yīng)朝下（水平或傾斜）可保證鑄件大平面的質(zhì)量，避免產(chǎn)生夾砂缺陷。3.面積較大的薄壁部位應(yīng)朝下（水平或傾斜）可避免澆不足、冷隔缺陷。4.對(duì)于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)使厚的部分放在鑄型的上部或側(cè)面。鑄鋼雙排鏈輪的澆注位置4.1.2分型面的選擇原則-簡(jiǎn)化造型工藝1.分型面應(yīng)選在鑄件的最大截面處—方便起模2.分型面盡量采用直平面—簡(jiǎn)化模具制造及造型工藝，避免挖砂3.盡量減少分型面的數(shù)量—砂箱數(shù)量少，簡(jiǎn)化造型工藝，合型誤差小冒口分型面模樣芯頭分模面四箱造型3.盡量減少分型面的數(shù)量—砂箱數(shù)量少，簡(jiǎn)化造型工藝，合型誤差小三箱造型兩箱造型3.盡量減少分型面的數(shù)量—砂箱數(shù)量少，簡(jiǎn)化造型工藝，合型誤差小用外芯減少分型面用于大批量生產(chǎn)4.盡量使鑄件重要加工面置于同一砂箱中—避免產(chǎn)生錯(cuò)箱、披縫和毛刺，增加清理工作量5.盡量減少型芯和活塊的數(shù)量—簡(jiǎn)化制模、造型、合型等工序自帶砂芯，整模造型內(nèi)腔需砂芯，分模造型4.2鑄造工藝參數(shù)的確定4.2.1機(jī)械加工余量—指在鑄件表面留出的準(zhǔn)備切削去的金屬層厚度。過(guò)大則費(fèi)工，浪費(fèi)金屬；過(guò)小則易造成報(bào)廢。

澆注時(shí)朝上的表面，其加工余量應(yīng)比底面和側(cè)面大；

鑄件尺寸越大，其加工余量應(yīng)隨之增大；

手工造型的加工余量應(yīng)比機(jī)器造型的大；

鑄件表面越粗糙，加工余量越大。灰鑄鐵件的機(jī)械加工余量鑄件最大尺寸澆注位置加工面與基準(zhǔn)面之間的距離<5050~120120~260260~500500~800800~1200<120頂面底、側(cè)面3.4~4.52.5~3.54.0~4.53.0~3.5————120~260頂面底、側(cè)面4.0~5.03.0~4.04.5~5.03.5~4.05.0~5.54.0~4.5———260~500頂面底、側(cè)面4.5~6.03.5~4.55.0~6.04.0~4.56.0~7.04.5~5.06.5~7.05.0~6.0——500~800頂面底、側(cè)面5.0~7.04.0~5.06.0~7.04.5~5.06.5~7.04.5~5.57.0~8.05.0~6.07.5~9.06.5~7.0—800~1200頂面底、側(cè)面6.0~7.04.0~5.56.5~7.55.0~5.57.0~8.05.0~6.07.5~8.05.5~6.08.0~9.05.5~7.08.5~106.5~7.54.2.2起模斜度—垂直于分型面的側(cè)壁均應(yīng)留一定斜度，以便于起模而不致于損壞砂型和砂芯。β=15?~30°β1,2,3=3°~10°（1）增加鑄件厚度鑄件基本尺寸aα（2）加減鑄件厚度鑄件基本尺寸aαa（3）減小鑄件厚度鑄件基本尺寸a4.2.3收縮率—鑄件冷卻后的尺寸比模型尺寸略微縮小?；铱阼T鐵：0.7%~1.0%鑄造碳鋼：1.3%~2.0%鋁硅合金：0.8%~1.2%錫青銅件：1.2%~1.4%

4.2.4最小鑄出孔—鑄件上較小的孔和槽一般不鑄出。4.2.5鑄造圓角—鑄造圓角的半徑值一般為兩相交壁平均厚度的1/3～1/2。drR=d+r4.2.6型芯頭和芯座（a）垂直芯頭（b）水平芯頭芯頭的構(gòu)造4.3澆注系統(tǒng)和冒口澆口杯直澆道橫澆道內(nèi)澆道澆口杯：接納、引入金屬液直澆道：引入金屬液，形成壓頭橫澆道：引入金屬液，阻撇熔渣內(nèi)澆道：引入金屬液，調(diào)控溫度場(chǎng)按內(nèi)澆道在鑄件上的位置分類普通式b)楔形式c)壓邊式d)雨淋式e)搭邊式

應(yīng)用：主要用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種黑色金屬鑄件和易氧化的有色合金鑄件。用于高度大的中、大型鑄件。內(nèi)澆道的設(shè)計(jì)1）內(nèi)澆道的作用：

控制液態(tài)金屬充型速度和流動(dòng)方向、溫度分布和凝固順序。2）形狀：扁平梯形、月牙形和三角形。3）位置的選擇：依據(jù)鑄件所需凝固方式和流動(dòng)特性考慮。同時(shí)凝固：對(duì)于壁厚均勻的鑄件，擬采用多個(gè)內(nèi)澆道分散引入；對(duì)于不均勻的鑄件，則從薄壁處引入。順序凝固：從厚壁處引入金屬液。確定內(nèi)澆道位置的幾個(gè)具體問(wèn)題：結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，壁厚差別大的補(bǔ)縮區(qū)域則按順序凝固從厚處引入；整個(gè)鑄件按同時(shí)凝固方式采用多個(gè)內(nèi)澆道充型。要求各內(nèi)澆道的流量分布合理。液流順壁流入，不沖刷型壁、型芯和鑄型凸出部分。避開(kāi)鑄件重要部位，防止晶粒粗大。造型、清理操作方便，不阻礙鑄件收縮。一、冒口的作用：補(bǔ)縮、排氣、集渣二、冒口種類冒口的設(shè)計(jì)如需要補(bǔ)縮的部分與鑄型頂面的距離較大，或冒口上部受到鑄件另一部分結(jié)構(gòu)的阻礙以及在高壓釜中澆注時(shí)，常常采用暗冒口。

三、冒口位置

1、鑄件最高最厚部位，低處熱節(jié)設(shè)補(bǔ)貼或冷鐵；2、鑄件熱節(jié)上方或側(cè)旁；3、不應(yīng)設(shè)在鑄件最重要、受力大的部位；4、盡量用一個(gè)冒口同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)或鑄件；5、不選應(yīng)力集中部位；6、用冷鐵或其它方式使各個(gè)冒口的補(bǔ)縮范圍隔開(kāi)；7、放在加工面上?？蓮囊韵聨追矫孢M(jìn)行分析：①分型面和分模面；②澆注位置、澆冒口的位置、形狀、尺寸和數(shù)量；③工藝參數(shù)；④型芯的形狀、位置和數(shù)目，型芯頭的定位方式和安裝方式；⑤冷鐵的形狀、位置、尺寸和數(shù)量；⑥其他。4.4鑄造工藝方案底板凸臺(tái)底板沉槽加強(qiáng)筋板內(nèi)凹凸臺(tái)示例1:支架缺點(diǎn)：底板上四個(gè)凸臺(tái)必須采用活塊，易產(chǎn)生錯(cuò)箱。優(yōu)點(diǎn)：底面110mm凹槽容易鑄出，軸孔下芯方便，軸孔內(nèi)凸臺(tái)不妨礙起模。方案一方案二缺點(diǎn)：底板上110mm凹槽必須采用挖砂造型，軸孔內(nèi)凸臺(tái)妨礙起模，必須采用兩個(gè)活塊或下型芯優(yōu)點(diǎn)：鑄件位于同箱，避免錯(cuò)箱及飛邊，凸臺(tái)不需活塊造型。鑄件外形的設(shè)計(jì)鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)鑄件壁厚的設(shè)計(jì)鑄件壁（肋）間的的連接設(shè)計(jì)

鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)要求，滿足鑄造性能和鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。5.1鑄件外形設(shè)計(jì)5.1.1應(yīng)減少和簡(jiǎn)化分型面去掉外圓角，可便于整模造型5.1.1應(yīng)減少和簡(jiǎn)化分型面盡可能使分型面為平面，去掉不必要的外圓角。5.1.2應(yīng)便于起模凸臺(tái)設(shè)計(jì)需用活塊或型芯才能成形

陰影處阻礙起模

陰影處阻礙起模

5.1.2應(yīng)便于起模C5.1.3鑄件應(yīng)有合適的結(jié)構(gòu)斜度鑄件上垂直于分型面的不加工表面，最好具有結(jié)構(gòu)斜度。5.2鑄件內(nèi)腔設(shè)計(jì)5.2.1應(yīng)避免不必要的型芯圖a圖b圖a采用中空結(jié)構(gòu)，要用懸臂型芯和型芯撐加固，圖b采用開(kāi)式結(jié)構(gòu)，省去了型芯。5.2.1應(yīng)避免不必要的型芯圖a要采用型芯;圖b可用砂垛形成空腔，省去了型芯。圖a圖b5.2.2便于型芯的固定、排氣和清理5.2.2便于型芯的固定、排氣和清理a型芯定位需要型芯撐b增加了兩個(gè)工藝孔，型芯定位不用型芯撐，更加穩(wěn)固。5.3鑄件壁厚設(shè)計(jì)5.3.1鑄件最小壁厚鑄造方法鑄件尺寸（mm）合金種類鑄鋼灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金砂型鑄造<200×20085～66533～5200×20~500×50010～126～1012846～8>500×50015～2015～2015～2010～12610～12表

砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚

在一定鑄造工藝條件下，所能澆注出的鑄件最小壁厚。鑄件壁厚小于“最小壁厚”，易產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷。5.3.2鑄件的最大壁厚

厚壁鑄件，易產(chǎn)生縮孔、縮松、晶粒粗大等缺陷，力學(xué)性能下降，故存在一個(gè)最大壁厚。在最小壁厚和最大壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下:最大壁厚≈3×最小壁厚

壁厚/mm相對(duì)強(qiáng)度15~201.020~300.930~500.850~700.7鑄件的外壁、內(nèi)壁和肋的厚度比約為：1：0.8：0.6所謂鑄件壁厚均勻性，是為了使鑄件各處的冷卻速度相近，并非要求鑄件所有的壁厚完全相同。5.3.3鑄件壁厚力求均勻閥體鑄件的設(shè)計(jì)5.3.4壁厚不均勻或收縮率大的合金，需要冒口補(bǔ)縮，則應(yīng)使鑄件結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)定向凝固.圖

鋁活塞結(jié)構(gòu)的改進(jìn)5.4鑄件壁間的連接設(shè)計(jì)5.4.1采用圓角連接、圓滑過(guò)渡不同轉(zhuǎn)角處的熱節(jié)風(fēng)缸鑄鋼件壁間的連接(a+b)/2≤88~1212~1616~2020~2727~3535~4545~60鑄鐵466810121620鑄鋼66810121620255.4.2避免銳角連接為減小熱節(jié)和內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)避免鑄件壁間銳角聯(lián)接。若兩壁間的夾角小于90，則應(yīng)考慮過(guò)渡形式。5.4.3厚壁與薄壁間要逐步過(guò)渡各部分的壁厚往往難以做到均勻一致，甚至存有很大差別。為減少應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)采用逐步過(guò)渡的方法，防止壁厚突變。5.4.4避免十字形交叉連接

接頭因交叉處熱節(jié)較大，內(nèi)部容易產(chǎn)生縮孔或縮松，內(nèi)應(yīng)力也難以松弛，故較易產(chǎn)生裂紋。5.4.5避免裂紋的結(jié)構(gòu)缺陷分析：鑄件各部分冷卻速度不同而收縮不一致，形成較大的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)合金的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件會(huì)產(chǎn)生裂紋。實(shí)例分析：

輪緣、輪輻、輪轂間若比例不當(dāng)，常因收縮不一致，內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，使鑄件產(chǎn)生裂紋。輪輻的連接形式5.4.6避免大的水平面5.5鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的其它問(wèn)題一．鑄件的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮鑄造合金的某些使用性能設(shè)計(jì)灰鑄鐵件的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)用其抗壓強(qiáng)度好的長(zhǎng)處，避其抗拉強(qiáng)度差的短處?；诣T鐵支座件二、鑄件的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮不同鑄造工藝的特殊性1．熔模鑄件的設(shè)計(jì)1）熔模鑄造工藝上一般不用冷鐵，少用冒口，多用直澆口直接補(bǔ)縮，故壁厚要均勻，或是壁厚分布滿足順序凝固要求，無(wú)分散熱節(jié)。2）為了便于浸掛涂料和撒沙，鑄孔的直徑不要太小和太深，應(yīng)大于2mm，薄壁件應(yīng)大于0.5mm，通孔深度不大于直徑的4～6倍，不通孔不大于2倍；鑄槽的寬度不要太小和太深，寬度應(yīng)大于2mm，為深度2～6倍；鑄件壁厚不要太薄，一般為2～8mm。熔模鑄件平面上的工藝孔和工藝筋3）熔模型殼的高溫強(qiáng)度低，易變形，平板型殼的變形尤甚，故熔模鑄件應(yīng)盡量避免有大平面。為防止變形，在鑄件大平面上設(shè)工藝孔或工藝筋，增加型殼的剛度。2．壓鑄件的設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免側(cè)凹坑和深腔，在無(wú)法避免時(shí)，至少應(yīng)便于抽芯，以便壓鑄件能從壓鑄型中順利取出。壓鑄件的兩種設(shè)計(jì)方案2．壓鑄件的設(shè)計(jì)壓鑄件設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免側(cè)凹坑和深腔，在無(wú)法避免時(shí)，至少應(yīng)便于抽芯，以便壓鑄件能從壓鑄型中順利取出。盡量采用壁厚均勻的薄壁結(jié)構(gòu)。壓鑄件適宜的壁厚一般為：鋅合金1-3mm，鋁合金1.5-5mm，銅合金2-5mm。壓鑄可以采用鑲嵌件，應(yīng)充分發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，以便制出復(fù)雜件、改善壓鑄件局部性能和簡(jiǎn)化裝配工藝。三、鑄件結(jié)構(gòu)的剖分與組合設(shè)計(jì)1．鑄件的剖分設(shè)計(jì)

將大鑄件或形狀復(fù)雜的鑄件設(shè)計(jì)成幾個(gè)較小的鑄件，經(jīng)機(jī)械加工后，再用焊接或螺釘連接等方法將其組合成整體。優(yōu)點(diǎn)：

1）能有效解決鑄造熔爐、起重運(yùn)輸設(shè)備能力不足的困難，以小設(shè)備制造大設(shè)備。2）可根據(jù)使用要求用不同材料制造一個(gè)鑄件的不同部分，鑄造工藝簡(jiǎn)單，鑄件品質(zhì)優(yōu)良，結(jié)構(gòu)合理。底座的焊接結(jié)構(gòu)3）易于解決整鑄時(shí)切削加工工藝或設(shè)備上的某些困難。機(jī)械連接的組合床身鑄件因成形工藝的局限性無(wú)法整鑄的結(jié)構(gòu)需采用剖分結(jié)構(gòu)。零件上性能要求不同的部分需采用剖分結(jié)構(gòu)。當(dāng)零件上各部分對(duì)耐磨、導(dǎo)電或絕緣等性能要求不同時(shí)，常采用剖分結(jié)構(gòu)，分開(kāi)制造后，再鑲鑄成一體。2．鑄件的組合設(shè)計(jì)利用熔模及氣化模鑄造等鑄造工藝具有無(wú)需起模、能制造復(fù)雜鑄件的特點(diǎn)，可將原需加工裝配的組合件，改為整鑄件，簡(jiǎn)化制造過(guò)程，提高生產(chǎn)效率，方便使用。車床搖手柄的設(shè)計(jì)a)原設(shè)計(jì)（加工裝配）b)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)（整鑄）6.1鑄鐵6.2鑄鋼6.3鑄造有色金屬白口鑄鐵：碳全部以Fe3C(滲碳體)的形式存在，斷口呈

銀色,具有良好的耐磨性?；铱阼T鐵：碳大部或全部以石墨形式存在，斷口呈暗灰色。麻口鑄鐵：碳大部分以Fe3C形式存在，是白口和灰口之間的過(guò)渡組織，因斷口處有黑白相間的麻點(diǎn)，故而得名。根據(jù)碳存在形式6.1.1分類6.1鑄鐵：指碳含量大于2.11%或組織中具有共晶的鐵碳合金。鑄鐵的石墨化：鑄鐵中的碳原子以石墨形式析出的過(guò)程，稱為石墨化。鑄鐵中碳的存在形式少量固溶在F、A中化合態(tài)的滲碳體(Fe3C)游離態(tài)石墨（G）Fe3C：亞穩(wěn)態(tài)，在高溫下可分解：Fe3C→3Fe+C（石墨G）碳是形成石墨元素，也是促進(jìn)石墨化的元素硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。a.碳和硅影響石墨化因素：化學(xué)成分和冷卻速度。①化學(xué)成分當(dāng)碳、硅含量均高時(shí)，析出的石墨多且粗大c.錳弱阻礙石墨化元素。MnS一般控制在0.6~1.2%之間d.磷對(duì)石墨化影響不顯著。過(guò)高將增加的冷脆性限制在0.5%以下；高強(qiáng)度鑄鐵則限制在0.2~0.3%以下。硫高：易形成滲透碳Fe3C(白口組織)；熱脆性增加；力學(xué)性能和鑄造性能惡化。b.硫：強(qiáng)烈阻礙石墨化元素。限制在0.1～0.15%以下。②冷卻速度高溫慢冷條件下，碳以石墨的形式析出；冷卻較快時(shí)，析出的是滲透碳；緩慢冷卻或高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫，均有利于石墨化。冷卻速度對(duì)鑄鐵組織的影響

影響鑄件冷卻速度的因素（1）鑄型材料金屬鑄型導(dǎo)熱快，鑄件的冷卻速度快，不利于石墨化，易產(chǎn)生白口組織（Fe3C

）。砂型導(dǎo)熱慢，鑄件易獲得灰口組織（G）。主要有兩個(gè)鑄型材料鑄件壁厚

（2）鑄件壁厚同一鑄件，厚壁處冷卻慢，有利于石墨化，易獲得灰口組織；

薄壁處冷卻快，不利于石墨化，易得到白口組織?；诣T鐵

呈片狀可鍛鑄鐵

團(tuán)絮狀球墨鑄鐵

球狀蠕墨鑄鐵

蠕蟲(chóng)狀灰口鑄鐵按石墨的形態(tài)分類鐵素體+片狀石墨P+F+片狀石墨6.1.2灰鑄鐵

化學(xué)成分：2.6~3.6%C，1.2~3.0%Si，0.4~1.2%MnS≤0.15%，P≤0.3%。

①組織：基體（F,F+P,P）+片狀石墨

鐵素體基體鐵素體+珠光體基體珠光體基體焊接性差，不能用于鍛造和沖壓。②性能：良好的減振性、耐磨性。

鑄造性能優(yōu)良，鑄件產(chǎn)生缺陷的傾向小。良好的切削加工性能。力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度比鋼低得多；

塑性和韌性非常低；抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)。③灰鑄鐵的孕育處理

目的：提高機(jī)械性能，斷面均勻性

方法：向鐵水中加入孕育劑(Fe-75%Si)

作用：細(xì)化石墨，避免鑄件表層出現(xiàn)白口；冷卻速度對(duì)其組織和性能影響減小。孕育鑄鐵普通灰鑄鐵③灰鑄鐵的孕育處理硅鐵硅鈣孕育處理后孕育處理前④牌號(hào)、用途GB5612-85,共分為：HT100,HT150,HT200,HT250,HT300,HT350

六個(gè)牌號(hào)。如：HT150——以Φ30mm單個(gè)試棒測(cè)出的

b

150MPa的灰口鑄鐵HT100：低負(fù)荷零件，如外罩、支架等；HT250：較大負(fù)荷的重要零件，如齒輪箱、軸承座等；HT350：高負(fù)荷的重要零件，如重型機(jī)床床身、齒輪等。6.1.3可鍛鑄鐵①組織和性能：(F,P)+團(tuán)絮狀石墨

強(qiáng)度高(300~400MPa)，塑性、韌性好鐵素體基體珠光體基體

石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂作用大大減輕，應(yīng)力集中也明顯降低，所以強(qiáng)度、塑性顯著提高

②特點(diǎn)：

可鍛鑄鐵雖然不再是脆性材料,但仍不可鍛造C,Si含量低：C2.4~2.7%,Si0.4~1.4%生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高③生產(chǎn)過(guò)程：石墨化退火處理白口鑄鐵

高溫、長(zhǎng)時(shí)間退火

可鍛鑄鐵。溫度/℃時(shí)間/hA+Fe3C920~980℃A+團(tuán)絮狀石墨10~20h100℃/h710~730℃~30hP+團(tuán)絮狀石墨F+團(tuán)絮狀石墨共析溫度黑心可鍛鑄鐵白心可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵按熱處理方法和金相組織不同分類如：KTH350-10——表示其為抗拉強(qiáng)度

b

350Mp斷后伸長(zhǎng)率

10%的可鍛鑄鐵

KT：可鐵的拼音首字母，代表可鍛鑄鐵；H：黑的拼音首字母，代表黑心可鍛鑄鐵；

B：白的拼音首字母，代表白心可鍛鑄鐵；Z：珠的拼音首字母，代表珠光體可鍛鑄鐵。④牌號(hào)、用途6.1.4球墨鑄鐵①

組織與性能：(F,F+P,P)+球狀G

石墨球?qū)w的割裂、應(yīng)力集中減小到最低程度，所以，機(jī)械性能大大提高。鐵素體基體鐵素體+珠光體基體珠光體基體鑄造性能：良好介于灰口鑄鐵和鑄鋼之間，比鑄鋼好減振性、切削加工性能：良好

耐磨性好：優(yōu)于表面淬火鋼鑄造工藝比鑄鋼簡(jiǎn)便，比鑄鋼成本低。6.1.4球墨鑄鐵機(jī)械性能優(yōu)于可鍛鑄鐵，可與鋼媲美性能45號(hào)鍛鋼（正火）珠光體球墨鑄鐵（正火）抗拉強(qiáng)度Rm/MPa690815屈服強(qiáng)度σ0.2/MPa410640屈服比σ0.2/σb0.590.785伸長(zhǎng)率A（%）263疲勞強(qiáng)度（有缺口試樣）S/MPa150155硬度/HBW<229229~321②

生產(chǎn)過(guò)程及其特點(diǎn)：鐵水出爐

球化處理

孕育處理

澆注鑄件球化劑：稀土鎂合金化學(xué)成分：高C(3.6~4.0%),低Mn,S,P

溫度：鐵水出爐時(shí)溫度要高，1400℃以上孕育劑：Fe-75%Si③牌號(hào)、用途QT420-10——球鐵，

b

420

MPa，

10%應(yīng)用：部分取代可鍛鑄鐵件，鑄鋼件，也取代了部分負(fù)荷較重但沖擊不大的鍛鋼件。以鐵代鋼，如發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸等。6.1.5.蠕墨鑄鐵

蠕蟲(chóng)狀石墨是介于片狀和球狀石墨之間的一種過(guò)渡。①

性能特點(diǎn)：機(jī)械性能優(yōu)于灰鑄鐵，可代替孕育鑄鐵鑄造性能與灰鑄鐵相當(dāng)，優(yōu)于其它鑄鐵導(dǎo)熱性優(yōu)于球鐵，抗氧化性優(yōu)于其它各種鑄鐵耐磨性能優(yōu)于孕育鑄鐵，切削加工性優(yōu)于球墨鑄鐵

②生產(chǎn)過(guò)程：鐵水出爐蠕化處理孕育處理澆注蠕化劑：Re-Mg-Ti;Re-Mg-Ca;Mg–Ti；

加入量為鐵水重量的1~2%。③牌號(hào)、用途RuT400——抗拉強(qiáng)度大于400

MPa的蠕墨鑄鐵

由于蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能較高，導(dǎo)熱性和耐熱性優(yōu)良，適于制造工作溫度較高或具有較高溫度梯度的零件，如大型柴油機(jī)的汽缸蓋、制動(dòng)盤、金屬型、鋼錠模等。由于其斷面敏感性小、鑄造性能好，用于制作形狀復(fù)雜的大鑄件，如重型機(jī)床和大型柴油機(jī)機(jī)體等。6.2鑄鋼（0.15%~0.6%）6.2.1鑄鋼的類別和性能鑄鋼鑄造碳鋼——碳硅錳磷硫，占80%鑄造合金鋼鑄造碳鋼牌號(hào)：ZG200-400,ZG230-450,ZG270-500,ZG310-570,ZG340-640ZG表示鑄鋼，第一個(gè)數(shù)字表示屈服強(qiáng)度，第二個(gè)數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度。焊接性能：好。

適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求都高的零件。如：火車輪，鍛錘機(jī)架和砧座，高壓閥門，軋輥，齒輪，聯(lián)軸器等。

便于采用鑄-焊組合結(jié)構(gòu)制造形狀復(fù)雜的巨大鑄件，故在重型機(jī)械制造中甚為重要。

鑄造性能：很差。收縮率大，約為鑄鐵的三倍；流動(dòng)性差，僅為鑄鐵的三分之一；鋼水易吸氣和氧化；比重大。容易產(chǎn)生澆不足、縮孔、縮松、熱裂、氣孔、粘砂等鑄造缺陷。機(jī)械性能：好。綜合機(jī)械性能高于各類鑄鐵，不僅強(qiáng)度高，而且塑性、韌性好。6.2.2鑄鋼件的生產(chǎn)特點(diǎn)1.鑄造工藝——復(fù)雜安放冒口和冷鐵，使之實(shí)現(xiàn)順序凝固；采用水玻璃石英砂造型。2.鑄鋼件的熱處理——必要提高性能，消除內(nèi)應(yīng)力鑄鋼齒圈的鑄造工藝方案6.3鑄造有色金屬鑄造銅合金-價(jià)格高、耐腐蝕、耐磨性好鑄造鋁合金-密度小、熔點(diǎn)低、導(dǎo)電導(dǎo)熱性

好、耐腐蝕性好

液態(tài)下易吸收氫氣，使鑄件產(chǎn)

生氣孔、夾渣等缺陷；鑄造黃銅：以銅和鋅為主要合金元素的銅合金

重載低速下的耐磨和耐蝕件：軸承、齒輪和閥門等鑄造青銅：以鋅和鎳以外的元素為主要合金元素的銅合金第二章

金屬的塑性成形

金屬坯料外力塑性變形產(chǎn)生改變形狀改變尺寸改善性能達(dá)到毛坯零件得到1、金屬塑性成形的定義壓力很大，功率巨大，又稱為壓力加工。

材料的塑性是塑性成形的前提條件（內(nèi)因）；對(duì)加工材料施加外力和做功（外因）。兩個(gè)基本成形條件：2、金屬塑性成形技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1．力學(xué)性能高1）組織致密；2）晶粒細(xì)化；3）壓合鑄造缺陷；4）使纖維組織合理分布。2．節(jié)約材料1）力學(xué)性能高，承載能力提高；2）減少金屬消耗（與切削加工相比）。3．生產(chǎn)率高4．精度較高缺點(diǎn)：不能加工脆性材料（如鑄鐵）和形狀特別復(fù)雜（特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜）或體積特別大的零件或毛坯。1.1金屬塑性變形的本質(zhì)1.1.1單晶體（晶內(nèi)）的塑性變形

(a)未變形(b)彈性變形(c)彈塑性變形(d)彈性恢復(fù)后的塑性變形單晶體滑移變形晶體的一部分相對(duì)一部分沿一定的晶面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。1.1.1單晶體（存在缺陷）的塑性變形

(a)未變形(b)位錯(cuò)移動(dòng)(c)位錯(cuò)移動(dòng)(d)塑性變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起塑性變形1.1.2多晶體（實(shí)際金屬）的塑性變形

多晶體塑性變形的主要方式是滑移變形。晶內(nèi)：滑移晶間：滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)

宏觀塑性變形多晶體塑性變形1.2金屬塑性變形的組織和性能1.冷變形及其影響1）組織變化的特征：①晶粒沿變形最大方向伸長(zhǎng)；②晶格與晶粒均發(fā)生畸變；③晶粒間產(chǎn)生碎晶。2）性能變化的特征：有利：強(qiáng)化金屬材料不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來(lái)困難加工硬化：常溫下經(jīng)塑性變形后，金屬的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。（a）原始組織（b）變形后的組織圖鑄錠變形前后的組織回復(fù)：加熱到回復(fù)溫度(=(0.2~0.3)T熔點(diǎn)(K))時(shí)，使金屬內(nèi)部原子回復(fù)到平衡狀態(tài)，加工硬化部分消除；再結(jié)晶：加熱到再結(jié)晶溫度時(shí)，金屬原子開(kāi)始以碎晶或雜質(zhì)為核心生長(zhǎng)成新的晶粒，完全消除加工硬化。塑性變形前的組織塑性變形后的組織金屬回復(fù)后的組織再結(jié)晶組織純金屬的再結(jié)晶溫度：T再=0.4T熔點(diǎn)

(K)2.熱變形及其影響1）不產(chǎn)生加工硬化2）使組織得到改善，提高了力學(xué)性能①細(xì)化晶粒；②壓合了鑄造缺陷；③組織致密。1.3纖維組織的利用原則（1）在平行于纖維組織的方向上：材料的抗拉強(qiáng)度提高（2）在垂直于纖維組織的方向上：材料的抗剪強(qiáng)度提高纖維組織的分布比較1.4塑性變形理論及假設(shè)1.4.1最小阻力定律（

LeastResistance）在變形過(guò)程中，如果金屬質(zhì)點(diǎn)有可能向各個(gè)不同方向移動(dòng)，則每一質(zhì)點(diǎn)將沿著阻力最小方向移動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)阻力最小方向是通過(guò)該質(zhì)點(diǎn)指向金屬變形部分周邊的法線方向。圓形正方形矩形坯料鐓粗時(shí)不同截面上質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)方向1.4.2體積不變條件由于塑性變形時(shí)金屬密度變化很小，所以可以認(rèn)為變形前后的體積相等。實(shí)際上在變形中有微小變化。氣孔、縮松被壓合、氧化及耗損等。1.4.3金屬塑性變形程度的計(jì)算金屬的可鍛性是金屬材料在壓力加工時(shí)成形的難易程度?？慑懶缘暮饬恐笜?biāo)1）塑性：2）變形抗力：材料的塑性越好，其可鍛性越好。材料的變形抗力越小，其可鍛性越好。1.5影響塑性變形的因素一、材料性質(zhì)二、加工條件三、應(yīng)力狀態(tài)化學(xué)成分變形溫度金屬組織變形速度一、材料性質(zhì)化學(xué)成分碳

鋼：Fe和C合金鋼：Fe、C和其他合金元素雜

質(zhì)：S、P、N、H、O碳：隨著碳含量的增加，滲碳體的量增加，從而使的塑性降低，抗力提高。磷：有害雜質(zhì)。冷脆性硫：有害雜質(zhì)。熱脆性（FeS）氮：Fe4N使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性大為降低。氫：氫脆現(xiàn)象氧：Fe3O4、FeO、MnO和SiO2等雜質(zhì)形式存在。金屬組織1.單相組織比多相組織塑性好，變形抗力低；2.晶粒細(xì)化有利于提高金屬的塑性，同時(shí)提高變形抗力；3.鑄態(tài)組織具有粗大晶粒和夾雜、氣泡、縮孔和縮松等缺陷時(shí)，會(huì)降低金屬的塑性。二、加工條件變形溫度變形速度三、應(yīng)力狀態(tài)三向壓應(yīng)力—塑性最好三向拉應(yīng)力—塑性最差金屬塑性變形時(shí)，三個(gè)方向中壓應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬表現(xiàn)出的塑性越好；拉應(yīng)力的數(shù)目多，則金屬的塑性就差。金屬的可鍛性取決于金屬的性質(zhì)和變形條件。力求創(chuàng)造最有利的變形加工條件，提高塑性，降低變形抗力，達(dá)到塑性加工的目的。應(yīng)使能耗低、耗材少、生產(chǎn)率高、品質(zhì)好。第7章鍛造成形技術(shù)7.1自由鍛（熱變形）7.2模鍛

錘上模鍛、壓力機(jī)上模鍛7.3胎模鍛2.1自由鍛（熱變形）上砧鐵下砧鐵坯料——利用沖擊力或靜壓力使金屬在上下兩個(gè)砧鐵之間產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件?！に囲`活，通用性強(qiáng)；—精度低，加工余量大；—是大型和特大型鍛件的唯一成形方法。根據(jù)變形性質(zhì)和程度不同，自由鍛工序可分為：基本工序、輔助工序和精整工序。工序基本工序輔助工序精整工序鐓粗、拔長(zhǎng)沖孔、彎曲扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移壓鉗口壓棱邊壓肩整形鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移鐓粗：是使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。適于餅塊、盤套類鍛件的生產(chǎn)。2.1.1自由鍛工序2.1.1.1基本工序全鐓粗局部鐓粗高度和直徑比圓形截面：2.5~3方形截面：3.5~4全鐓粗局部鐓粗鐓粗部分高度和直徑比

2.5~3拔長(zhǎng)：是使坯料橫截面積減小、長(zhǎng)度增大的工序。適于軸類、桿類鍛件的生產(chǎn)。2.1.1.1基本工序沖孔：是使坯料具有通孔或盲孔的工序。2.1.1.1基本工序<25mm的孔不鍛出薄坯料（H/D<0.125），一次沖出；坯料較厚，一邊沖孔深到2/3時(shí)，翻轉(zhuǎn)工件，從反面沖透。坯料直徑/孔徑>2.52.1.1.2自由鍛輔助工序——壓肩，壓鉗口等，是在基本工序之前的預(yù)變形工序。壓肩2.1.1.3自由鍛精整工序——清除鍛件表面凸凹不平，整形等以提高鍛件的尺寸及位置精度等的工序，在基本工序之后進(jìn)行。自由鍛造成形過(guò)程零件圖繪制鍛造圖計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸、下料確定工序、加熱溫度和設(shè)備等加熱坯料鍛打檢驗(yàn)鍛件2.1.2自由鍛

工藝設(shè)計(jì)——根據(jù)零件圖繪制鍛件圖、計(jì)算坯料的質(zhì)量與尺寸、確定鍛造工序、選擇鍛造設(shè)備和確定坯料加熱、冷卻及熱處理規(guī)范和填寫工藝卡等。2.1.2.1繪制鍛件圖——在零件圖的基礎(chǔ)上考慮加工余量、鍛造公差、工藝余塊（敷料）等之后繪制的圖，它是組織生產(chǎn)過(guò)程、制定操作規(guī)范、控制和檢驗(yàn)產(chǎn)品品質(zhì)的依據(jù)。敷料加工余量鍛件公差考慮因素：2.1.2.1繪制鍛件圖敷料為了簡(jiǎn)化鍛件形狀便于鍛造而增添的金屬部分2.1.2.1繪制鍛件圖鍛造余量典型鍛件圖2.1.2.2計(jì)算坯料的質(zhì)量及尺寸自由鍛所用坯料的質(zhì)量為鍛件的質(zhì)量與鍛造時(shí)各種金屬消耗的質(zhì)量之和，可由下式計(jì)算：G坯料=G鍛件+G燒損+G料頭

G燒損——首次加熱取(2~3%)G鍛件,以后每次加熱，取(1.5~2.0%)G鍛件

G料頭——

(2~4%)G鍛件（鍛鋼件）2.1.2.2計(jì)算坯料的質(zhì)量及尺寸根據(jù)坯料重量和比重確定體積；坯料的橫截面尺寸的確定與第一基本工序有關(guān)；還必須考慮鍛造比。鍛件質(zhì)量是根據(jù)名義尺寸計(jì)算的：G鍛件

=r×V鍛件

式中：G鍛件

——鍛件的質(zhì)量

r

——金屬的密度V鍛件——鍛件的體積

2.1.2.3基本工序的選用軸類件:拔長(zhǎng)（鐓粗、拔長(zhǎng)）、壓肩、鍛臺(tái)階筒類件:鐓粗（拔長(zhǎng)、鐓粗）、沖孔、心軸上拔長(zhǎng)環(huán)類件:鐓粗（拔長(zhǎng)、鐓粗）、沖孔、心軸上擴(kuò)孔彎曲類件:拔長(zhǎng)（鐓粗、拔長(zhǎng)）、彎曲曲軸類件:拔長(zhǎng)（鐓粗、拔長(zhǎng)）、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)盤類件:鐓粗（局部鐓粗）、沖孔鍛件類別圖例鍛造工序盤類零件鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗），沖孔等軸類零件拔長(zhǎng)（或鐓粗－拔長(zhǎng)），壓肩，鍛臺(tái)階等桶類零件鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗），沖孔，在芯軸上拔長(zhǎng)等環(huán)類零件鐓粗（或拔長(zhǎng)－鐓粗），沖孔，在芯軸上擴(kuò)孔等彎曲類零件拔長(zhǎng)，彎曲等2.1.2.4選擇鍛造設(shè)備（確定噸位數(shù)G）鐓粗:G=（0.002~0.003）?

K?A[Kg]

式中,K—與材料強(qiáng)度極限有關(guān)的因數(shù)，查表確定；

A—鐓粗后的橫截面積，cm3。

拔長(zhǎng):G=2.5?A0A0—拔長(zhǎng)前的橫截面積，cm3。查表法

經(jīng)驗(yàn)類比法；2.1.2.5坯料加熱確定鍛造溫度范圍的原則：

鍛造溫度范圍應(yīng)盡可能寬，以便有充足的鍛造時(shí)間，從而降低加熱次數(shù)和材料消耗，提高生產(chǎn)率。2.1.3自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性原則1：避免錐體或斜面結(jié)構(gòu)。在滿足使用性能的前提下，鍛件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，易于鍛造。原則2：避免幾何體之間的相交線為空間曲線。原則3：避免加強(qiáng)筋、凸臺(tái)。原則4：合理采用組合結(jié)構(gòu)。215自由鍛典型過(guò)程舉例①盤類鍛件的鍛造過(guò)程②軸類鍛件的鍛造過(guò)程2.2模鍛——將金屬坯料置于鍛模模膛內(nèi)，在沖擊力和壓力下產(chǎn)生塑性流動(dòng)，充滿模膛并獲得與之形狀相同的鍛件。

特點(diǎn)（與自由鍛相比）：生產(chǎn)率高、易于機(jī)械化，可成批大量生產(chǎn)；能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，并可使金屬流線分布更為合理，提高零件的使用壽命；鍛件尺寸精度高，Ra值小；節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量。但是：模具成本高，需有專用的模鍛設(shè)備，不適合于單件或小批量生產(chǎn)2.2.1模鍛的分類（按鍛模類型）2.2.1.1胎模鍛——是在自由鍛設(shè)備上使用簡(jiǎn)單的非固定模具（胎模）生產(chǎn)模鍛件的一種工藝方法。2.2.1.2錘上模鍛——利用鍛模錘，產(chǎn)生沖擊力使金屬變形，可以多次鍛打成形。2.2.2鍛模模膛及其功用鍛模結(jié)構(gòu)：1－錘頭

2－上模

3－飛邊槽

4－下模

5－模墊

6、7、10－緊固楔鐵

8－分模面

9－模膛2.2.2鍛模模膛及其功用——按功能可分為：模鍛模膛和制坯模膛。模鍛模膛分為：終鍛模膛和預(yù)鍛模膛；制坯模膛分為：拔長(zhǎng)、滾擠、彎曲、切斷模膛等2.2.2鍛模模膛及其功用終鍛模膛：終鍛模膛尺寸>鍛件尺寸模膛四周有飛邊槽：沖孔連皮帶有沖孔連皮及飛邊的模鍛件1—飛邊；2—分模面；3—沖孔連皮；4—鍛件預(yù)鍛模膛：沒(méi)有飛邊槽；圓角和斜度較大。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單或批量不大的模鍛件可以不設(shè)預(yù)鍛模膛。使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，這樣再進(jìn)行終鍛時(shí)金屬容易充滿終鍛模膛，同時(shí)也減小了終鍛模膛的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。制坯模膛：拔長(zhǎng)、滾擠、彎曲、切斷模膛等拔長(zhǎng)模膛：減少橫截面積，增加長(zhǎng)度。滾擠模膛：減少某部分橫截面積，

增加另一部分的橫截面積。彎曲模膛：對(duì)于彎曲的桿類模鍛件，

需用彎曲模膛來(lái)彎曲坯料。切斷模膛：在上模與下模的角部組成

一對(duì)刀口，用來(lái)切斷金屬

成形模膛、鐓粗臺(tái)及擊扁面單膛鍛?；蚨嗵佩懩！Ｄｅ戇^(guò)程零件圖繪制模鍛件圖計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸確定工序、加熱溫度、設(shè)備等模膛設(shè)計(jì)和制造坯料加熱模鍛修整（切邊、沖連皮等）熱處理、清理、精壓、檢驗(yàn)合格鍛件2.2.3模鍛工藝規(guī)程的制定——根據(jù)零件圖繪制鍛件圖、計(jì)算坯料的質(zhì)量與尺寸、確定模鍛工步（設(shè)計(jì)或選擇模膛）、選擇鍛造設(shè)備和確定加熱規(guī)范及安排修整工序等。2.2.3.1鍛件圖設(shè)計(jì)1.選擇分模面——上、下鍛模在鍛件上的分界面原則1：保證模鍛件能從模膛中順利取出，一般分模面應(yīng)分模面應(yīng)選在模鍛件最大尺寸的截面上。X原則2：應(yīng)使上、下兩模沿分模面的模腔輪廓一致。以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模現(xiàn)象，便于及時(shí)調(diào)整鍛模位置。X原則3：最好使分模面為一個(gè)平面，并使上下鍛模的模膛深度基本一致。X原則4：選定的分模面應(yīng)該使零件上所加的敷料最少。原則5：最好把分模面選取在能使模膛深度最淺處，這樣可使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件。X2.確定機(jī)加工余量和鍛件公差模鍛件的加工余量、公差<自由鍛件其數(shù)值根據(jù)鍛件大小、形狀和精度等級(jí)有所不同，一般機(jī)加工余量為1-4mm，公差為-0.3mm-+3mm之間（查有關(guān)手冊(cè)）。對(duì)于孔徑d>25mm的模鍛件，孔應(yīng)鍛出，但須留沖孔連皮；沖孔連皮厚度：當(dāng)孔徑為Φ30~Φ80時(shí)，

連皮厚度為4~8mm。注意：3.確定模鍛斜度模鍛件上凡平行于鍛壓方向的表面（或垂直于分模面的表面）都須具有斜度。常用的模鍛斜度系列為：3°，5°，7°，10°，12°，15°模膛深度越深，模鍛斜度越大內(nèi)壁斜度比外壁斜度大2~5°有頂出裝置，模鍛件上的斜度可減小一級(jí)。4.確定模鍛圓角半徑鋼的模鍛件外圓角半徑(ｒ)一般取1.5mm～12mm，內(nèi)圓角半徑(R)比外圓角半徑大2～3倍。模膛深度越深，圓角半徑值越大。5.留出沖孔連皮錘上模鍛不能直接鍛出通孔，孔內(nèi)留有一定厚度的金屬層，稱為沖孔連皮，鍛后在壓力機(jī)上沖除。2.2.3.2坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算坯料質(zhì)量=模鍛件質(zhì)量+氧化燒損質(zhì)量+飛邊(連皮)質(zhì)量飛邊質(zhì)量=（20%~25%）模鍛件質(zhì)量氧化燒損質(zhì)量=（3%~4%）（模鍛件質(zhì)量+飛邊質(zhì)量）其他規(guī)則可參照自由鍛坯料質(zhì)量及尺寸計(jì)算。2.2.3.3模鍛工步的確定和模膛種類選擇盤類：常選用鐓粗-終鍛工序?qū)τ谝恍└咻嗇灐⒈≥嗇椀哪ｅ懠翰捎苗叴帧A(yù)鍛—終鍛工序制坯工序、預(yù)鍛工序和終鍛工序的確定長(zhǎng)軸類：預(yù)鍛—終鍛；滾擠—預(yù)鍛—終鍛；拔長(zhǎng)—滾擠—預(yù)鍛—終鍛；拔長(zhǎng)—滾擠—彎曲—預(yù)鍛—終鍛等2382.2.4模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鍛造工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約金屬、保證鍛件質(zhì)量、生產(chǎn)率高。原則1：模鍛件必須具有一個(gè)合理的分模面：保證鍛件易于取出，敷料最少，金屬流線好；原則2：與分模面垂直的非加工表面應(yīng)設(shè)計(jì)出模鍛斜度。兩個(gè)非加工表面形成的角（包括內(nèi)角和外角）都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計(jì)。原則3：為使金屬易于充滿模膛和減少工序，模鍛件外形力求簡(jiǎn)單、平直和對(duì)稱——模鍛件截面間差別不能太大，避免薄壁、高筋或凸起等結(jié)構(gòu)。原則4：盡量避免深孔和多孔結(jié)構(gòu)。原則5：復(fù)雜件可采用鍛-焊組合工藝以減少工藝余塊，簡(jiǎn)化模鍛工藝。軋制擠壓拉拔自由鍛造模型鍛造板料沖壓1.軋制：將金屬坯料通過(guò)一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮成型軋制使材料截面減小，長(zhǎng)度增加的壓力加工方法。軋制示意圖產(chǎn)品截面圖2.擠壓：用沖頭或凸模對(duì)放置在凹模中的坯料加壓，使之產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而獲得相應(yīng)于模具的型孔或凹凸模形狀的制件的一種壓力加工方法。3.拉拔：是用外力作用于被拉金屬的前端，將金屬坯料從小于坯料斷面的?？字欣觯垣@得相應(yīng)的形狀和尺寸的制品的一種塑性加工方法。由于拉拔多在冷態(tài)下進(jìn)行，因此也叫冷拔或冷拉。4.自由鍛造：是利用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個(gè)方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀及尺寸和一定機(jī)械性能的鍛件的一種加工方法，簡(jiǎn)稱自由鍛。上砥鐵下砥鐵坯料5.模型鍛造：是指在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，生產(chǎn)率高。下模坯料上模6.板料沖壓：是利用沖模，使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。因多數(shù)情況下板料無(wú)須加熱，故稱冷沖壓，又簡(jiǎn)稱冷沖或沖壓。坯料凹模凸模壓板軋制、擠壓、拉拔：主要是用來(lái)生產(chǎn)各類型材、板材、管材等工業(yè)上作為二次加工的原（材）料，也可用來(lái)直接生產(chǎn)毛坯或零件，如熱軋鉆頭、齒輪、齒圈，冷軋絲桿，擠壓葉片等；鍛造（自由鍛和模鍛）：生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌度的機(jī)械零件毛坯，如重要的軸類，齒輪、連桿類，槍炮管等；板料沖壓：汽車制造、船舶、電器、儀表、標(biāo)準(zhǔn)件、日用品等工業(yè)中。第三章

金屬的焊接成形2521.1焊接的概念和特點(diǎn)——通過(guò)加熱或加壓（或兩者同時(shí)并用），可使用或不用填充材料，使分離焊件產(chǎn)生原子結(jié)合和擴(kuò)散而連接成一體的一種加工方法。1.1.1焊接的概念和分類根據(jù)實(shí)現(xiàn)原子結(jié)合的途徑不同，焊接技術(shù)分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。253焊接熔焊壓焊釬焊母材局部熔化，填充金屬材料,不加壓加熱或不加熱，以加壓為主母材不熔化，填充釬料熔化電弧焊氣焊、電渣焊電子束、激光焊電阻焊摩擦焊超聲波焊、爆炸焊軟釬焊（錫焊）硬釬焊（銅焊、銀焊）2541.1.2焊接的特點(diǎn)

可以實(shí)現(xiàn)異種材料的永久性連接，可節(jié)省貴重材料；

可以化大為小，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單；

焊件整體剛度大，接頭力學(xué)性能好，密封性好；

容易產(chǎn)生裂紋等缺陷，不可拆卸。

容易產(chǎn)生變形，殘余應(yīng)力及應(yīng)力集中。2551.1.3焊接的應(yīng)用——焊接技術(shù)在機(jī)器制造、造船工業(yè)、建筑工程、航空及航天工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。舊金山的金門大橋，它是由87750噸鋼材焊接拼成的。采用焊接工藝制造的核潛艇2562.1熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn)熔焊的焊接過(guò)程是利用熱源先把工件局部加熱到熔化狀態(tài)，形成熔池，然后隨著熱源向前移去，熔池液體金屬冷卻結(jié)晶，形成焊縫。熔焊過(guò)程焊接方向257熱源熔池保護(hù)焊縫填充材料熱源：電弧、等離子弧、電渣熱、電子束、激光束2.1.1熔焊的三個(gè)要素258——在電極與工件間強(qiáng)烈而持久的氣體介質(zhì)放電現(xiàn)象，即氣體介質(zhì)被擊穿而導(dǎo)電。熱源：電弧、等離子弧、電渣熱、電子束、激光束259陰極區(qū)（負(fù)極端10-5~10-6cm）:熱量約占36%，平均溫度2400K；弧柱區(qū)（中間區(qū)）：熱量21%，弧柱中心溫度可達(dá)6000

~

8000K。陽(yáng)極區(qū)（正極端10-3~10-4cm）：熱量約占43%，平均溫度2600K;260直流焊機(jī)的正接、反接正接——工件接電源正極，焊條接負(fù)極反接——工件接電源負(fù)極，焊條接正極用鋼焊條焊接鋼材時(shí)：交流電焊機(jī)無(wú)正接與反接，兩極溫度均約為2500K。陽(yáng)極區(qū)（正極端）~2600K(熱量43%)

陰極區(qū)（負(fù)極端）~2400K(熱量36%)