金属材料八大成形工艺.docx
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1、金属材料八大成形工艺金属材料成形方法是零件设计的重要内容,也是制造者们极度关心的问题,金属成形工艺的八大工艺:铸造、塑性成形、机加工、焊接、粉末冶金、金属注射成型、金属半固态成型、3D打印。O1铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为金属液态成形或铸造。工艺流程:液体金属一充型T凝固收缩一铸件工艺特点:1)可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。2)适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。3)材料来源广,废品可重熔,设备投资低。4)废品率高、表面质量较低、劳动条件差。铸造分类:消失模铸造挤压铸造真空铸造金属型
2、铸造离心铸造低压铸造压力铸造熔模铸造砂型铸造(1)砂型铸造(sandcasting)砂型铸造:在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。工艺流程:技术特点:1)适合于制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯;2)适应性广,成本低;3)对于某些塑性很差的材料,如铸铁等,砂型铸造是制造其零件或,毛坯的唯一的成形工艺。应用:汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件(2)熔模铸造(investmentcasting)熔模铸造:通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案
3、。常称为失蜡铸造。工艺流程:脱壳酸洗钝化-处理入检一蛉;3)能够铸造外优点:1)尺寸精度和几何精度高;2)表面粗糙度高型复杂的铸件,且铸造的合金不受限制。缺点:工序繁杂,费用较高应用:适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。(3)压力铸造(diecasting)压铸:是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。-启橙设计与制造藐藁熔炼保温.ssf-m:-1yos优点:1)压铸时金属液体承受压力高,流速快2)产品质量好,尺寸稳定,互换性好;3)生产效率高,压铸模使用次数多;4)适合大批大量生产,经济效益好。缺点
4、:1)铸件容易产生细小的气孔和缩松。2)压铸件塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作;3)高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大。应用:压铸件最先应用在汽车工业和仪表工业,后来逐步扩大到各个行业,如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等多个行业。低压铸造:是指使液体金属在较低压力(0.020.06MPa)作用下充填铸型,并在压力下结晶以形成铸件的方法工艺流程:Movingp1atenJPressurisinggasesFi11sta1kMeta1fi11技术特点:1)浇注时的压力和速度可以调节,故可适用于各种不同铸型(如金属型、砂型等)
5、,铸造各种合金及各种大小的铸件;2)采用底注式充型,金属液充型平稳,无飞溅现象,可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷,提高了铸件的合格率;3)铸件在压力下结晶,铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁,力学性能较高,对于大薄壁件的铸造尤为有利;4)省去补缩冒口,金属利用率提高到9098%;5)劳动强度低,劳动条件好,设备简易,易实现机械化和自动化。应用:以传统产品为主(气缸头、轮毂、气缸架等)。(5)离心铸造(CentrifUga1casting)离心铸造:是将金属液浇入旋转的铸型中,在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法。工艺流程:优点:1)几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗,提高工艺出品
6、率;2)生产中空铸件时可不用型芯,故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力;3)铸件致密度高,气孔、夹渣等缺陷少,力学性能高;4)便于制造筒、套类复合金属铸件。缺点:1)用于生产异形铸件时有一定的局限性;2)铸件内孔直径不准确,内孔表面比较粗糙,质量较差,加工余量大;3)铸件易产生比重偏析。应用:离心铸造最早用于生产铸管,国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺,来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。(6)金属型铸造(gravitydiecasting)金属型铸造:指液态金属在重力作用下充填金属铸型并
7、在型中冷却凝固而获得铸件的一种成型方法。工艺流程:优点:1)金属型的热导率和热容量大,冷却速度快,铸件组织致密,力学性能比砂型铸件高15%左右。2)能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件,并且质量稳定性好。3)因不用和很少用砂芯,改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。缺点:1)金属型本身无透气性,必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体;2)金属型无退让性,铸件凝固时容易产生裂纹;3)金属型制造周期较长,成本较高。因此只有在大量成批生产时,才能显示出好的经济效果。应用:金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件,也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
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