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铸造及其特点

铸造是熔炼金属,制造铸型,并将金属液浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。

铸造是获得零件毛坯的主要方法之一。

与其它加工方法比较,铸造具有适应性广、生产成本低的优点,尤其在制造内腔复杂的构件时,更显其优越性。

在机械产品中,铸件占有很大的比例,如机床中为 60%~80%。

但是铸造存在着铸件质量不稳定、尺寸精度不高,工人劳动强度大,工作环境差等问题。

铸造按其工艺特点分为砂型铸造和特种铸造两大类。

砂型铸造是最基本和应用最广泛的铸造方法,它是以型砂制造铸型的。

锻造及其特点
锻造是在加压设备及工模具的作用下使坯料、铸锭产生局部或全部塑性变形,以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的成形方法。

锻造可分为自由锻、模锻、胎模锻。

各类塑性良好的金属材料,如钢、铝、铜及其合金等都具有良好的锻造性能。

锻件内部组织致密、均匀,力学性能优于相同化学成分的铸件,能承受较大的载荷和冲击,因此力学性能要求较高的重要零件一般都采用锻件毛坯,如主轴、传动轴、齿轮、凸轮、连杆等。

锻造还可节省金属材料,节省切削加工工时,提高生产率。

但锻件形状的复杂程度不如铸件,尤其是不能加工脆性材料(如铸铁)和难以锻出具有复杂内腔的零件毛坯,
焊接及其特点
焊接是通过加热或加压(或两者并用)、并且用(或不用)填充材料,使工件形成原子间结合的连接方法。

焊接实现的连接是不可拆卸的永久性连接。

与铆接相比,焊接具有节省金属材料、生产率高、连接质量优良、劳动条件好、易于实现自动化等优点。

在机械制造工业中,焊接广泛用于制造各种金属结构件(如厂房屋架、桥梁、船舶、车辆、压力容器、管道等)及某些机械零件的毛坯,还常用于修补铸件、锻件的某些缺陷和局部受损坏的零件,在生产中有较大的经济意义。

热处理及其特点
热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得所预期的组织结构与性能的工艺。

热处理能显着提高钢的力学性能,满足零件使用要求和延长寿命;还可改善钢的加工性能,提高加工质量和劳动生产率,因此热处理在机械制造中应用很广。

如汽车、拖拉机中有 70%~80%的零件要进行热处理;各种刀具、量具、模具等几乎 100%要进行热处理。

热处理按目的与作用不同,分为以下三类:
(1)整体热处理指对工件整体进行穿透加热的热处理。

主要包括退火、正火、淬火和回火等。

(2)表面热处理指为改变工件表面的组织和性能,仅对其表面进行热处理的工艺。

主要包括火焰淬火、感应淬火等。

(3)化学热处理指将工件置于适当的活性介质中加热、保温、使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分、组织和性能的热处理。

主要包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

1.退火
把钢加热到一定温度并在此温度下保温,然后缓慢冷却到室温.
退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。

a将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力.
b,把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在空气中冷却叫球化退火.目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢.
c,去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到300度以下,再室温冷却.退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力.
2.正火
将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。

正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。

正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。

故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。

3.淬火
将钢件加热到临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760~780℃),保持一定的时间,然后以适当速度在水(油)中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。

马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。

马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

4.回火
钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。

淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。

因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。

通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。

根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。

A 低温回火150~250.降低内应力,脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性.
B 中温回火350~500;提高弹性,强度.
C 高温回火500~650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。

淬火钢件经高温淬火后,具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。

所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。

轴类零件应用最多。

淬火+高温回火称为调质处理。

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