材料成形技术基础知识点复习-杨大壮按照制造前后质量变化情况,现代制造过程分类一般分为质量不变过程,质量减少过程,质量增加过程。

机械制造技术是以设计为心的产品技术和以工艺为核心的过程技术构成的。

1、液态金属充满铸型型腔,获得完整、轮廓清晰的铸件的能力称为液态金属充填铸型能力。

流动性指熔融金属的流动能力。

一般用铸件最小壁厚来表征液态金属的充型能力,用螺旋形试样长短来表征液态金属的流动性。

2、影响液态金属充型能力的因素有金属的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。

3、收缩的定义及铸造合金收缩过程(液态、凝固、固态)铸件在液态、凝固和固态冷却过程所产生的体积和尺寸减小现象称为收缩。

液态金属浇入铸型后,从浇注温度冷却到室温都经历液态收缩,凝固收缩,固态收缩三个互相关联的收缩阶段。

4、液态金属凝固过程,由于液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现大而集的孔洞,称缩孔;细小而分散的孔洞称分散性缩孔,简称缩松。

缩孔产生的基本原因是液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值且得不到补偿。

缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域、两壁相交处等热节处。

基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶,铸件由表及里逐层凝固。

缩松产生的基本条件是金属的结晶温度范围较宽,呈体积凝固方式。

缩松常存在于铸件的心区域、厚大部位、冒口根部和内浇道附近。

防止方法:①采用顺序凝固原则②加压补缩5、铸件在凝固和随后的冷却过程,固态收缩收到阻碍而引起的内应力,称为铸造应力。

分类(形成原因):热应力(残余),相变应力,机械阻碍应力(临时)防止和减小的措施:①合理设计铸件结构②尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金③采用同时凝固的工艺④合理设置浇冒口,缓慢冷却⑤若铸件已存在残余应力,可采用人工时效自然时效或振动时效等方法消除产生的缺陷(热裂、冷裂、变形)6/主要气体(H2、N2、O2)金属在熔炼过程会溶解气体。

在浇注过程,因浇包未烘干、铸型浇铸系统设计不当,铸型透气性差以及浇注速度控制不当或型腔内气体不能及时排出等,都会使气体进入金属液,增加金属气体的含量,这就构成了金属的吸气性。

过程:①气体分子撞击到金属液表面②在高温金属液表面上气体分子离解为原子状态③气体原子根据与金属元素之间的亲和力大小,以物理吸附方式或化学吸附方式吸附在金属表面④气体原子扩散进入金属液内部7、铸件凝固后,截面上不同部位以至晶粒内部产生化学成分不均匀现象称为偏析。

宏观偏析(区域偏析):成分不均匀现象表现在较大尺寸范围,主要包括正偏析和逆偏析。

微观偏析:微小范围内的化学成分不均匀现象,一般在一个晶粒尺寸范围左右,包括晶内偏析(枝晶偏析)和晶界偏析。

正偏析:如果是溶质的分配系数K>1的合金,固液界面的液相溶质减少,因此越是后来结晶的固相,溶质的浓度越低,这种成分偏析称为正偏析。

逆偏析:溶质的分配系数K<1的合金进行凝固时,凝固界面上将有一部分溶质排向液相,随着温度的降低,溶质的浓度在固液界面处的液相逐渐增加,越是后来结晶的固相,溶质浓度越高,这种成分偏析成为逆偏析。

8、铸件可能出现那几种气孔:析出性气孔:溶解于熔融金属的气体在冷却和凝固过程,由于溶解度的下降而从合金析出,当铸件表面已凝固,气泡来不及排除而保留,在铸件形成的气孔称析出气孔。

反应性气孔:浇入铸型的熔融金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应产生的气体在铸件形成的孔洞。

成反应气孔。

侵入气孔:是浇注过程熔融金属和铸型之间的热作用使砂型或型芯的挥发物(水份,粘结剂,附加物)挥发生成以及型腔原有的空气,在界面上超过一定界值时,气体就会侵入金属液而未上浮逸出所形成的气孔。

9、熔炼的分类(按合金和熔炼特点)及熔炼的基本要求:分类:根据所熔炼合金的特点,可分为:铸铁熔炼、铸钢熔炼、有色金属熔炼。

根据熔炉的特点可分为:冲天炉熔炼、感应电炉熔炼、坩埚熔炼。

基本要求:熔炼出符合材质性能要求的金属液,而且化学成分的波动应尽量小;熔化并过热金属的高温;有充足和适时的金属液供应;低的能耗和熔炼费用;噪声和排放的污染物严格控制在法定范围内10、浇注系统主要由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成浇注系统的主要功能:①将铸型型腔与浇包连接起来平稳地导入液态金属②挡渣及排除铸型型腔的空气及其他气体③调解铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序④保证液态金属在最合适的时间范围内充满铸型,不使金属过度氧化,有足够的压力头,并保证金属页面在铸型型腔内有适当的上升速度等。

11、铸型能储存一定金属液(同铸件相连接在一起的液态金属熔池)补偿铸件收缩,防止产生缩孔和缩松缺陷的专门技术“空腔”成为冒口。

主要作用是补缩铸件,此外还有集渣和通、排气作用。

设计要求:①凝固时间应大雨或等于铸件(或铸件上被补缩部分)的凝固时间②有足够的金属液补充铸件(或铸件上被补缩部分)的收缩③与铸件被补缩部位间必须存在的补缩通道。

在设计冒口时应保证铸件品质注意节约金属液提高补缩效率。

12、冷铁的作用:加快铸件某一部分的冷却速度,调节铸件的凝固顺序,与冒口配合使用可扩大冒口的有效补缩距离。

各种铸造合金均可使用冷铁。

13、常用的机器造型和制芯方法有哪些?震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型、气冲造型/震实、挤芯、射芯、吹芯14、液态金属的凝固过程,顺序凝固、同时凝固的定义:包括晶核的形成及晶体的长大两个过程顺序凝固:是采用各种措施保证铸件结构各部分,从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度,实现由远离冒口的部分最先凝固,在向冒口方向顺序凝固,使缩孔移至冒口,切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺同时凝固:是指采取一些工艺措施,使铸件个部分温差很小,几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺。

15、砂型铸造的技术特点:适应性广,技术灵活性大,不受零件形状、大小、复杂程度及金属种类的限制,生产准备过程较简单。

但生产的铸件其尺寸精度较差及表面粗糙度较高;铸件的内部品质也较低;在生产一些特殊零件时,技术经济指标较低。

特种铸造的技术特点:铸件的尺寸精度较高,表面粗糙度低。

在生产一些结构特殊的铸件时,具有较高的技术经济指标,铸造生产时可不用砂或少用砂,降低了材料的消耗,改善了劳动条件;生产过程易于实现机械化、自动化。

但特种铸造适应性差,生产准备工作量大,需要复杂的技术装备。

因此,特种铸造技术一般适用于大批量生产16、常用的特种铸造方法、其基本原理和特点:熔模铸造,金属型铸造:金属型铸造的力学性能高,铸件尺寸精度高表面粗糙度低,铸件品质和尺寸稳定,能节约金属,压力铸造:是将液态或半固态金属在高压作用下以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力作用下结晶凝固而获得铸件的铸造方式。

高压和高速充填铸型型腔是压铸的两大特点。

离心铸造:将液态金属浇入旋转的铸型,使液态金属在离心力的作用下充填铸型结晶凝固而获得铸件的铸造方法。

离心铸造使金属液在离心力作用下由外表面向内表面顺序凝固,易于补缩,且渣粒、沙子和气体等易向内表面浮动,,力学性能好。

低压锻造:将保温炉的液态金属在0.02~0.07MPa的气体压力作用下通过升液管由下而上地充填铸型型腔,在压力作用下结晶凝固而获得铸件的方法。

17.何谓金属的铸造性能,铸造性能不好会引起哪些铸造缺陷?金属的铸造性能是指金属材料铸造成型的难易程度。

(评价指标:流动性和收缩性)。

流动性不好:产生浇不足、冷隔、气孔和夹杂等缺陷;收缩率大易产生缩孔、缩松、铸造应力、变形和裂纹等。

1、固态材料的连接可分为永久性和非永久性连接两种2、焊接是将分离的金属(同种材料或异种材料)用局部加热、加压,或两者并用,使它们产生原子(分子)间的结合,形成永久性连接的过程。

焊接的分类:①熔化焊(液相)②压力焊(固相)③钎焊(固相兼液相)。

焊接的特点:结构重量轻、省工省料、密封性好等特点。

影响焊接的主要因素有压力和温度。

3、焊接接头的组成及热影响区形成的原因及其对焊接接头组织和性能的影响:熔化焊的焊接接头通常由焊缝,熔合区,热影响区三部分组成。

材料因受热的影响而发生金相组织和力学性能变化的区域,称为热影响区。

由于焊缝附近各点受热情况不同,其组织变化不同,因此形成热影响区,可分为过热区,正火区和部分相变区。

①过热区:生成过热组织、晶粒粗大,使材料的塑性、韧性下降。

②正火区:金属组织发生重结晶,组织细化,金属的力学性能良好。

③部分相变区:部分组织发生相变,产生晶粒大小不一,力学性能不均匀。

4、焊接应力和变形产生的原因、变形形式及矫正方法,消除应力的措施。

焊接过程对焊件进行了局部的不均匀的加热是产生焊接应力和变形的根本原因。

焊接变形的基本形式:①收缩变形②角变形③弯曲变形④波浪形变形⑤扭曲变形减少和消除焊接应力的措施有选择合理的焊接顺序、焊前预热、加热“减应区”、焊后热处理。

焊接变形的矫正方法:①机械矫正法②火焰加热矫正法5、焊接裂纹和气孔的形成原因及防止措施:形成裂纹原因:焊件喊碳,硫,磷搞,焊接结构设计不合理,焊缝冷速太快,焊接顺序不正确,焊接应力过大,存在要变,气泡,夹渣,未焊透。

形成气孔原因:焊件不洁,焊条潮湿,电弧过长,焊速过快,含碳量高。

防止裂纹:为了防止热裂纹应控制焊缝金属有害杂质的含量。

此外,焊接时应选择合适的技术参数和坡口参数。

采用碱性焊条和焊剂,由于碱性焊条具有较强的脱硫,磷能力。

对于防止冷裂纹,应降低焊缝扩散氢的含量,采用预热,后热等技术措施也可有效防止冷裂纹。

防止气孔:必须仔细清除焊件表面的污物。

焊条和焊剂要严格按规定的温度进行烘烤。

酸性焊条优于碱性。

焊接规范参数必须选择合适。

运条时要使用短弧。

收弧和起弧均需做一定停顿,注意接头操作和填满弧坑。

此外,直流焊接时,电源极性应为反接。

6.直流正接和直流反接的定义:直流电弧焊机的输出端有两种不同的接线方法:将焊件接电焊机的正极,焊条接其负极称为正接;将焊件接电焊机的负极、焊条接其正极称为反接。

7、焊条的组成、作用及选用原则:焊条由焊芯和药皮组成。

焊芯的主要作用为作为电源的一个电极,传导电流、产生电弧、熔化后作为填充金属,与母材(基本金属)一起形成焊缝金属等。

药皮的主要作用是:提高电弧燃烧的稳定性,防止空气对熔化金属的有害作用,保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素,以提高焊缝金属的力学性能。

焊条药皮主要由稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、黏结剂等按一定比例混合而成,涂在焊芯上,经烘干后制成。

焊条的选用原则:A.根据母材的化学成分和力学性能B.根据焊件的工作条件和焊接技术性能C.根据焊接设备、施工条件和焊接技术性能。

8、酸性焊条适合于焊接一般的结构钢,工艺性能好、机械性能差。

碱性焊条焊成的焊缝金属有害元素(如`S、P)含量低,抗裂性好、强度高。

适合于焊重要的结构钢与合金钢。