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2019-02-24

材料成xing方法shi零件设计dezhongyao内容,也shi制造者men极度关心dewen题,更shi材料加工过程謝ie墓丶鼀in素,今tian就带da家来看看金属成xing工艺。

▌ 铸造

液态金属jiao注到与零件xing状、尺寸相适应de铸型型腔謝iao齫iling却凝固,以获得毛坯或零件de生产方法,通常称为金属液态成xing或铸造。

工艺流程:液体金属→充型→凝固shou缩→铸件

工艺特点:

1、可生产xing状任意复杂de制件,特别shi内腔xing状复杂de制件。

2、适应性强,合金种leibushouxian制,铸件da小ji乎bushouxian制。

3、材料来yuanguang,废品可zhong熔,设bei投zidi。

4、废品率高、表mian质liangjiaodi、劳动条件差。

铸造分lei :

(1)sha型铸造(sand casting)

sha型铸造:在sha型中生产铸件de铸造方法。gang、铁和da多数有色合金铸件都可用sha型铸造方法获得。

工艺流程:

sha型铸造工艺流程

技shu特点:

1、适合于制成xing状复杂,特别shi具有复杂内腔de毛坯;

2、适应性guang,成本di;

3、对于腸heng┧苄詇en差de材料,如铸铁等,sha型铸造shi制造qi零件或,毛坯deweiyide成xing工艺。

应用:汽车defa动机qi缸体、qi缸盖、曲轴等铸件

(2)熔模铸造(investmentcasting)

熔模铸造:通常shi指在易熔材料制成模样,在模样表mian包覆若干层耐huo材料制成型ke,再将模样熔化排出型ke,从而获得无分型miande铸型,经高温焙烧hou即可填shajiao注de铸造方案。常称为“失la铸造”。

工艺流程:

熔模铸造工艺流程

优点:

1、尺寸精度簍u负尉雀撸狐/p>

2、表mian粗糙度高;

3、能够铸造外型复杂de铸件,qie铸造de合金bushouxian制。

缺点:工序繁杂,费用jiao高

应用:适用于生产xing状复杂、精度yao求高、或hen难进xingqi它加工de小型零件,如涡轮fa动机de叶片等。

(3)压li铸造(die casting)

压铸:shili用高压将金属液高su压ruyi精密金属模具型腔内,金属液在压li作用下ling却凝固而xing成铸件。

工艺流程:

优点:

1、压铸时金属液体chengshou压li高,流su快

2、质liang好,尺寸稳定,互换性好;

3、生产效率高,压铸模使用磜en啵狐/p>

4、适合da批daliang生产,经济效益好。

缺点:

1、铸件容易产生细小deqi孔和缩松。

2、压铸件塑性di,bu宜在chong击载荷及有震动deqing况下工作;

3、高熔点合金压铸蔮ao褪倜黡i,影响压铸生产de扩da。

应用:压铸件zui先应用在汽车工业和襮ian砉ひ担琱ou来逐步扩da到各个xing业,如农业机xie、机床工业、电子工业、guo防工业、计suan机、医疗器xie、钟表、照相机和日用五金等多个xing业。

(4)di压铸造(low pressure casting)

di压铸造:shi指使液体金属在jiaodi压li(0.02~0.06MPa)作用下充填铸型,并在压li下结晶以xing成铸件de方法.。

工艺流程:

技shu特点:

1、jiao注时de压li和su度可以调节,gu可适用于各种bu同铸型(如金属型、sha型等),铸造各种合金及各种da小de铸件;

2、采用底注式充型,金属液充型平稳,无飞溅现xiang,可bi免juanruqi体及对型bi和型芯dechongshua,提高liao铸件de合ge率;

3、铸件在压li下结晶,铸件组zhizhi密、轮kuo清xi、表mian光洁,li学性能jiao高,对于da薄bi件de铸造尤为有li;

4、sheng去补缩maokou,金属li用率提高到90~98%;

5、劳动强度di,劳动条件好,设bei简易,襷i迪只鷛ie化和自动化。

应用:襶uan玹ong为主(qi缸头、轮gu、qi缸jia等)。

(5)离心铸造(centrifugal casting)

离心铸造:shi将金属液jiaoru旋转de铸型謝iao诶胄膌i作用下填充铸型而凝固成xingdeyi种铸造方法。

工艺流程:

优点:

1、ji乎bu存在jiao注蟙i澈蚼aokou蟙i砫e金属消耗,提高工艺出品率;

2、生产中空铸件时可bu用型芯,gu在生产chang管xing铸件时可da幅度地改善金属充型能li;

3、铸件zhi密度高,qi孔、夹渣祌e毕萆伲琹i学性能高;

4、bian于制造tong、taolei复合金属铸件。

缺点:

1、用于生产异xing铸件时有yi定de局xian性;

2、铸件内孔直径bu准que,内孔表mian比jiao粗糙,质liangjiao差,加工余liangda;

3、铸件易产生比zhong偏析。

应用:

离心铸造zuizao用于生产铸管,guo内外在冶金、矿山、交通、排guan机xie、航空、guo防、汽车等xing业中均采用离心铸造工艺,来生产gang、铁及非铁碳合金铸件。qi中尤以离心铸铁管、内燃机缸tao和轴tao等铸件de生产zui为普遍。

(6)金属型铸造(gravity die casting)

金属型铸造:指液态金属在zhongli作用下充填金属铸衪ong⒃谛椭衛ing却凝固而获得铸件deyi种成型方法。

工艺流程:

优点:

1、金属型dere导率和re容liangda,ling却su度快,铸件组zhizhi密,li学性能比sha型铸件高15%左右。

2、能获得jiao高尺寸精度和jiaodi表mian粗糙度值de铸件,并qie质liang稳定性好。

3、yinbu用和hen少用sha芯,改善huan境、减少粉尘和有害qi体、降di劳动强度。

缺点:

1、金属型本身无透qi性,必须采用yi定de措施导出型腔謝iemu誵i和sha芯所产生deqi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jiaochang,成本jiao高。yinci只有在daliang成批生产蔮ao拍芟允境龊胐e经济效果。

应用:

金属型铸造既适用于da批liang生产xing状复杂de铝合金、镁合金祋ue翘辖鹬彩屎嫌谏鷊ang铁金属de铸件、铸锭等。

(7)真空压铸(vacuumdie casting)

真空铸造:通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内deqi体而消除或显著减少压铸件内deqi孔和溶解qi体,从而提高压铸件li学性能和表mian质liangde先进压铸工艺。

工艺流程:

优点:

1、消除或减少压铸件内budeqi孔,提高压铸件de机xie性能和表mian质liang,改善镀覆性能;

2、减少型腔de反压li,可使用jiaodide比压及铸造性能jiao差de合金,有可能用小机器压铸jiaodade铸件;

3、改善liao充填条件,可压铸jiao薄de铸件;

缺点:

1、模具密封结构复杂,制造及安装jiao困难,yin而成本jiao高;

2、 真空压铸法如控制bu礲aoЧ蚥ushihen显著。

(8)挤压铸造(squeezing die casting)

挤压铸造:shi使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成xing,直接获得制件或毛坯de方法。它具有液态金属li用率高、工序简化和质liang稳定等优点,蕅ie恢纸谀苄蚫e、具有qian在应觤en熬癲e金属成xing技shu。

工艺流程:

直接挤压铸造:pen涂料、jiao合金、合模、加压、bao压、泄压,分模、毛坯脱模、竎i唬狐/p>

间接挤压铸造:pen涂料、合模、给料、充型、加压、bao压、泄压,分模、毛坯脱模、竎i弧Ⅻ/p>

技shu特点:

1、可消除内budeqi孔、缩孔和缩松祌e毕荩狐/p>

2、表mian粗糙度di,尺寸精度高;

3、可防zhi铸造裂纹de产生;

4、bian于实现机xie化、自动化。

应用:可用于生产各种lei型de合金,如铝合金、锌合金、铜合金、qiu墨铸铁等

(9)消失模铸造(Lost foam casting )

消失模铸造(又称实型铸造):shi将与铸件尺寸xing状相似de石la或泡沫模型粘结组合成模型cu,shua涂耐huo涂料并烘干hou,埋在干石英sha中zhen动造型,在负压下jiao注,使模型qi化,液体金属占ju模型位置,凝固ling却houxing成铸件de新型铸造方法。

工艺流程:预fa泡→fa泡成型→浸涂料→烘干→造型→jiao注→落sha→清理

技shu特点:

1、铸件精度高,无sha芯,减少liao加工时间;

2、无分型mian,设计灵活,自you度高;

3、清洁生产,无wu染;

4、降di投zi和生产成本。

应用:

适合成产结构复杂de各种da小jiao精密铸件,合金种leibuxian,生产批liangbuxian。如灰铸铁fa动机箱体、高锰gang弯管等。

(10)连续铸造(continual casting)

连续铸造:蕅ie恢窒冉鴇e铸造方法,qi原理shi将熔融de金属,bu断jiaoruyi种叫做结晶器de特殊金属型謝iao蹋ń醟e)liaode铸件,连续bu秞i卮咏峋鱠e另yi端拉出,它可获得任意chang或特定dechang度de铸件。

工艺流程:

技shu特点:

1、you于金属被xunsuling却,结晶zhi密,组zhi均匀,机xie性能jiao好;

2、节yue金属,提高shou得率;

3、简化liao工序,免除造衪u皅i它工序,yin而减轻liao劳动强度;所需生产mianji也da为减少;

4、连续铸造生产易于实现机xie化和自动化,提高生产效聅hengⅫ/p>

应用:

用连续铸造法可以jiao注gang、铁、铜合金、铝合金、镁合金等断mianxing状bu变dechang铸件,如铸锭、ban坯、bang坯、管子等。

▌ 塑性成xing

塑性成xing:就shili用材料de塑性,在工具及模具de外li作用下来加工制件de少切削或无切削de工艺方法。它de种lei有hen多,主yao包括锻造、轧制、挤压、拉ba、chong压等。

(1)锻造

锻造:蕅ie恢謑i用锻压机xie对金属坯料施加压li,使qi产生塑性变xing以获得具有yi定机xie性能、yi定xing状簍ong叽缍tue加工方法。

genju成xing机理,锻造可分为自you锻、模锻、碾huan、特殊锻造。

自you锻造:yi般shi在锤锻或者水压机上,li用简单de工具将金属锭或者块料锤成所需yaoxing状簍ong叽鏳e加工方法。

模锻:shi在模锻锤或者re模锻压li机上li用模具来成xingde。

碾huan:指通过专用设bei碾huan机生产bu同直径dehuanxing零件,也用来生产汽车轮gu、huo车车轮等轮xing零件。

特种锻造:包括辊锻、xie横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式,这些方式都比jiao适用于生产腸heng┨厥鈞ing状de零件。

工艺流程:锻坯加re→辊锻bei坯→模秚ong蓌ing→切边→chong孔→矫正→中间检验→秚ue处理→清理→矫正→检查

技shu特点:

1、秚u蔿iang比铸件高能chengshoudadechong击li作用,塑性、ren性和qi他方miandeli学性能也都比铸件高甚至比轧件高。

2、节yue原材料,还能缩短加工工时。

3、生产效率高例。

4、自you锻造适合于单件小批liang生产,灵活性比jiaoda。

应用:

da型轧gang机de轧辊、人字,汽轮fa电机组de转子、叶轮、护huan,judade水压机工作缸和立柱,机车轴,汽车和拖拉机de曲轴、连杆等。

(2)轧制

轧制:将金属坯料通过yi对旋转轧辊de间隙(各种xing状),yinshou轧辊de压缩成型轧制使材料截mian减小,chang度增加de压li加工方法。

轧制分lei:

an轧件运动分觴iao鹤菰⒑嵩⑿痹Ⅻ/p>

纵轧:就shi金属在liang个旋转穓iao蛳喾磀e轧辊之间通过,并在qi间产生塑性变xingde过程。

横轧:轧件变xinghou运动穓iao蛴朐踔醲ian穓iao騳izhi。

斜轧:轧件作luo旋运动,轧件与轧辊轴xian非特角。

工艺流程:

应用:

主yao用在金属材料衪ong模琤an,管材等 ,还有yi些非金属材料眗e缢芰现破芳安Aе破贰Ⅻ/p>

(3)挤压

挤压:坯料在三向bu均匀压应li作用下,从模具de孔kou或缝隙挤出使之横截mianji减小chang度增加,成为所需制品de加工方法叫挤压,坯料de这种加工叫挤压成型。

工艺流程:

挤压前准bei→铸bang加re→挤压→拉伸niu拧xiao直→ju莤iaoǘǔ撸⊙觳椤斯な毙А皉u库

优点:

1、生产范围guang,规ge、品种多;

2、生产灵活衴uan螅屎吸a href="/3ddayinmoxing/" title="小批liang生产" target="_blank" class="sitelink">小批liang生产;

3、尺寸精度高,表mian质liang好;

4、设bei投zi少,chang房mianji小,襷i迪肿远Ⅻ/p>

缺点:

1、ji何废料损失da;

2、金属流动bu均匀;

3、挤压su度di,fu助时间chang;

4、工具损耗da,成本高。

生产适用范围:主yao用于制造chang杆、深孔、薄bi、异型断mian零件。

(4)拉ba

拉ba:用外li作用于被拉金属de前端,将金属坯料从小于坯料断miande模孔中拉出,以获得相应dexing状簍ong叽鏳e制品deyi种塑衴ue庸し椒āⅫ/p>

优点:

1. 尺寸精que,表mian光洁;

2. 工具、设bei简单;

3. 连续高su生产断mian小dechang制品。

缺点:

1. 道ci变xingliang与liangci退huo间de总变xingliang有xian;

2. chang度shouxian制。

生产适用范围:拉皐en墙鹗艄懿摹ang材、衪ong募皒ian材de主yao加工方法。

(5)chong压

chong压:shi靠压li机和模具对ban材、带材、管材和衪ong牡仁┘you鈒i,使之产生塑性变xing或分离,从而获得所需xing状簍ong叽鏳e工件(chong压件)de成xing加工方法。

技shu特点:

1、可得到轻liang、高刚性之制品。

2、生产性良好,适合daliang生产、成本di。

3、可得到品质均yide制品。,

4、材料li用率高、剪莤ingyue盎豷hou性良好 。

适用范围:

全世界degang材謝iao?0~70%shiban材,qi中dabu分经过chong压制成成品。汽车de车身、底盘、you箱、散re器片,锅炉de汽包,容器deke体,电机、电器de铁芯硅gang片等都shichong压加工de。仪器襮ian怼⒓矣玫缙鳌⒆詘ing车、办公机xie、生活器min等謝iao灿衐aliangchong压件。

▌ 机加工

机加工:shi在在零件生产过程謝iao苯佑胐ao具在毛坯上切除多余金属层厚度,使之或者tu纸yao求de尺寸精度、xing状和位置相互精度、表mian质liang等技shuyao求de加工过程。

常用机加工方法:

▌ 焊接

焊接:也称作熔接,镕接蕅ie恢忠yue觬e、高温或者高压de方蔶iao雍辖鹗艋騫i他re塑性材料如塑料de制造工艺及技shu。

焊接分lei:

▌ 粉mo冶金

粉mo冶金:shi制取金属或用金属粉mo(或金属粉mo与非金属粉mode混合wu)作为原料,经过成xing和烧结,制造金属材料、复合材料襶ue案髦謑ei型制品de工艺技shu。

工艺基本流程:

优点:

1、绝da多数难熔金属及qi化合wu、假合金、多孔材料只能用粉mo冶金方法来制造。

2、节yue金属,降di成本。

3、bu会给材料任何wu染,有可能制取高纯度de材料。

4、粉mo冶金法能bao证材料成分配比de正que性和均匀性。

5、粉mo冶金适宜于生产同yixing状而数liang多de,能dada降di生产成本。

缺点:

1、在没有批liangdeqing况下yao考lv 零件deda小。

2、模具费用相对纁i祔ao高出铸造模具。

生产适用范围:

粉mo冶金技shu可以直接制成多孔、半zhi密或全zhi密材料和制品,如含you轴cheng、、凸轮、礿i恕ao具等。

▌ 金属注she成型

MIM (Metal injection Molding ):shi金属注she成xingde简称。shi将金属粉mo与qi粘结剂de增塑混合料注she于模型謝ie某蓌ing方法。它shi先将所选粉mo与粘结糽iang鴛ing混合,然hou将混合料进xing制粒再注she成xing所需yaodexing状。

MIM工艺流程:

MIM流程分为四个独特加工步zhou(混合、成型、脱脂和烧结)来实现零bu件de生产,针对特性决定shifu需yao进xing表mian处理。

技shu特点:

1、yici成型负责零件;

2、制件表mian质liang好、废品率di、生产效率高、易于实现自动化;

3、对模具材料yao求di。

技shu核心:

粘接剂shiMIM技shude核心只有加ruyi定liangde粘接剂,粉mo才具有增强流动性以适合注she成型和wei持坯块de基本xing状。

▌ 金属半固态成型

半固态成型:li用非枝晶半固态金属(Semi-SolidMetals,简称SSM)独觴ie牧鞅湫院徒寥坌岳纯刂浦e质liang。

半固态成型可分为流变成型和触变成型。

(1)流变成型(Rheoforming)

Rheo casting process

(2)触变成型(Thixoforming)

技shu特点:

1、减少液态成型缺陷,显著提高质liang和可靠性;

2、成型温度眗e禾尚臀露萪i,dada减少对模具derechong击;

3、能制造常规液态成型方法bu可能制造de合金;

应用:

膋e耙殉蒰ong用于主缸、转向蟙i沉慵⒁”邸a动机活塞、轮gu、传动蟙i沉慵⑷紋ou蟙i沉慵涂盏髁慵戎圃斓群娇铡⒌缱右yue跋哑返que絤ian。

▌ 3D打印

3D打印:shi快su成衪u約hudeyi种,它蕅ie恢忠允帜P蛍en件为基础,运用粉mo状金属或塑義i瓤烧澈喜牧希ü鸩愦蛴e方式来构造wu体de技shu。

3D打印技shu比jiao:



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