金属质料的成型加工工艺

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所属分类:设计加工
金属材料的成型加工工艺_材料科学_工程科技_专业资料。金属材料及其成型工艺 ? 金属材料是金属及其合金的总祢。 在钢、 铁和合金为代表的现代工业社会,金属材 料以其优良的力学
金属质料的成型加工工艺

金属质料的成型加工工艺

  金属材料的成型加工工艺_材料科学_工程科技_专业资料。 金属材料及其成型工艺 ? 金属材料是金属及其合金的总祢。 在钢、 铁和合金为代表的现代工业社会,金属材 料以其优良的力学性能、加工性能和独特 的表面特性,成为现代产品设计中的一大 主流材质。 ? 金

  金属材料及其成型工艺 ? 金属材料是金属及其合金的总祢。 在钢、 铁和合金为代表的现代工业社会,金属材 料以其优良的力学性能、加工性能和独特 的表面特性,成为现代产品设计中的一大 主流材质。 ? 金属的成型方法可区分为铸造、塑性加工、 切削加工、焊接与粉末冶金五类。 一、铸造 ? 将熔融态金属浇入铸型后,冷却凝固成为 具有一定形状铸件的工艺方法。铸造是生 产金属零件毛坯的主要工艺方法之一,与 其他工艺方法相比,铸造成型生产成本低, 工艺灵活性大,适应性强,适合生产不同 材料、形状和重量的铸件,并适合于批量 生产。但它的缺点是公差较大,容易产生 内部缺陷。铸造按铸型所用材料及浇注方 式分为砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、 压力铸造以及离心铸造等。 砂型铸造 ? 砂型铸造俗称翻砂,用砂粒制造铸型进行 铸造的方法。 ? 主要工序有:制造铸模,制造砂铸型(即砂 型),浇注金属液,落砂,清理等。 ? 砂型铸造适应性强,几乎不受铸件形状、 尺寸、重量及所用金属种类的限制,工艺 设备简单,成本低,为铸造业广泛使用。 砂型铸造工艺流程 型砂 零 件 图 铸 造 工 艺 图 模型 熔化 芯盒 芯砂 铸 型 浇注 型 芯 合 冷却 箱 凝固 落 砂 、 清 理 检 验 铸 件 熔模铸造 ? 熔模铸造又称失蜡铸造,为精密铸造方法之 一,是常闲的铸造方法。 熔模铸造过程 ? 熔模铸造过程分为:制作母模---制作压型--制作蜡模---制作型壳---脱蜡---焙烧和造型--浇注---脱壳。 金属型铸造 ? 用金属材料制作铸型进行铸造的方法,又 称永久型铸造或硬型铸造。铸型常用铸铁、 铸钢等材料制成,可反复使用,直至损耗。 金属型铸造所得铸件的表面光洁度和尺寸 精度均优于砂型铸件,且铸件的组织结构 致密,力学性能较高。适用于中小型有色 金属(如铝、铜、镁及其合金等)铸件和铸铁 铸件的生产。 压力铸造 ? 简称压铸。在压铸机上,用压射活塞以较 高的压力和速度将压室内的金属液压射到 模腔中,并在压力作用下使金属液迅速凝 固成铸件的铸造方法。属于精密铸造方法。 铸件尺寸精确,表面光洁,组织致密,生 产效率高。适合生产小型、薄壁的复杂铸 件,并能使铸件表面获得清晰的花纹、匿 案及文字等。主要用于锌、铝、镁、铜及 其合金等铸件的生产。 离心铸造 ? 将液态金属浇入沿垂直轴或水平轴旋转的 铸型中,在离心力作用下金属液附着于铸 型内壁,经冷却凝固成为铸件的铸造方法。 ? 离心铸造的铸件组织致密,力学性能好, 可减少气孔、夹渣等缺陷。常用于制造各 种金属的管形或空心圆筒形铸件,也可制 造其他形状的铸件。 二、塑性加工 ? 塑性成型加工指在外力的作用下金属材料 通过塑性变形,获得具有一定形状、尺寸 和力学性能的零件或毛坯的加工方法。 ? 塑性加工可分为锻造、扎制、挤压、拔制、 冲压五种。 锻造 ? 锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模 具对加热的金属坯料施力,使金属材料在 不分离条件下产生塑性变形,以获得形状、 尺寸和性能符合要求的零件。为了使金属 材料在高塑性下成型,通常锻造是在热态 下进行,因此锻造也祢为热锻。按成型是 否用模具通常分为:自由锻,模锻。按加 工方法分为:手工锻造和机械锻造。在现 代金属装饰工艺中,常用的锻造方法是手 工锻造。 手工自由锻 ? 手工自由锻:是指在金属板上自由锻造成型。 ? 具体过程是(以紫铜浮雕为例): ? ①首先将铜皮用汽油喷灯进行加温,烧至红色,这一过程 称为“退火”,目的是使铜的分子结构重组,使之变软。 ? ②将设计好的图案画在铜皮上,用錾子将轮 廓錾出。 ? ③根据预先的设计将铜皮放在沙袋上,用锤子和錾子锻出 大的凹凸起伏。 ? ④将铜皮用胶固定在一张平板上,用各种型号和形状的錾 子錾出一些精细的造型,其司需要多次退火。 ? ⑤将制作好的作品放在铁垫板上,找平,然后整理好边缘。 ? ⑥将作品需要抛光印地方进行抛光,然后进行电镀、化学 着色、防腐等后处理。 手工模锻 ? 手工模锻:是指先做好母模再进行锻造成型, ? 具体过程是(以紫铜浮雕为例): ? ①首先按设计构思,制作好浮雕泥胚。 ? ②将泥胚翻制成玻璃钢。 ? ③将铜皮用汽油喷灯过火,烧至红色,进行退 火。 ? ④将浮雕按区域分成几个大块面。 ? ⑤将锻好的块面焊接在一起,找平,然后抛光。 ? ⑥将作品进行或电镀、或化学着色、或防腐等 后处理。 轧制 ? 金属塑性加工工艺之一。如图所示,利用两个旋转 轧辊印压力使金属坯料通过一个特定空间产生塑性 变形,以获得所要求的截面形状并同时改变其组织 性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状的原 材料,如圆钢、方钢、角钢、下字钢、工字钢、槽 钢、z字钢、钢轨等。按轧制方式分为横轧、纵轧和 斜轧;按轧制温度分为热轧和冷轧。 热轧和冷轧 ? 热轧是将材料加热到再结晶温度以上进行 轧制,热轧变形抗力小,变形量大,生产 效率高,适合轧制较大断面尺寸,塑性较 差或变形量较大的材料。 ? 冷轧则是在室温下对材料进行轧制。与热 轧相比,冷轧产品尺寸精确,表面光洁, 机械强度高。冷轧变形抗力大,变形量小, 适于轧制塑性好,尺寸小的线材、薄板材 等。 挤压 ? 将金属放入挤压筒内,用强大的压力使坯 料从模孔中挤出,从而获得符合模孔截面 的 坯料或零件印加工方法,常用的挤压方 法有:正挤压、反挤压、复合挤压、径向 挤压。适合于挤压加工的材料主要有低碳 钢、有色金属及其合金。通过挤压可以得 到多种截面形状的型材或零件。 拔制 ? 金属塑性加工方法之一。用拉力使大截面 的金属坯料强行穿过一定形状的模孔,以 获得所需断面形状和尺寸的小截面毛坯或 制品的工艺过程。拉拔生产主要用来制造 各种细线材、薄壁管及各种特殊几何形状 的型材。拔制产品尺寸精确,表面光洁并 具有一定机械性能。低碳钢及多数有色金 属及合金部可拔制成型,多用来生产管材、 棒材、线材和异型材等。 冲压 ? 金属塑性加工方法之一,又称板料冲压。在压力 作用下利用模具使金属板料分离或产生塑性变形, 以获得所需工件的工艺方法。 ? 按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合 变形抗力高,塑性较差的板料加工;后者则在室 温下进行,是薄板常用的冲压方法。 ? 按冲压加工功能分为冲裁加工和成型加工。冲裁 加工又称分离加工,包括冲孔、落料、修边、剪 裁等。成型加工是使材料发生塑性变形,包括弯 曲、拉深、卷边等。 三、切削加工 ? 又称为冷加工。利用切削刀具在切削机床 上(或用手工)将金属工件的多余加工量切去, 以达到规定的形状、尺寸和表面质量的工 艺过程。 ? 按加工方式分为车削、铣削、刨削、磨削、 钻削、镗削及钳工等,是最常见的金属加 工方法。 四、焊接加工 ? 焊接加工是充分利用金属材料在高温作用下易熔化的特性, 使金属与金属发生相互连接的一种工艺,是金属加工的一 种辅助手段。 ? 常用的焊接方法有熔焊、压焊和钎焊。 ? 金属的焊接性能是指金属能否适应焊接加工而形成完整的 具有一定使用性能的焊接接头印特性。金属焊接性的好坏 取于金属材料本身的化学成分和焊接方法。材料化学成分 是影响材料焊接性的最基本因素。材料化学成分含量不同, 其焊接性也不同。如碳钢的含碳量越高,焊接接头的淬硬 倾向越大,就易于产生裂纹,表明碳钢印焊接性随着含碳 量的增加而变差。 通常,低碳钢有良好的焊接性,高碳 钢、高合金钢、铸铁和铝合金的焊接性较差,中碳钢则介 于两者之间。 五、粉末冶金 ? 粉末冶金是以金属粉末或金属化合物粉末为原料 状和性能的材料或制品的工艺方法。 ? 其主要工序为: ? ①粉末原料的制取和准备。 ? ②将粉末加工成所需形状的坯料。经混合、 成形和烧结,获得所需的形状。 ? ③将坯料在低于主要组元熔点的温度下进行 烧结,使之获得最终的性能。 ? 常用的金属粉末有铁、铜、镍、钻、钨、钼、铬 和钛等粉末;合金粉末有镍青铜合金、钛合金、 高温合金、低合金钢和不锈钢等。

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