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材料成形技术基础

一、金属材料成形的分类（热）1、液态成形（铸造）－熔融状态（高温）的金属进入特定材料预先形成的空（型）腔，冷却后取出。2、固态成形（锻造）－固态金属在一定温度下，借助外力产生所需（形状）的塑性变形。冷冲压。3、连接成形（焊接）－两部分固态金属局部融化（局部高温）后融合成一部分。

成形方法介绍各种成形的基本工艺原理与相关的影响因素。结构工艺工件通过各种成形方法生产时所需的基本结构要求。内容成形工艺各种成形生产过程中的基本工艺参数及条件。（温度、尺寸等）

时间教学方式考核要求：注意平时成绩（实验）参考书机械制造基础、工程材料与成形技术、金属工艺学（邓文英）学习方法

第一章金属材料液态成形技术概述1、定义：液态合金、浇注、型腔、冷却、取出（获得）－－毛坯。2、种类：砂型、特种、新型3、特点：机械零件或毛坯的主要方法，尤其是内腔和外形复杂的制件。可用材料广泛，且价格低。砂型铸造应用广泛，并具有典型性，它的缺陷及成因直接影响设计及选择。

凝固及特点金属从液态到固态必然经过一特殊过程－凝固，金属的凝固过程又称结晶。（结晶－组织－性能）金属的凝固一般三个区并存：液、固、凝固根据金属合金成分不同，结晶过程三个区存在的情况随温度变化也不同。结晶温度范围越窄的合金，凝固区就越小，反之越大。（FeC合金成分与结晶温度范围）第一节金属液态成形原理

凝固方式逐层：纯金属或共晶成分合金（液-固直接）糊状：由于在较宽的温度范围同时（枝状）开始结晶，“凝固”区覆盖面大，最后呈糊状。中间：大多数合金的状态。

影响凝固方式的因素合金的结晶温度范围成分靠近共晶点的材料易形成逐层铸件的温度梯度主要是内外层温度差别。梯度大易形成逐层结晶（例：铸型材料不同）

充型性：充型能力：充满且形状完整、轮廓清晰可通过流动时间、流动速度改变影响充型能力的因素A、流动性：填充能力；排杂能力；补缩测量：螺旋形流动试样合金种类及成分对流动性影响较大灰铸铁－硅黄铜－铸钢（熔点高）还有：形式（层状光滑）、熔点、导热性

B、浇注温度及压力温度：薄壁上限、厚大下限（？）压力：重力-慢；人为附加外力-快C、铸型条件导热－冷却铸型温度、透气性、表面粗糙度D、铸件结构：流动断面宽窄程度－－壁厚复杂散热面大（大平面）

三、收缩性1、收缩三阶段液态－凝固－固态液面下降收缩2、影响因素A、合金种类（灰铸铁－铝合金－铜合金－铸钢）B、温度：温差C、形状：冷却速度、铸型阻碍

四、缩孔的形成与防止1、形成必然性－－壳、体积减少、补充2、位置热节？凝固等温线法、内切圆法、计算机模拟3、防止顺序凝固：使离开“进口”的温度梯度下降A、浇口直补B、冒口：转移缺陷C、冒口与冷铁：提高局部冷却速度铸件壁断面上，在内切圆直径最大处或等温线未穿过的区域将最后凝固，该区域称为“热节”

缩松的形成？铸造应力与变形、裂纹机械应力：收缩时受型腔阻碍相变应力：液－固转换时体积变化热（内）应力的形成大小、冷却不同步－－先后完成收缩－部分材料弹性变形无法正常完成－－互相妥协形成对应的应力哪部分受拉？规律？变形发生在何时？

内应力的防止结构上：壁厚均匀、对称工艺上：同时凝固产生的后消除：材料组织调整－时效－？变形的发生与控制判断变形方向“预变形”机加工的工艺安排

裂纹热（高温）裂：晶界间在熔合时受FeS的影响结合力较差，在内应力的作用下产生裂痕。冷裂：由于磷共晶物冷脆，在弹性状态下受拉或发生应力集中，产生裂纹。防止：P、S含量（内）、减低内应力气孔由铸件内部残留气体形成。（与缩孔的区别？）

缩孔缩松02固态收缩（线收缩）03液态收缩和凝固收缩01影响铸件尺寸精度铸造应力变形裂纹04总结：三类收缩的对铸件质量的影响

常用合金的铸造性能铸铁灰铸铁（HT）：流动性好、收缩性小球墨铸铁（QT）：流动性略差、收缩性大，内应力较大，需要工艺上增加控制铸钢：温度高、糊状结晶，缺陷大铸铝：氧化。铝硅；铝铜铸铜：收缩大

型芯01型（芯）砂02模样03金属材料的熔炼04型腔（型芯）05冷却06带砂的工件07工件08七、砂型铸造流程

手工：适应性强（尺寸）、成本低；单件、小批量；劳动强度大、效率低、精度质量都较差；操作技术要求高；环境差