第四章金属材料的成型工艺.pptVIP

第四章金属材料的成型工艺 第一节铸造工艺 第二节压力加工技术 第三节金属与金属的连接 第一节铸造工艺 一、铸造的基本概念 把熔化的金属熔液浇注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，待熔液凝固并冷却后获得毛坯或零件的工艺过程称为铸造。 根据铸造中浇注的铸型不同，可分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳模铸造及磁型铸造等;也可根据铸造工艺方法的不同分为压力铸造、离心铸造及实心铸造等。 二、常用的铸造金属 铸造工艺过程中通常使用的材料主要有铸铁等四种。 1.铸铁 铸铁是广泛应用的一种以铁一碳一硅为主的多元铁基合金，普通铸铁的化学成分大致为含碳2.11 %-4.0%;含硅1 %-3 %;含锰0.4%一1.5%;含磷0.01 %-0.5%:含硫0.02%-0.20%。 第一节铸造工艺 有些铸铁中，还加入了少量的钥、铜、镍、铬、铝等而成为合金铸铁，以增加铸铁的耐酸、耐热及无磁性等特殊性能。 铸铁中的碳主要以游离状石果存在，由于游离石果的力学强度低而形成力学的空洞作用，因此会造成铸铁的脆性。但石果的存在却能改善铸铁的耐磨性、抗振性及加工工艺性等，并铸铁价格较低，且制造工艺简便。常用的铸铁型号为HT200。 2.铸钢 常用的铸钢其型号为ZG230-450, ZG270-500等。 3.铸铝 铸造铝合金在工业生产中使用极为广泛。铸造铝合金其铸造性能良好，重量也较小，外观质量也仕，且有适当的机械强度;与铸铁、铸钢相比较，铸铝制件的外观装饰效果最仕。常用的铸铝主要有: ①铝一硅合金，其型号有ZL101，ZL102…ZL110等; ②铝一铜合金，其型号有ZL201，ZL202, ZL203等; 第一节铸造工艺 ③铝一镁合金，其型号有ZL301，ZL302等; ④铝一锌合金，其型号有ZL401，ZL402等。 以上型号铸铝中以ZL101和ZL110用的最为普遍。 4.铸铜 铸铜是很多工艺制品的原材料，铸铜件通过表面处理后可仿制成各式各样的古代工艺品;铸铜在现代工业生产中也有着广泛的用途。通常使用的铸铜有铸造黄铜，其型号为ZCuZu16Si4, ZCuZu40Mu, ZCuZu38等，还有铸造青铜，其型号为ZCuSulOZn2. ZCuSu10P1等。 三、铸造工艺过程 在工业产品生产中，使用较多的为熔模铸造和压力铸造。 1.熔模铸造工艺 熔模铸造又称为精密铸造或失蜡铸造。公元前数百年，我国已使用蜡和牛油制作模型，复以钻土，熔去模型而得到型腔，用以铸造各种造型精美、带有花纹和文字的钟鼎和器皿，这种方法就是近代熔模铸造的前身。 第一节铸造工艺 当今的一些艺术珍品，就是用此法制成的。而熔模铸造广泛地应用于工业产品生产上，却是自20世纪40年代才开始的。 熔模铸造的实质是用易熔材料制成模型，在模型表面涂挂耐火涂料后硬化，反复多次，并将模型熔出，焙烧硬壳，即可得到无分型面的铸型。用这种铸型浇铸后即可获得尺寸准确和表面光洁的铸件。 熔模铸造可适用于各种各样的金属铸造，但是限于壳型的强度，在一般熔模铸造的工业产品中，重量都小于25 kg，而尺寸精度可达10-14级。熔模铸造工艺过程如图4-1所示。 (1)压型 压型是制造蜡模的特殊铸型。压型设计应结构合理，使用方便。对精度要求高，批量大的铸件，压型用碳钢、铝合金经机械加工制成，必要时镀铬抛光。批量不大、精度要求不高的铸件，或形状复杂、机械加工困难的压型，可用易熔合金铸造压型。对试制单件、小批量生产、精度要求不高、或形状复杂、加工困难的压型，可采用石膏和塑料制造。但压型的制造精度，通常总比铸件高1-3级。 第一节铸造工艺 (2)蜡模和蜡模组 常用的制模材料是由50%石蜡(CnH2n+2)和50%硬脂酸(C17H35COOH )配成。此模料流动性好，表面光洁，灰分少，但较软，易变形，并受冷易开裂。 为提高生产率及合金利用率，常将多个蜡模熔焊在同一个蜡制的浇注系统上，组成蜡模组，以备制壳之用。 如铸件中部空腔取模困难，可将蜡模分块制造后熔焊成整体。或用尿素[CO(NH2)2]作成型芯，放入压型后再压制蜡模，然后再将蜡模放入水中，除去型芯[CO(NH2)2] +H2O——CO2+2NH3而制成具有复杂内腔的整体蜡模。 (3)涂料和型壳硬化 涂料是耐火材料和黏结剂配制成的悬浮液，有面层涂料和加固层涂料之分，其中面层涂料要求较高的耐火性和化学稳定性。常用的耐火材料有石英(SiO2)、电刚玉(Al2O3)等。常用的黏结剂有水玻璃(Na2O· mSiO2)和硅酸乙酯[(C2H5O)6SiO2+(C2H5O)