材料成形方法选择
第六章材料成形方法选择
问题：
1、任何材料都必须成形，制成制品后才具有使用价值。
2、设计人员应该考虑的问题：
① 功能、条件、外观、表面等； ② 用什么材料； ③ 如何成形
3、应用举例
① 火车轮：冲击震动、圆形、液态成形（ZG）、塑性成形（45钢）、切削加工
② 模锻件：
③ 哑铃的设计
④ 机加工的要求
零件设计时，应根据零件的工作条件、所需功能、使用要求及其经济指标（经济性、生产条件、生产批量等）等方面进行零件结构设计（确定形状、尺寸、精度、表面粗糙度等）、材料选用（选定材料、强化改性方法等）、工艺设计（选择成形方法、确定工艺路线等）等。
第一节材料成形方法选择的原则与依据
一、材料成形方法的选择原则
正确选择材料成形方法具有重大的技术经济意义，选择时必须合理考虑以下原则：
（一）适用性原则
适用性原则是指要满足零件的使用要求及对成形加工工艺性的适应。
1．满足使用要求零件的使用要求包括对零件形状、尺寸、精度、表面质量和材料成分、组织的要求，以及工作条件对零件材料性能的要求。不同零件，功能不同，其使用要求也不同，即使是同一类零件，其选用的材料与成形方法也会有很大差异。例如，机床的主轴和手柄，同属杆类零件，但其使用要求不同，主轴是机床的关键零件，尺寸、形状和加工精度要求很高，受力复杂，在长期使用中不允许发生过量变形，应选用45钢或40Cr钢等具有良好综合力学性能的材料，经锻造成形及严格切削加工和热处理制成；而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰铸铁件为毛坯，经简单的切削加工即可制成。又如燃气轮机叶片与风扇叶片，虽然同样具有空间几何曲面形状，但前者应采用优质合金钢经精密锻造成形，而后者则可采用低碳钢薄板冲压成形。
另外，在根据使用要求选择成形方法时，还必须注意各种成形方法能够经济获得的制品尺寸形状精度、结构形状复杂程度、尺寸重量大小等。
2．适应成形加工工艺性成形加工工艺性的好坏对零件加工的难易程度、生产效率、生产成本等起着十分重要的作用。因此，选择成形方法时，必须注意零件结构与材料所能适应的成形加工工艺性。例如，当零件形状比较复杂、尺寸较大时，用锻造成形往往难以实现，如果采用铸造或焊接，则其材料必须具有良好的铸造性能或焊接性能，在零件结构上也要适应铸造或焊接的要求。
（二）经济性原则
选择成形方法时，在保证零件使用要求的前提下，对几个可供选择的方案应从经济上进行分析比较，从中选择成本低廉的成形方法。如生产一个小齿轮，可以从圆棒料切削而成，也可以采用小余量锻造齿坯，还可用粉末冶金制造，至于最终选择何种成形方法，应该在比较全部成本的基础上确定。
首先，应把满足使用要求与降低成本统一起来。脱离使用要求，对成形加工提出过高要求，会造成无谓的浪费；反之，不顾使用要求，片面强调降低成形加工成本，则会导致零件达不到工作要求、提前失效、甚至造成重大事故。因此，为能有效降低成本，应合理选择零件材料与成形方法。例如，汽车、拖拉机发动机曲轴，承受交变、弯曲与冲击载荷，设计时主要是考虑强度和韧度的要求，曲轴形状复杂，具有空间弯曲轴线，多年来选用调质钢（如40、45、40C r、35CrMo 等）模锻成形。现在普遍改用疲劳强度与耐磨性较高的球墨铸铁（如QT600-3、QT700-2等），砂型铸造成形，不仅可满足使用要求，而且成本降低了50%～80%，加工工时减少了30%～50%，还提高了耐磨性。
其次，为获得最大的经济效益，不能仅从成形工艺角度考虑经济性，而应从降低零件总成本考虑，即应从所用材料价格、零件成品率、整个制造过程加工费、材料利用率与回收率、零件寿命成本、废弃物处理费用等方面进行综合考虑。例如，手工造型的铸件和自由锻造的锻件，虽然毛坯的制造费用一般较低（生产准备时间短、工艺装备的设计制造费用低），但原材料消耗和切削加工费用都比机器造型的铸件和模锻的锻件高，因此在大批量生产时，零件的整体制造成本反而高。而某些单件或小批量生产的零件，采用焊接件代替铸件或锻件，可使成本较低。再如螺钉，在单件小批量生产时，可选用自由锻件或圆钢切削而成。但在大批量制造标准螺钉时，考虑加工费用在零件总成本中占很大比例，应采用冷镦、搓丝方法制造，使总成本大大下降。
（三）与环境相宜原则
现在，环境已成为全球关注的大问题。地球温暖化，臭氧层破坏，酸雨，固体垃圾，资源、能源的枯竭，等等，环境恶化不仅阻碍生产发展，甚至危及人类的生存。因此，人们在发展工业生产的同时，必须考虑环境保护问题，力求做到与环境相宜，对环境友好。下面简述几个有关问题：
1．对环境友好的含义对环境友好就是要使环境负载小，“小”主要指：
产生少（以煤、石油等化工燃料为主的能源，会大量排（1）能量耗费少，CO
2
气体，导致地球温度升高）；
出CO
2
（2）贵重资源用量少；
（3）废弃物少，再生处理容易，能够实现再循环；
（4）不使用、不产生对环境有害的物质。
2．环境负载性的评价要考虑从原料到制成材料，然后经成形加工成制品，再经使用至损坏而废弃，或回收、再生、再使用（再循环），在这整个过程中所消耗的全部能量（即全寿命消耗能量），CO
气体排出量，以及在各阶段产生的废
2
弃物，有毒排气、废水等情况。这就是说，评价环境负载性，谋求对环境友好，不能仅考虑制品的生产工程，而应全面考虑生产、还原两个工程。所谓还原工程就是指制品制造时的废弃物及其使用后的废弃物的再循环、再资源化工程。这一点，将会对材料与成形方法的选择产生根本性的影响。例如汽车在使用时需要燃料并排出废气，人们就希望出现尽可能节能的汽车，故首先要求汽车轻，发动机效率高，这必然要通过更新汽车用材与成形方法才可能实现。
3．成形加工方法与单位能耗的关系材料经各种成形加工工艺成为制品，生产系统中的能耗就由此工艺流程确定。据有关报导，钢铁由棒材到制品的几种成形加工方法的单位能耗与材料利用率如表6-1所示。
表6-1 几种成形加工方法的单位能耗、材料利用率比较
制品耗能量
成形加工方法
材料利用率（%
/106J·kg-1
铸造30～38 90
冷、温变形41 85
热变形46～49 75～80
机械加工66～82 45～50
自矿石经精炼制成棒材的单位能耗大约为33MJ/kg，由表6-1可见，与材料生产的单位能耗相比，铸造与塑性变形等加工方法的单位能耗不算大，且其材料利用率较高。与材料生产相比，制品成形加工的单位耗能量较大，且单位能耗大的加工方法，其材料利用率通常也较低。由于成形加工方法与材料密切相关，因此在选择制品的成形加工方法时，应通盘考虑选择单位能耗少的成形加工方法，并选择能采用低单位能耗成形加工方法的材料。
二、材料成形方法选择的依据
选择材料成形方法的主要依据有：
（一）零件类别、功能、使用要求及其结构、形状、尺寸、技术要求等
根据零件类别、用途、功能、使用性能要求、结构形状与复杂程度、尺寸大小、技术要求等，可基本确定零件应选用的材料与成形方法。而且，通常是根据材料来选择成形方法。例如，机床床身，这类零件是各类机床的主体，且为非运动零件，它主要的功能是支承和连接机床的各个部件，以承受压力和弯曲应力为主，同时为了保证工作的稳定性，应有较好的刚度和减振性，机床床身一般又都是形状复杂、并带有内腔的零件。故在大多数情况下，机床床身选用灰铸铁件为毛坯，其成形工艺一般采用砂型铸造。
（二）零件的生产批量
选定成形方法应考虑零件的生产批量，通常是：单件小批量生产时，选用通用设备和工具、低精度低生产率的成形方法，这样，毛坯生产周期短，能节省生产准备时间和工艺装备的设计制造费用，虽然单件产品消耗的材料及工时多，但总成本较低，如铸件选用手工砂型铸造方法，锻件采用自由锻或胎模锻方法，焊接件以手工焊接为主，薄板零件则采用钣金钳工成形方法等；大批量生产时，应选用专用设备和工具，以及高精度、高生产率的成形方法，这样，毛坯生产率高、精度高，虽然专用工艺装置增加了费用，但材料的总消耗量和切削加工工时会大
幅降低，总的成本也降低。如相应采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或自动、半自动的气体保护焊以及板料冲压等成形方法。特别是大批量生产材料成本所占比例较大的制品时，采用高精度、近净成形新工艺生产的优越性就显得尤为显著。例如，某厂采用轧制成形方法生产高速钢直柄麻花钻，年产量两百万件，原轧制毛坯的磨削余量为0.4mm。后采用高精度的轧制成形工艺，轧制毛坯的磨削余量减为0.2mm，由于材料成本约占制造成本的78%，故仅仅磨削余量的减少，每年就可节约高速钢约48t，约40万元左右，另外还可节约磨削工时和砂轮损耗，经济效益非常明显。
在一定条件下，生产批量还会影响毛坯材料和成形工艺的选择，如机床床身，大多情况下采用灰铸铁件为毛坯，但在单件生产条件下，由于其形状复杂，制造模样、造型、造芯等工序耗费材料和工时较多，经济上往往不合算，若采用焊接件，则可以大大缩短生产周期，降低生产成本（但焊接件的减振、减摩性不如灰铸铁件）。又如齿轮，在生产批量较小时，直接从圆棒料切削制造的总成本可能是合算的，但当生产批量较大时，使用锻造齿坯可以获得较好的经济效益。
（三）现有生产条件
在选择成形方法时，必须考虑企业的实际生产条件，如设备条件、技术水平、管理水平等。一般情况下，应在满足零件使用要求的前提下，充分利用现有生产条件。当采用现有条件不能满足产品生产要求时，也可考虑调整毛坯种类、成形方法，对设备进行适当的技术改造；或扩建厂房，更新设备，提高技术水平；或通过厂间协作解决。
如单件生产大、重型零件时，一般工厂往往不具备重型与专用设备，此时可采用板、型材焊接，或将大件分成几小块铸造、锻造或冲压，再采用铸-焊、锻-焊、冲-焊联合成形工艺拼成大件，这样不仅成本较低，而且一般工厂也可以生产。如图6-1所示的大型水轮机空心轴，工件净重4.73t，可有以下三种成形工艺：
（1）整轴在水压机上自由锻造，两端法兰锻不出，采用余块，加工余量大，材料利用率只有22.6%，切削加工需1400台时。
（2）两端发兰用砂型铸造成形的铸钢件，轴筒采用水压机自由锻造成形，然后将轴筒与两个法兰焊接成形为一体，材料利用率提高到35.8%，切削加工需用台时数下降为1200；
（3）两端发兰用铸钢件，轴筒用厚钢板弯成两个半筒形，再焊成整个筒体，然后与发兰焊成一体，材料利用率可高达47%，切削加工只需1000台时，且不需大型熔炼与锻压设备。
图6-1 水轮机空心轴三种成形工艺方案
三种成形工艺的相对直接成本（即材料成本与工时成本之和）依次为2.2∶1.4∶1.0，若再计算重型与专用设备的维修、管理、折旧费，方案（1）的生产总成本将超出方案（3）的三倍以上.
又如机床油盘零件，通常采用薄钢板冲压成形，但如果现场条件不够，也可采用铸造成形或旋压成形来代替冲压成形。
再如，有一个规模不大的机械工厂，承接了每年生产2000台机车附件的生产任务，该产品由一些小型锻件、铸件和标准件组成。这些锻件若能采用锤上模锻成形的方法生产最为理想，但该厂无模锻锤，经过技术、经济分析，认为采用胎模锻成形比较切实可行和经济合理，然后把有限的资金用于对铸造生产进行技术改造，增置了造型机使铸件生产全部采用机器造型，并实现铸造生产过程的半机械化，不仅提高了铸件质量，也提高了该厂的铸造生产能力。
（四）密切注意新工艺、新技术、新材料的利用
随着工业的发展、市场的繁荣，人们已不再满足规格化的、粗制制品，而是要求多变的、个性化的、精制制品。这就要求产品的生产由少品种、大批量转变成多品种、小批量；要求产品的类型更新快，生产周期短；要求产品的质量优，而成本低。在这种激烈的市场竞争形势下，选择成形方法就不应只着眼于一些常用的传统工艺，而应扩大对新工艺、新技术、新材料的应用，如精密铸造、精密锻造、精密冲裁、冷挤压、液态模锻、特种轧制、超塑性成形、粉末冶金、注塑成形、等静压成形、复合材料成形以及快速成形等，采用少、无余量成形方法，以显著提高产品质量、经济效益与生产效率。
使用新材料的往往从根本上改变成形方法，并显著提高制品的使用性能。例如，在酸、碱介质下工作的各种阀、泵体、叶轮、轴承等零件，均有抗蚀、耐磨的要求，最早采用铸铁制造，性能差，寿命很短；随后改用不锈钢铸造成形制造；自塑料工业发展后就改用塑料注射成形制造，但塑料的耐磨性不够理想；随着陶瓷工业的发展，又改用陶瓷注射成形或等静压成形制造。
要根据用户的要求不断提高产品质量，改进成形方法。如图6-2所示的炒菜铸铁锅的铸造成形，传统工艺是采用砂型铸造成形，因锅底部残存浇口痕疤，既不美观，又影响使用，甚至产生渗漏，且铸锅的壁厚不能太薄，故较粗笨。而改用挤压铸造新工艺生产，是定量浇入铁水，不用浇口，直接由上型向下挤压铸造成形，铸出的铁锅外形美观、壁薄、精致轻便、不渗漏、质量好、使用寿命长，并可节约铁水，便于组织机械化流水线生产。
a) 砂型铸造b)挤压铸造
图6-2 铸造铁锅
在几种成形工艺都可用于制品生产时，应根据生产批量与条件，尽可能采用先进的成形工艺取代落后的旧工艺。如图6-3所示的发动机上的排气门，材料为耐热钢，它有下列几种成形工艺方案供选择：
图6-3 气门
（1）胎模锻造成形，选用直径较气门杆粗的棒坯，采用自由锻拔长杆部，再用胎模镦粗头部发兰。此法劳动强度大，生产率低，适合小批量生产。
（2）平锻机模锻成形，用与气门杆部直径相同的棒坯，在平锻机锻模模膛内需对头部进行五个工步的局部镦粗，形成法兰。平锻机设备和模具费用昂贵，且法兰头部成形效率不高，适用于大批量生产。
（3）电热镦粗成形，按气门杆部直径选择棒坯，对头部进行电热镦粗，再在摩擦压力机上将法兰终（模）锻成形。电热镦粗时，毛坯加热与镦粗是局部连续进行的，坯料镦粗长度不受长径比规则的限制，因此镦粗可一次完成，效率提高，且加工余量小，材料利用率高，劳动条件好，并可采用结构简单的通用性强的工夹具，可用于中小批量生产。
（4）热挤压成形，选用直径较气门杆粗、较发兰头细的棒坯，在热模锻压力机上挤压成形杆部，闭合镦粗头部形成法兰。热挤压成形较电热镦粗成形更具优越性，主要是热挤压成形工艺采用热轧棒坯，在三向压应力状态下成形，因此原材料价格低，制品内在与外表质量优。而电热镦粗成形采用冷拔棒坯，价格高，且镦粗部分表面处于拉应力状态，易产生裂纹。另外，热挤压成形的生产率也远高于电热镦粗成形。目前，工业发达国家已普遍采用热挤压成形工艺生产气门锻件。
总之，在具体选择材料成形方法时，应具体问题具体分析，在保证使用要求的前提下，力求作到质量好、成本低和制造周期短。
三、常用成形方法的比较
常用成形方法的比较见表6-2。
表6-2 常用成形方法的比较
适宜成形的形状
一般不受限制，
可相当复杂，尤其
是内腔
自由锻简单；模锻
较复杂，但有一定限
制
可较复
杂，但有一
定限制
一般不受限
制
简单，横向尺
寸变化小
适宜成形尺寸与重量
砂型铸造不受
限制；特种铸造受
限制
自由锻不受限制；
模锻受限制，一般
<150kg
最大板厚
8～10mm
不受限制 中、小型
材料利用率 高
自由锻低；模锻较
高
较高 较高 较低
适宜的 生产批量
砂型铸造不受
限制
自由锻单件小批；
模锻成批、大量
大批量
单件、小批、
成批
单件、小批、
成批
生产周期 砂型铸造较短 自由锻短；模锻长 长 短 短
生产率 砂型铸造低
自由锻低；模锻较
高
高 中、低 中、低
应用举例
机架、床身、底
座、工作台、导轨、
变速箱、泵体、阀
体、带轮、轴承座、
曲轴、凸轮轴、齿
轮等形状复杂的
零件
机床主轴、传动
轴、齿轮、连杆、凸
轮、螺栓、弹簧、曲
轴、锻模、冲模等对
力学性能，尤其是强
度和韧度，要求较高
的零件
汽车车身
覆盖件、仪
器仪表与电
器的外壳及
零件、油箱、
水箱等各种
用薄板成形
的零件
锅炉、压力容
器、化工容器、
管道、厂房构
架、吊车构架、
桥梁、车身、船
体、飞机构件、
重型机械的机
架、立柱、工作
台等各种金属
结构件、组合
件，还可用于零
件修补
光轴、丝杠、
螺栓、螺母、销
子等形状简单
的中、小型件 第五章 下一节
第二节常用机械零件的毛坯成形方法选择
常用机械零件的毛坯成形方法有：铸造、锻造、焊接、冲压、直接取自型材等，各零件的形状特征和用途不同，其毛坯成形方法也不同，下面分述轴杆类、盘套类、机架箱座类零件的毛坯成形方法选择。
一、轴杆类零件
轴、杆类零件的结构特点是其轴向（纵向）尺寸远大于径向（横向）尺寸，如各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、拨叉、锤杆、摇臂以及螺栓、销子等，如图6-4所示。在各种机械中，轴杆类零件一般都是重要的受力和传动零件。
图6-4 轴杆类零件
轴杆类零件材料大都为钢。其中，除光滑轴、直径变化较小的轴、力学性能要求不高的轴，其毛坯一般采用轧制圆钢制造外，几乎都采用锻钢件为毛坯。阶梯轴的各直径相差越大，采用锻件越有利。对某些具有异形断面或弯曲轴线的轴，如凸轮轴、曲轴等，在满足使用要求的前提下，可采用球墨铸铁的铸造毛坯，以降低制造成本。在有些情况下，还可以采用锻-焊或铸-焊结合的方法来制造轴、杆类零件的毛坯。图6-5所示的汽车排气阀，将锻造的耐热合金钢阀帽与轧制的碳素结构钢阀杆焊成一体，节约了合金钢材料。图6-6所示的我国60年代初期制造的12000t水压机立柱，长18m，净重80t，采用ZG270-500，分成6段铸造，粗加工后采用电渣焊焊成整体毛坯。
图6-5 汽车排气阀锻-焊结构
图6-6 水压机立柱铸-焊结构
二、盘套类零件
盘套类零件中，除套类零件的轴向尺寸有部分大于径向尺寸外，其余零件的轴向尺寸一般小于径向尺寸、或两个方向尺寸相差不大。属于这一类的零件有齿轮、带轮、飞轮、模具、法兰盘、联轴节、套环、轴承环以及螺母、垫圈等，如图6-7所示。
图6-7 盘套类零件
这类零件在机械中的使用要求和工作条件有很大差异，因此所用材料和毛坯各不相同。
1.齿轮 这是各类机械中的重要传动零件，运转时齿面承受接触应力和摩擦力，齿根要承受弯曲应力，有时还要承受冲击力。故要求齿轮具有良好的综合力学性能，一般选用锻钢毛坯，如图6-8a所示。大批量生产时还可采用热轧齿轮或精密模锻齿轮，以提高力学性能。在单件或小批量生产的条件下，直径100mm以下的小齿轮也可用圆钢棒为毛坯，如图6-8b所示。直径大于400～500mm的大型齿轮，锻造比较困难，可用铸钢或球墨铸铁件为毛坯，铸造齿轮一般以幅条结构代替模锻齿轮的幅板结构，如图6-8c所示。在单件生产的条件下，也可采用焊接方式制造大型齿轮的毛坯，如图6-8d所示。在低速运转且受力不大或者在多粉尘的环境下开式运转的齿轮，也可用灰铸铁铸造成形。受力小的仪器仪表齿轮在大量生产时，可采用板材冲压或非铁合金压力铸造成形，也可用塑料（如尼龙）注塑成形。
图6-8 不同类型的齿轮
a)锻造毛坯 b)圆钢毛坯 c)铸造毛坯 d)焊接毛坯
2. 带轮、飞轮、手轮和垫块等 这些零件受力不大、结构复杂或以承压为主的零件，通常采用灰铸铁件，单件生产时也可采用低碳钢焊接件。
3. 法兰、垫圈、套环、联轴节等 根据受力情况及形状、尺寸等不同，此类零件可分别采用铸铁件、锻钢件或圆钢棒为毛坯。厚度较小、单件或小批量生产时，也可用钢板为坯料。垫圈一般采用板材冲压成形。
4. 钻套、导向套、滑动轴承、液压缸、螺母等 这些套类零件，在工作中承受径向力或轴向力和摩擦力，通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料。尺寸较小、大批量生产时，还可采用冷挤压和粉末冶金等方法制坯。
5. 模具毛坯，一般采用合金钢锻造成形。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底座、支架、横梁、工作台，以及齿轮箱、轴承座、缸体、阀体、泵体、导轨等，如图6-9所示。其特点是结构通常比较复杂，有不规则的外形和内腔。重量从几千克至数十吨，工作条件也相差很大。其中，如机身、底座等一般的基础零件，主要起支承和连接机械各部件的作用，而非运动的零件，以承受压力和静弯曲应力为主，为保证工作的稳定性，要求有较好的刚度和减振性；但有些机械的机身、支架还往往同时承受压、拉和弯曲应力的联合作用，或者还有冲击载荷；工作台和导轨等零件，则要求有较好的耐磨性；箱体零件一般受力不大，但要求有良好的刚度和密封性。
图6-9 机架箱座类零件
鉴于这类零件的结构特点和使用要求，通常都以铸件为毛坯，且以铸造性良好，价格便宜，并有良好耐压、减磨和减振性能的灰铸铁为主；少数受力复杂或受较大冲击载荷的机架类零件，如轧钢机、大型锻压机等重型机械的机架，可选用铸钢件毛坯，不易整体成形的特大型机架可采用连接成形结构；在单件生产或工期要求急迫的情况下，也可采用型钢—焊接结构。航空发动机中的箱体零件，为减轻重量，通常采用铝合金铸件。
上一节 下一节
第三节毛坯成形方法选择举例
一、承压油缸
承压油缸的形状及尺寸如图6-10所示，材料为45钢，年产量200件。技术要求工作压力15MPa，进行水压试验的压力3MPa。图纸规定内孔及两端法兰接合面要加工，不允许有任何缺陷，其余外圆部分不加工。现提出如表6-3所示的六类成形方案进行分析比较。
图6-10 承压油缸
表6-3 承压油缸成形方案分析比较
方
案
成形方案 优点 缺点
1 用ф150mm圆钢直接加工 全部通过水压试验 切削加工费高，材料利用率低
平浇：两法兰顶部 安置冒口 工艺简单，内孔铸出，
加工量小
法兰与缸壁交接处补缩不好，水压
试验合格率低，内孔质量不好，冒
口费钢水
2 砂
型
铸
造 立浇：上法兰用冒
口，下法兰用冷铁
缩松问题有改善，
内孔质量较好
仍不能全部通过水压试验
3 平锻机模锻 全部通过水压试验，
锻件精度高，加工余量小
设备、模具昂贵，工艺准备时间长，
工件立放 能通过水压试验，内孔锻
出
设备昂贵、模具费用高，不能锻出
法兰，外圆加工量大
4 锤
上
模
工件卧放
能通过水压试验，法兰锻
出
设备昂贵、模具费用高，锻不出内
孔，内孔加工量大
锻
5 自由锻镦粗、冲孔、带心
轴拔长，再在胎模内锻出
法兰
全部通过水压试验，加工
余量小，设备与模具成本
不高
生产率不够高
6 用无缝钢管，两端焊上法
兰
通过水压试验，材料最省，
工艺准备时间短，无需特
殊设备
无缝钢管不易获得 结论
考虑批量与现实条件，第5方案不需特殊设备，胎模成本低，
产品质量好，且原材料供应有保证，最为合理
二、开关阀
图6-11所示开关阀安装在管路系统中，用以控制管路的“通”或“不通”。
当推杆1受外力作用向左移动时，钢珠4压缩弹簧5，阀门被打开。卸除外力，钢珠在弹簧作用下，将阀门关闭。开关阀外形尺寸为116mm×58 mm×84 mm，其零件的毛坯成形方法分析如下：
图6-11 开关阀
1－推杆 2－塞子 3－阀体 4－钢珠 5－压簧 6－管接头 7－旋塞
1. 推杆（零件1）承受轴向压应力、摩擦力，要求耐磨性好，其形状简单，属于杆类零件，采用中碳钢（45钢）圆钢棒直接截取即可。
2. 塞子（零件2）起顶杆的定位和导向作用，受力小，内孔要求具有一定的耐磨性，属于套类件，采用中碳钢（35钢）圆钢棒直接截取。
3. 阀体（零件3）是开关阀的重要基础零件，起支承、定位作用，承受压应力，要求良好的刚度、减振性和密封性，其结构复杂，形状不规则，属于箱体类零件，宜采用灰铸铁（HT250）铸造成形。
4. 钢珠（零件4）承受压应力和冲击力，要求较高的强度、耐磨性和一定的韧度，采用滚动轴承钢（GCr15钢）螺旋斜轧成形，以标准件供应。
5. 压簧（零件5）起缓冲、吸振、储存能量的作用，承受循环载荷，要求具有较高疲劳强度，不能产生塑性变形，根据其尺寸（1 mm×12 mm×26 mm），采用碳素弹簧钢（65Mn钢）冷拉钢丝制造。
6. 管接头与旋塞管接头（零件6）起定位作用，旋塞（零件7）起调整弹簧压力作用，均属于套类件，受力小，采用中碳钢（35钢）圆钢棒直接截取。
三、单级齿轮减速器
图6-12所示单级齿轮减速器，外形尺寸为430 mm×410 mm×320mm，传递功率5KW，传动比为3.95，对这台齿轮减速器主要零件的毛坯成形方法分析如下：
图6-12 单级齿轮减速器
1－窥视孔盖 2—箱盖 3—螺栓 4—螺母 5—弹簧垫圈 6—箱体 7
—端盖
8—调整环 9—齿轮轴 10—挡油盘 11—滚动轴承12—轴 13—齿轮
1．窥视孔盖（零件1）用于观察箱内情况及加油，力学性能要求不高。单件小批量生产时，采用碳素结构钢（Q235A）钢板下料，或手工造型铸铁（HT150）件毛坯。大批量生产时，采用优质碳素结构钢（08钢）冲压而成，或采用机器造型铸铁件毛坯。
材料成形的方法
金属液态成形——液态金属在铸型中冷却、凝固形成零件。液态成形是机械制造中生产机器零件或毛坯的主要方法之一。常用的铸造。 一 铸造定义 铸造（最广泛）：将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，使其冷却凝固，得到毛坯或零件的成形工艺（生产方法）。 二 铸造分类 1.按铸型材料来分：砂型铸造、金属型铸造、石墨型铸造、陶瓷铸造； 2.按充型方式来分：重力充型、高压充型、低压充型、离心力充型； 3.按液态成形工艺方法的作用力不同又可分为两类： 重力作用下的液态成形工艺方法：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、气化模铸造、陶瓷型铸造等； 外力作用下的液态成形工艺方法：离心铸造、压力铸造、低压铸造、挤压铸造等。 三 其铸造工艺如图所示 四 铸造的特点 1．能制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯：如阀体、泵体、叶轮、螺旋浆等。 2．铸件的大小几乎不受限制，重量从几克到几百吨。 3．常用原材料来源广泛，价格低廉，成本较低，其应用及其广泛。如机床、内燃机中铸件70~80%；农业机械40~70%。 4.但铸造生产过程较复杂，废品率一般较高，易出现浇不足，缩孔，夹渣、气孔、裂纹等缺陷。 五 铸造常见的主要问题 组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能，特别是冲击性能较低。 基本工艺过程 制作模样 配制型砂 制作芯盒 制作芯砂
锻压： 对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。 主要方法： 锻造:将坯料加热到高温状态后进行加工. 冲压:将坯料在常温下进行加工. 特点: (1)改善金属组织、提高力学性能 (2)节约金属材料 (3)较高的生产率 (4)毛坯或零件的精度较高 (5)不能加工脆性材料 (6)不能获得形状复杂的毛坯或零件 一自由锻： 1.定义：利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。自由锻造时，除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外，金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动，不受外部的限制，故无法精确控制变形的发展。 2.分类：手工锻造和机器锻造两种。手工锻造只能生产小型锻件，生产率也较低。机器锻造是自由锻的主要方法。 3. 特点：工具简单、通用性强，生产准备周期短。自由锻件的质量范围可由不及一千克到二、三百吨，对于大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，这使得自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用，例如水轮机主轴、多拐曲轴、大型连杆、重要的齿轮等零件在工作时都承受很大的载荷，要求具有较高的力学性能，常采用自由锻方法生产毛坯。 由于自由锻件的形状与尺寸主要靠人工操作来控制，所以锻件的精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低。自由锻主要应用于单件、小批量生产，修配以及大型锻件的生产和新产品的试制等。 4自由锻工序 自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序。 （1）基本工序
按成型方法分类
按成型方法分类 （1）注射成型 是先把塑料加入到注射机的加热料筒内，塑料受热熔融，在注射机螺杆或柱塞的推动下，经喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔，由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品。注射成型由具有注射、保压（冷却）和塑件脱模过程所构成循环周期，，因而注射成型具有周期性的特点。热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高，熔料对模具的磨损小，能大批量地成型形状复杂、表面图案与标记清晰、尺寸精度高的塑件；但是对于壁厚变化大的塑件，难以避免成型缺陷。塑件各向异性也是质量问题之一，应采用一切可能措施，尽量减小。 (2)压缩成型 俗称压制成型，是最早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开的模具型腔内，然后闭合模具，在热与压力作用下塑料熔融变成流动状态。由于物理及化学作用，而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸的常温保持不变的塑件。压缩成型主要是用于成型热固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛与三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料，还可以成型加工不饱和聚酯料团（DMC）、片状模塑料（SMC）、预制整体模塑料（BMC）等。一般情况下，常常按压缩膜上、下模的配合结构，将压缩模分为溢料式、不溢料式、半溢料式三类。 (3)挤塑成型 是使处于粘流状态的塑料，在高温和一定的压力下，通过具有特定断面形状的口模，然后在较低的温度下，定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产过程，是准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后处理（调质或热处理）。在挤塑成型过程中，注意调整好挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。特别要注意调整好聚合物熔体由机头口模中挤出的速率。因为当熔融料挤出的速率较低时，挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状；但是当熔融物料挤出速率达到某一限度时，挤出物表面就会变得粗糙、失去光泽，出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象。当挤出速率进一步增大时，挤出物表面出现畸变，甚至支离和断裂成熔体碎片或圆柱。因此挤出速率的控制至关重要。 (4)压注成型 亦称铸压成型。是将塑料原料加入预热的加料室内，然后把压柱放入加料室中锁紧模具，通过压柱向塑料施加压力，塑料在高温、高压下熔化为流动状态，并通过浇注系统进入型腔逐渐固化成塑件。此种成型方法，也称传递模塑成型。压注成型适用于各低于固性塑料，原则上能进行压缩
材料成形技术基础(问答题答案整理)
第二章铸造成形 问答题： 合金的流动性（充型能力）取决于哪些因素？提高液态金属充型能力一般采用哪些方法？答：因素及提高的方法： （1）金属的流动性：尽量采用共晶成分的合金或结晶温度范围较小的合金，提高金属液的品质； （2）铸型性质：较小铸型与金属液的温差； （3）浇注条件：合理确定浇注温度、浇注速度和充型压头，合理设置浇注系统； （4）铸件结构：改进不合理的浇注结构。 影响合金收缩的因素有哪些？ 答：金属自身的化学成分，结晶温度，金属相变，外界阻力（铸型表面的摩擦阻力、热阻力、机械阻力） 分别说出铸造应力有哪几类？ 答：（1）热应力（由于壁厚不均、冷却速度不同、收缩量不同） （2）相变应力（固态相变、比容变化） （3）机械阻碍应力 铸件成分偏析分为几类？产生的原因是什么？ 答：铸件成分偏析的分类：（1）微观偏析 晶内偏析：产生于具有结晶温度范围能形成固溶体的合金内。（因为不平衡结晶） 晶界偏析：（原因：(两个晶粒相对生长，相互接近、相遇；(晶界位置与晶粒生长方向平行。）（2）宏观偏析 正偏析（因为铸型强烈地定向散热，在进行凝固的合金内形成一个温度梯度） 逆偏析 产生偏析的原因：结晶速度大于溶质扩散的速度 铸件气孔有哪几种？ 答：侵入气孔、析出气孔、反应气孔 如何区分铸件裂纹的性质（热裂纹和冷裂纹）？ 答：热裂纹：裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化颜色 冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。 七：什么是封闭式浇注系统？什么是开放式浇注系统？他们各组元横截面尺寸的关系如何？答：封闭式浇注系统：从浇口杯底孔到内浇道的截面逐渐减小，阻流截面在直浇道下口的浇注系统。(ΣF内<ΣF横
高分子材料成型加工(塑料成型工艺学)考试复习题
1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分） 答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分） 特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。 影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。 3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。（2分) 外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的，为此，可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。（2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内，即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触， 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。（2分) 4.挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知：PVC软化点75~165℃；尼龙的熔融温度范 围则较窄，约10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。（12分） 答： PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。（4分）因为PVC是无定形塑料，无固定的熔点，软化温度范围较宽，其熔融过程是逐渐进行的，所以选择熔融段较长的渐变螺杆；PA是结晶性塑料，有固定的熔点，熔融温度范围较窄，温度达到熔点后，熔融较快，应选择熔化区较短的突变螺杆。（3分） 5.根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的来源主要有两个，一是物料与物料之间，物料与螺杆、 机筒之间的剪切、摩擦产生的热量，另一个是料筒提供的热量。 6.根据最简流动方程，熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏流四种 7.试分析螺杆挤出机生产中产生物料架桥现象的原因。 答：（1）原料配方中有黏度较大的助剂造成物料结块导致无法下料。 （2）下料段设定的温度过高，引起物料熔化，螺杆无法推进物料，造成物料架桥。 （3）喂料系统发生故障，无法正常工作，造成物料架桥。 8.请问为什么挤出机要在料斗座处加冷却装置？ 答：为避免加料斗出现“架桥”现象而影响加料及固体输送效率。 9.机筒加热和冷却的目的是什么？ 答：加热促进物料塑化；冷却为防物料过热。 10.什么叫螺杆的长径比？螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处？ 答：螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时，L/D增加，物料在螺杆中运行时间延长，有利于物料塑化与混合，使升温过程变缓；可使均化段长度增加，可减少逆流和漏流，有利提高生产能力。 11.挤出成型是在什么温度之间进行的？物料在什么温度范围容易挤出？挤出温度由什么决定？ 答：在黏流温度Tf与分解Td之间挤出成型；范围越宽越易挤出成型。具体温度应根据原料的配方、挤出机头结构、螺杆转速来定。
《材料成形技术基础》习题集答案
填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。
材料成形工艺基础
《材料成形工艺基础》自学指导书 一、课程名称：材料成形工艺基础 二、自学学时：50课时 三、教材名称：《材料成形工艺基础》柳秉毅编 四、参考资料：材料成形技术基础陶冶主编机械工业出版社 五、课程简介：《材料成形工艺基础》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一，其任务是阐明液态成型、塑性成型和焊接形成等成型技术在内的内在基本规律和物质本质，揭示材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷产生的机理。 六、考核方式：闭卷考试 七、自学内容指导： 绪论第1章金属材料的力学性能 一、本章内容概述： 绪论：1.材料成形工艺的发展历史2.材料成形加工在国民经济中的地位 3.材料成形工艺基础课程的内容 4.本课程的学习要求与学习方法。 第一章：1）铸造成形基本原理；2）塑性成形基本原理； 3）焊接成形基本原理 二、自学学时安排：8学时 三、知识点： 1.合金的铸造性能 2.合金的收缩性； 3.铸件的缩孔和缩松 2合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺；3影响合金的充型能力的因素1）合金的流动性2）浇；4合金的收缩概念液态合金从浇注温度逐渐冷却、凝固；5铸造内应力分热应力和机械应力；6顺序凝固，是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部；7顺序凝固可以有效地防止缩孔和宏观缩松，主要适用；8缩孔和缩松的防止方法：顺序凝固 四、难点：
1）强度、刚度、弹性及塑性 2）硬度、冲击韧性、断裂韧度、疲劳。 五、课后思考题与习题：P40 1.1 区分以下名词的含义: 逐层凝固与顺序凝固糊状凝固与同时凝固 液态收缩与凝固收缩缩孔与缩松 答：逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的，铸件凝固时其凝固区宽度接近于零，随着温度的下降，液相区不断减小，固相区不断增大而向中心推进，直至到达铸件中心。顺序凝固：是指在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 糊状凝固：如果合金的结晶温度范围很宽，或者铸件断面上温度梯度较小，则在凝固的某段时间内，其固相和液相并存的凝固区会贯穿铸件的整个断面。 同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。 液态收缩：从浇注温度冷却至凝固开始温度(液相线温度)期间发生的收缩。凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)期间发生的收缩。 铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩所造成的体积缩减，如果未能获得补充(称为补缩)，则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 1.3拟生产一批小型铸铁件，力学性能要求不高，但壁厚较薄，试分析如何提高合金液的充型能力。 答：1）尽可量提高浇注温度。由于壁厚较薄，铸铁可取1450左右2）增大充型压力（即增大推动力）。3）选用蓄热能力强的材料作铸型。4）提高铸型温度。5）选用发气量小而排气能力强的铸型。 1.4冒口补缩的原理是什么? 冷铁是否可以补缩? 冷铁的作用与冒口有何不同? 答：在铸件厚壁处和热节部位（即铸件上热量集中，内接圆直径较大的部位）设置冒
几种常见快速成型工艺的比较
几种快速成型方式的比较 几种常见快速成型工艺的比较 在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括：FDM, SLA, SLS, LOM等工艺，而这几种工艺又各有千秋，下面我们在主 要看一下这几种工艺的优缺点比较： FDM(fused deposition Modeling)丝状材料选择性熔覆快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材（如工程塑料、聚碳酸酯）加热熔化进而堆积成型方法，简称丝状材料选择性熔覆. 原理如下：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料可供选用，如工程塑料;聚碳酸酯、工程塑料PPSF: 以及ABS 与PC的混合料等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，并可安全地用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。专门开发的针对医用的材料ABS-i: 因为其具有良好的化学稳定性，可采用伽码射线及其他医用方式消毒，特别适合于医用。 FDM快速原型技术的优点是： 制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的污染；1次成型、易于操作且不产生垃圾；独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件； 原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。 可选用多种材料，如各种色彩的工程塑料以及医用ABS等 快速原型技术的缺点是：成型精度相对国外先进的SLA工艺较低，最高精度、成型表面光洁度不如国外 SLA：成型速度相对较慢光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography)原理的一种工艺的简称，是最早出现的一种快速成型技术。在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层
材料成型方法
材料成型方法 绪论 “材料成型方法”是材料成型及控制工程专业学生的一门重要的技术基础课程，主要研究机器零件的常用材料和材料成形方法，即从选择材料到毛坯或零件成形的综合性课程。通过本课程的学习，可获得常用工程材料及材料成形工艺的知识，培养学生工艺分析的能力，了解现代材料成形的先进工艺、技术和发展趋势，为后续课程学习和工作实践奠定必要的基础。 材料是科学与工业技术发展的基础。先进的材料已成为当代文明的主要支柱之一。人类文明的发展史，是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。如果查看一下诺贝尔物理、化学奖的获得者，不难发现20世纪的物理学家和化学家们曾对材料科学做过一系列的贡献。Laue（1914）发现X光晶体衍射，Guillaume（1920）发现合金中的反常性质，Bridgeman （1946）发现高压对材料的作用，Schockley、Bardeen、Brattain（1956）三人发现了半导体晶体管，Landau（1962）的物质凝聚态理论，Townes（1964）发现导致固体激光的出现，Neel （1970）发现材料的反铁磁现象，Anderson、Mott、van Vleck（1977）研究了非晶态中的电子性状，Wilson（1982）对相变的研究成功，Bednorz、Müller（1987）发现了30°K的超导氧化物，Smaller、Kroto（1996）发现C-60，Kilby（2000）发明第一块芯片，上述物理领域的诺贝尔获奖者的不少工作是直接针对材料的。至于化学家们，可以举出Giauque（1949）研究低温下的物性，Staudinger（1953）研究高分子聚合物，Pauling（1954）研究化学键，Natta、Ziegler（1963）合成高分子塑料，Barton、Hassel（1969）研究有机化合物的三维构象，Heegler、Mcdermild、白川英树（2000）三人发现导电高分子。 近年来，材料科学的发展极为迅速。以钢铁工业为例，2003年，我国钢产量2.2亿t，是世界钢产量9.6亿t的23％，从1890年张之洞创办汉阳铁厂，直到1949年半个多世纪，中国产钢总量只有760万t，不足现在一个大型钢铁厂的年产量。1949年，全国产钢15.8万t，占世界钢产量的0.1％，只相当于现在全国半天的产量。1996年至今，我国钢产量年年超过1亿t，成为世界第一产钢大国。从6000万t增长到1亿t钢，美国经过13年，日本经过6年，中国为7年。这对于我国立足于工业化、现代化的世界，意义重大。但是我国又是一个钢的消费大国，2003年我国钢消费2.67亿t。我国钢厂结构不合理，10%以上的钢是由规模不到50万t以下的小型钢铁企业完成的，70%以上的生产能力是由150万t以下的中小钢铁企业完成的。因此，我国钢铁企业的能耗大，产品品质不高，许多高附加值的优质钢材仍需进口，2003年就进口了3717万t的优质钢材。为此，新一代钢铁材料的主要目标是探索提高钢材强度和使用寿命。经研究证明，纯铁的理论强度应能高于8000MPa，而目前碳素钢为200MPa级，低合金钢（如16Mn）约400MPa级，合金结构钢也只有800MPa级。日本拟于2010年将钢的强度和寿命各提高1倍，2030年再翻一番（即1t钢可相当于现在的4t），这个计划展示了材料挖潜的前景。 类比钢铁，其他材料也有很大潜力可挖。现代材料逐步向高比强度、比模量方向发展。20世纪上半叶，材料科学家利用合金化和时效硬化两个手段，把铝合金的强度提高到700MPa，这样，铝的比强度（强度/密度）达到2.64×106cm，是钢的比强度（0.64×106cm）的4倍有余。要达到同样的强度，铝合金的用量只有钢的1/4，这就是铝合金作为结构材料的极大优势。 美国1980年汽车平均质量为1500kg，1990年则为1020kg。每台车的铸铁用量由225kg 降至112kg，铸铁的比例由15％减至11％；而铝合金由4％增至9％；高分子材料由6％增
材料成型工艺基础部分复习题答案
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。
Dota打电脑最强模式选择方法(为电脑手选英雄方法)
Dota打电脑最强模式选择方法 -----pandahero 简单介绍一下： dota打电脑模式分为以下几种： 第一种： 电脑最简单模式：-apneng (电脑普通经验普通金钱模式） 第二种: 电脑稍微厉害：-ap （电脑双倍经验双倍金钱模式） 第三种： 电脑比较厉害：-aphehg （电脑高倍经验高倍金钱模式） 第四种：超级电脑模式：-apxm 或者-apxmstfr （电脑打钱，升级速度超快，后文重点详细介绍该模式） 备注：个人觉得打电脑可以附加3个命令例如： -apnengstfrdu -apstfrdu -aphehgstfrdu st ：超级塔模式：就是塔可以慢慢自动回血，这种模式适合玩家持久娱乐 fr ：快速复活模式：英雄死亡之后，复活时间减少一半，也是适合玩家娱乐 du : 复选英雄模式：英雄可以重复多次选择，适合娱乐 这三种模式是最常见dota打电脑模式： -apnengstfrdu -apstfrdu -aphehgstfrdu (备注：玩家根据自己爱好，可以输入命令，需要就可以全部输入，不需要则输入部分命令即可，建议大家可以在开始游戏之前界面先把命令打一遍，复制下来进入游戏之后，直接复制很方便,因为有时候命令比较长，打字速度慢，容易打错） 如下图最下边对话框：可以先输入写出命令例如：-apnengstfrdu 用鼠标全部选中下面的命令，然后按住Ctrl+C组合键就是复制。然后直接再按住Ctrl+V检查是不是可以粘贴出结果，接着就可以开始游戏，进入游戏之后，直接Ctrl+V 很快
下来开始详细介绍打dota超级电脑模式： 超级模式第一种：-apxm 或者-apxmstfr 或者-apxmstfrdu (如下图：最好游戏开始之前先复制，进入游戏直接粘贴方便） 超级模式第二种：-apxmstfrdu （命令和第一种一模一样，但是玩家可以为电脑手选英雄，为电脑选择很牛逼的英雄，这对于游戏难度就是进一步提升） 重点讲一下如何为电脑手选英雄？ 进入游戏，输入命令：-apxmstfrdu ,如下图所示：稍微一会 等一会就会出现下面屏幕如下图： 看清楚下面这张图片展示内容，屏幕明显显示了：可以为AI选择英雄：-pa/-pe
快速成型方法比较
第四次作业 姓名：张雅倩学号：U201311053班级：材卓1301班 一、增材制造（3D 打印）技术中的SLA（或者SL）、SLS、SLM、FDM、3DP、LOM 各是什么含 意？各是什么成形方法？各有什么特点？都用的什么共性技术？ 解： 名称含意成形方法 SLA/SL 立体光刻成形（光固化成形）利用光能的化学和热作用使液态树脂材料产生变化的原理，对液态树脂进行有选择的固化，在不接触的情况下逐层制造出所需的三维实体原型。 SLS 选择性激光烧结激光束在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，对制件的实心部分所在粉末进行扫描，使粉末升温，粉末颗粒交界处熔化相互粘结，逐步得到各层轮廓。一层成形后工作台下降一截面层高度，进行下一层的铺料和烧结。循环最终形成三维工件。 SLM 选择性激光熔化在高激光能量密度作用下，金属粉末完全熔化，经散后冷却后凝固，层层累积成型出三维实体原型。 FDM 熔丝沉积制造丝状热塑性塑料由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热至熔融态，然后被有选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成加工工件截面轮廓。一层成形后工作台下降一截面层高度，喷头再进行下一层涂覆，循环最终形成三维产品。 3DP 三维印刷上一层粘结完毕后，成型缸下降一个距离，供粉缸上升一高度，推出若干粉末，并被铺粉辊推到成型缸，铺平并被压实。喷头在计算机控制下，按下一建造截面的成形数据有选择地喷射粘结剂建造层面。铺粉辊铺粉时多余的粉末被集粉装置收集。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘结剂，最终完成一个三维粉体的粘结。 LOM 分层实体制造（纸叠层成形）将单面涂有热熔胶的纸通过加热辊加压粘结在一起，此时位于其上方的激光器按照分层CAD模型所获得的数据，将一层纸切割成所制零件的内外轮廓，然后新的一层再叠加在上面，通过热压装置将下面的已切割层粘合在一起，激光束再次进行切割。切割时工作台连续下降。切割掉的纸片仍留在原处，起支撑和固定作用。纸片的一般厚度为0.07～0.1mm。 共性技术增材制造、快速成型、逐层或逐点堆积出制件
材料成型工艺
问答题 1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造，哪一种方法制得的吊钩承载能力大？为什么？ 2、什么是合金的流动性及充形能力，决定充形能力的主要因数是什么？ 3、铸造应力产生的主要原因是什么？有何危害？消除铸造应力的方法有哪些？ 4．试讨论什么是合金的流动性及充形能力？ 5. 分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围. 6.液态金属的凝固特点有那些，其和铸件的结构之间有何相联关系？ 7.什么是合金的流动性及充形能力，提高充形能力的因素有那些？ 8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点？他们各有何应用局限性？ 9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点，二者各有何适用范围？ 10. 缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？ 11. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？ 12. 手工造型、机器造型各有哪些优缺点？适用条件是什么？ 13.从铁-渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14. 铸件的缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止? 15. 什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属？其铸件结构有何特点? 16. 何谓冒口，其主要作用是什么？何谓激冷物，其主要作用是什么？ 17. 何谓铸造？它有何特点？ 18. 既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？ 19．金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性？ 20..冷变形和热变形各有何特点？它们的应用范围如何？ 21. 提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么？为何选择？ 22. 金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象？为什么？ 23. 纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？ 24．许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 25. 模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 26. 模锻与自由锻有何区别？
(完整word版)材料成型工艺基础习题及答案
1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为应力和应力两种。 2.常用的特种铸造方法 有：、、、、和 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛 坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有、和 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有、和 等。 6.压力加工的基本生产方式 有、、、、和等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生、、和严重氧化等缺陷。所以应该严格 控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为； 使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。 10.拉深件常见的缺陷是和。 11.板料冲压的基本工序分为和。前者指冲裁工序，后者包括、、和。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维 方向。 13.拉深系数越，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为。 15.熔焊时，焊接接头是由、、和 组成。其中和是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法 有：、、、、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局 部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为焊、焊和焊三种型式。
其中适合于无气密性要求的焊件；适合于焊接有气密性要求的焊件；只适合于搭接接头；只适合于对接接头。 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。（） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。（） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。（） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。（） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。（） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。（） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即 m1>m2>m3…>mn。（） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。（） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属的始锻温度越高越好。（）11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。（） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。（） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于
材料成形工艺基础复习题
1.三种凝固方式（逐层、糊状、中间）及其影响因素（结晶温度范围、温度梯度） 2.合金的流动性及其影响因素（合金成分） a)为什么共晶合金的流动性好？ 3.合金的充型能力对铸件质量的影响（浇不足、冷隔） 4.影响充型能力的主要因素（合金的流动性、浇注条件、铸型条件） 5.合金收缩的三个阶段（液态、凝固、固态） 6.缩孔、缩松产生的原因、规律（逐层：缩孔；糊状：缩松；位置：最后凝固部位） 7.缩孔与缩松防止（定向凝固原则；措施：加冒口、冷铁） 8.铸造应力产生的原因和种类（热应力、机械应力或收缩应力） 9.热应力的分布规律（厚：拉；薄：压）及防止（同时凝固原则） 10.铸造残余应力产生的原因（热应力）及消除措施（时效处理） 11.铸件变形与裂纹产生的原因（故态收缩，残余应力） 12.变形防止办法（同时凝固；反变形；去应力退火） 13.热裂纹与冷裂纹的特征 第二节液态成形方法 1.常用手工造型方法（五种最基本的方法：整模、分模、活块、挖砂、三箱）的特点和应 用（重在应用） 2.机器造型：实现造型机械化的两个主要方面（紧砂、起模） 3.熔模铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。 a)为什么熔模铸件精度高，表面光洁？ b)为什么熔模铸造适合于形状复杂的铸件？ c)为什么熔模铸造适合于难于加工的合金铸件？ 4.金属型铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。 a)为什么金属型铸件精度高，表面光洁？ b)为什么金属型铸造更适合于非铁合金铸件的生产？ 5.压力铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。 6.低压铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。 7.离心铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。 第三节液态成形件的工艺设计 1.浇注位置的概念及其选择原则（重在理解和应用）
几种常见快速成型工艺的比较
几种快速成型方式的比较
几种常见快速成型工艺的比较 在快速领域里一直站主导地位快速成型工艺主要包括：FDM, SLA, SLS, LOM等工艺，而这几种工艺又各有千秋，下面我们在主 要看一下这几种工艺的优缺点比较： FDM(fused deposition Modeling)丝状材料选择性熔覆快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材（如工程塑料、聚碳酸酯）加热熔化进而堆积成型方法，简称丝状材料选择性熔覆. 原理如下：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料可供选用，如工程塑料;聚碳酸酯、工程塑料PPSF: 以及ABS 与PC的混合料等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，并可安全地用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。专门开发的针对医用的材料ABS-i: 因为其具有良好的化学稳定性，可采用伽码射线及其他医用方式消毒，特别适合于医用。 FDM快速原型技术的优点是： 制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的污染；1次成型、易于操作且不产生垃圾；独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件； 原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。 可选用多种材料，如各种色彩的工程塑料以及医用ABS等 快速原型技术的缺点是：成型精度相对国外先进的SLA工艺较低，最高精度、成型表面光洁度不如国外 SLA：成型速度相对较慢光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography)原理的一种工艺的简称，是最早出现的一种快速成型技术。在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升
材料成型工艺基础部分(中英文词汇对照)
材料成型工艺基础部分0 绪论 金属材料：metal material (MR) 高分子材料：high-molecular material 陶瓷材料：ceramic material 复合材料：composition material 成形工艺：formation technology 1 铸造 铸造工艺：casting technique 铸件：foundry goods （casting） 机器零件：machine part 毛坯：blank 力学性能：mechanical property 砂型铸造：sand casting process 型砂：foundry sand 1.1 铸件成形理论基础 合金：alloy 铸造性能：casting property 工艺性能：processing property 收缩性：constringency 偏析性：aliquation 氧化性：oxidizability
吸气性：inspiratory 铸件结构：casting structure 使用性能：service performance 浇不足：misrun 冷隔：cold shut 夹渣：cinder inclusion 粘砂：sand fusion 缺陷：flaw, defect, falling 流动性：flowing power 铸型：cast (foundry mold) 蓄热系数：thermal storage capacity 浇注：pouring 凝固：freezing 收缩性：constringency 逐层凝固：layer-by-layer freezing 糊状凝固：mushy freezing 结晶：crystal 缩孔：shrinkage void 缩松：shrinkage porosity 顺序凝固：progressive solidification 冷铁：iron chill 补缩：feeding
材料成形工艺学上课后习题
1.金属液态成型工艺特点： 1适应性强。铸造方法不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制，又可铸造各种合金2尺寸精度高。节约金属材料和机械加工工时 3成本低。4废旧金属可以再生利用。5存在结构缺陷。铸件一般组织 疏松，晶粒粗大，铸件内部有时会出现缩孔、缩松、裂纹和偏析等缺陷，导致力学性能降低6废品率高。工序多，每道工序难以精确控制 7对周围环境污染严重，生产环境差，劳动环境差、强度高 2.液态金属充型过程有哪些水力学特点？ 1多相黏性流动。钢水中含有夹杂物和气体2不稳定流动。充型 过程中物理场（温度、断面积、流速）在不断变化3紊流流动。 Re>>Re临，流路方向变化，紊流流动4在“多孔管”中流动。浇注系 统和铸型的型腔有透气性，像“多孔管”，液体在“多孔管”中流动 5.奥赞公式的意义和成立条件 是浇注系统水力学计算的基本公式，为合理设计浇注系统提供了 依据成立条件：1浇注系统内充满流动2浇口杯液面保持不变3透气 性好，4需满足伯努利（能量）方程 6.液态金属充型能力，它与液态金属流动性有什么区别和联系？ 充型能力：液态金属充满型腔，获得完整形状、轮廓清晰的铸件 的能力 流动性：即合金金属的流动能力，是决定液态金属充型能力的内因，起主导作用，即流动性是充型能力的量度。而充型能力还受外界 条件的影响，铸型性质、浇注条件、铸型（件）结构也可以影响金属 液的充型能力 7.液态金属充型过程停止流动机理是？ 1对纯金属、共晶合金、窄结晶间隔的合金，靠近管壁的液态金 属首先凝固，一般以柱状晶组织向管壁内推进，而中心的过热金属可 以继续向前流动，而且可以全部或部分熔化正在生长的柱状晶，当液 态金属的过热度散尽，柱状晶生长到中心，中间卡死，液态金属停止 流动 2对于有一定结晶温度范围的合金，他们在一定的范围内结晶， 不断接触管壁的液态金属前端首先到达凝固温度，并有部分枝晶析出。随着枝晶的增多，流动的阻力越来越大，流速越来越慢，到某一程度后，前端阻塞，液态金属停止流动。 影响因素：合金本身性能，铸型条件，浇铸工艺 8.金属凝固动态曲线的意义是什么？ 把不同时间，不同位置到达同一温度点连接起来，就得到凝固动 态曲线 凝固动态曲线可以明确凝固区间，确定凝固过程中典型温度点 （液固相温度）可以知道在某一时间某个断面所处的凝固状态（L、SL、S），从而合理制定铸造工艺。 逐层凝固：流动性好，易于获得健全的凝固体。液体补缩性好， 凝固的的组织致密，形成集中缩孔的倾向大，热裂倾向小，气孔倾向小，应力大，宏观偏析严重 体积凝固：中间凝固：