金屬材料加工工藝簡介.ppt

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1、第六章金屬材料及加工工藝在鋼、鐵和合金為代表的現(xiàn)代工業(yè)社會，金屬材料以其優(yōu)良的力學(xué)性能、加工性能和獨(dú)特的表面特性，成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一大主流材質(zhì)(圖6—1)。第六章金屬材料及加工工藝6.1金屬材料的固有特性金屬材料是金屬及其合金的總禰。金屬的特性是由金屬結(jié)合鍵的性質(zhì)所決定的。金屬的特性表現(xiàn)在以下幾個方面：①金屬材料幾乎都是具有晶格結(jié)構(gòu)的固體，由金屬鍵結(jié)合而成。②金屬材料是電與熱的良導(dǎo)體。③金屬材料表面具有金屬所特有印色彩與光澤④金屬材料具有良好的展延性。⑤金屬可以制成金屬間化合物，可以與其他金屬或氫、硼、碳、氮、氧、磷與硫等非金屬元素在熔融態(tài)下形成合金，以改善金屬的性能。合金可根

2、據(jù)添加元素的多少，分為二元合金、二元合金等。⑥除了貴金屬之外，幾乎所有金屬曲化學(xué)性能都較為活潑，易于氧化而生銹。第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工金屬的成型方法可區(qū)分為鑄造、塑性加工、切削加工、焊接與粉末冶金五類。1．鑄造將熔融態(tài)金屬澆入鑄型后，冷卻凝固成為具有一定形狀鑄件的工藝方法。鑄造是生產(chǎn)金屬零件毛坯的主要工藝方法之一，與其他工藝方法相比，鑄造成型生產(chǎn)成本低，工藝靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)，適合生產(chǎn)不同材料、形狀和重量的鑄件，并適合于批量生產(chǎn)。但它的缺點(diǎn)是公差較大，容易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。鑄造按鑄型所用材料及澆注方式分為砂型鑄造、熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造以及離心

3、鑄造等。常用的鑄造材料有鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等，通常根據(jù)不同的使用目的、使用壽命和成本等方面來選用鑄件材料。圖6-2為采用鑄造方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工(1)砂型鑄造俗稱翻砂，用砂粒制造鑄型進(jìn)行鑄造的方法。主要工序有：制造鑄模，制造砂鑄型(即砂型)，澆注金屬液，落砂，清理等。砂型鑄造適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎不受鑄件形狀、尺寸、重量及所用金屬種類的限制，工藝設(shè)備簡單，成本低，為鑄造業(yè)廣泛使用。圖6—3砂型鑄造的基本工藝過程第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工(2)熔模鑄造又稱失蠟鑄造，為精密鑄造方法之一，是常閑的鑄造方法。熔模

4、鑄造的工藝過程如圖6-4所示。①制作母模：母模是鑄件的基本模樣，用于制造壓型?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)方案用適當(dāng)?shù)牧现谱髂改?。②制作壓型：壓型是制造蠟?zāi)５奶厥忤T型可采用易熔合金、石膏或硅橡膠制作。用硅橡膠制作壓型時，將母模均勻的刷上壓型常用鋼或鋁合金加工而成，小批量時層硅橡膠，然后貼一層紗布，如此反復(fù)五六次，視鑄件的大小決定。外層用石膏固定，待硅橡膠模固化后，取出母模，即翻制得硅橡膠模壓型。第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工③制作蠟?zāi)＃褐圃煜災(zāi)５牟牧嫌惺灐⒎湎?、硬脂酸和松香等，常?0％石蠟和硬脂酸的混合料。將熔化好的蠟料倒入壓型內(nèi)，同時不斷的翻轉(zhuǎn)壓型，使蠟料均勻形成蠟?zāi)?/p>

5、，待蠟料冷卻后便可從壓型中取出，修毛刺后即得蠟?zāi)?。批量生產(chǎn)時則將多個蠟?zāi)＝M裝成蠟?zāi)＝M。使用蠟棒粘接蠟?zāi)Ｖ谱鳚沧⒘鞯?，澆注流道要有澆注口和出口。④制作型殼：在蠟?zāi)Ｉ暇鶆虻厮⒁粚幽突鹜苛?如水玻璃溶液)，灑一層耐火砂，使之硬化成殼。如此反復(fù)涂三四次，便形成具有一定厚度的由耐火材料構(gòu)成的型殼(灑耐火砂先細(xì)后粗）。⑤脫蠟：將制作好的型殼放入爐中烘烤，使蠟?zāi)Ｈ刍鞒霾⒒厥?，從而得到一個中空的型殼。⑥焙燒和造型：將型殼進(jìn)行高溫焙燒，以增加型殼強(qiáng)度。為進(jìn)一步提高型殼強(qiáng)度，防止?jié)沧r型殼變形或破裂，可將型殼放在箱體中，周圍用干砂填充。第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工⑦澆注：

6、將型殼保持一定溫度，澆注金屬溶液。⑧脫殼：待金屬液凝固后，去除型殼，切去澆口，清理毛刺，獲得所需鑄件。熔模鑄造尺寸精確，鑄件表面光潔，無分型面，不必再加工或少加工。熔模鑄造工序較多，生產(chǎn)周期較長，受型殼強(qiáng)度限制，鑄件重量一般不超過25kg。適用于多種金屬及合金的中小型、薄壁、復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工(3)金屬型鑄造用金屬材料制作鑄型進(jìn)行鑄造的方法，又稱永久型鑄造或硬型鑄造。鑄型常用鑄鐵、鑄鋼等材料制成，可反復(fù)使用，直至損耗。金屬型鑄造所得鑄件的表面光潔度和尺寸精度均優(yōu)于砂型鑄件，且鑄件的組織結(jié)構(gòu)致密，力學(xué)性能較高。適用于中小型有色金屬

7、(如鋁、銅、鎂及其合金等)鑄件和鑄鐵鑄件的生產(chǎn)。(4)壓力鑄造簡稱壓鑄。在壓鑄機(jī)上，用壓射活塞以較高的壓力和速度將壓室內(nèi)的金屬液壓射到模腔中，并在壓力作用下使金屬液迅速凝固成鑄件的鑄造方法。屬于精密鑄造方法。鑄件尺寸精確，表面光潔，組織致密，生產(chǎn)效率高。適合生產(chǎn)小型、薄壁的復(fù)雜鑄件，并能使鑄件表面獲得清晰的花紋、匿案及文字等。主要用于鋅、鋁、鎂、銅及其合金等鑄件的生產(chǎn)。第六章金屬材料及加工工藝6.2金屬材料的工藝特性成型加工(5)離心鑄造將液態(tài)金屬澆入沿垂直軸或水平軸