砂型铸件结构工艺性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九讲,:,一,.,砂型铸件结构工艺性,(Technology of Structure of Sand Castings),二,.,锻压概述及金属塑性变形,(Outline of Forging and Ductile Deformation of Metal),砂型铸件结构工艺性,一,.,简化工艺要求,(Demands to Structure of Sand Castings,by Simplifying the Process of Making Moulds),1.,对外形要求,(,External Form,),1,）,避免外形有,侧凹,；,2,）使,分型面为平面,，去掉,不必要外圆角,；,3,）避免,凸台,、,加强筋,的设置妨碍起模；,4,）减少,分型面数目,；,5,）在铸件不加工面上设计,结构斜度,。,2.,对内腔要求,(,Internal Form,),1,）,尽可能,少用或不用芯子,；,2,）需芯子时，,考虑芯子稳固、排气和清理。,避免外形有,侧凹,避免外形有,侧凹,避免外形有,侧凹,去掉,不必要外圆角,去掉,不必要外圆角,避免,凸台、加强筋,妨碍起模,避免,凸台、加强筋,妨碍起模,减少,分型面数目,减少,分型面数目,设计,结构斜度,设计,结构斜度,少用或不用芯子,内腔两种设计,考虑芯子稳固,增设工艺孔,增设工艺孔,哪,一个结构合理？,二,.,合金铸造性能对铸件结构要求,(Demands for Structure of Sand Castings,by the Foundry Properties of Metal),1.,对壁厚要求,：,(for Dimension of Section),1,）,壁厚应适当和均匀,；,2,）,内壁,厚度,应略,小于外壁,；,3,）,壁厚相差大,时，便于,安放冒口,补缩,。,2.,壁与壁连接：,(for Joint of Walls of Castings),1,）,壁与壁的连接应,设计,结构圆角,，,以免产生缩孔、应力集中和掉砂；,对壁厚要求,设计,结构圆角,避免锐角接头,2,）,壁与壁斜交，,避免锐角接头,，以免产生应力集中。,3,）,避免壁与壁直接交叉，,采用交错接头或圆环接头；,4,）,壁厚从薄到厚应逐步过渡,，以免产生应力集中。,3.,避免产生变形和裂纹，应注意以下几点：,(to avoid deformation and cracking),1,）,细长类铸件，,使其截面对称；,2,）,大面积平板时，设计加强筋；,3,）轮类铸件应使轮辐数目为,奇数或为弯曲轮辐,。,交错或圆环接头,壁厚从薄到厚应逐步过渡,避免变形和裂纹,4.,避免太,大面积水平面,，以免产生气孔、夹砂等缺陷,。,5.,对大而复杂铸件应分成,几部分简单件,铸造，,焊接或栓接组合成整体铸件,。,锻压方法概述及金属塑性变形,( Outline of Forging and Ductile Deformation of Metal),概述,一、,概念,:,利用塑性变形规律，获得一定形状、尺寸和,性能锻件的方法。,二、,锻压特点,( Characteristics of,Forging),:,1.,改善组织，提高机械性能：塑性和冲击韧性。,2.,节约材料和加工工时。,3.,有较高的生产率。,4.,形状不能太复杂；设备投资大；劳动条差。,三、种类,(Sorts of,Forging),：,自由锻,、,模锻,、,轧制,、,拉拔,、,挤压,、,板料冲压。,自由锻,、,模锻,、,板料冲压,(Open Die Forging,、,Closed Die Forging and Sheet-Metal Forming),轧制,Rolling,拉拔,Drawing,挤压,Extruding,一塑性变形实质,(the Nature of,Ductile Deformation),1, 单晶变形实质：,滑移和孪晶,1,） 滑移,：,形状改变，但晶格、位向和体积不变。,2,） 孪晶：,只改变位向，以利滑移。,2,多晶体变形实质：,1,）每个晶粒变形与单晶一致：滑移和孪晶。,2,）晶界使变形阻力增大：位向差和杂质缠绕。,3,）只有与外力方向成,45,角的滑移面产生滑移，,细晶粒较粗晶粒滑移面多。,单晶滑移：,孪晶,Twins,滑移,Slippage,与外力成,45,二塑性变形对组织和性能的影响,( Effect of,Ductile Deformation on,the Microstructure and Properties of Work-piece),1,加工硬化（冷作强化）,1,）概念：,金属在低温下塑性变形时，表现出强度和,硬度升高，塑性和韧性下降。,变形程度越大，加工硬化越严重。,2,）组织：,1,）晶粒形状,-,改变,2,）晶格,-,扭曲,3,）滑移面上,-,出现细碎晶,3,）应用,：冷轧、冷拔和冷挤低碳钢、纯铜和防锈铝。,加工硬化现象：,加工硬化,晶粒形状改变,晶格扭曲、,出现细碎晶,2,回复和再结晶,1,）回复,概念：,加工硬化是一种不稳定状态，只要温度许可，,原子会自发回到正常位置，晶格畸变消失。,温度：,T,回,=(0.250.30)T,熔,（,K,）,组织：,晶格扭曲消失，但细碎晶和变形晶依然存在。,性能：,只是塑性略有提高。,应用：,冷拔钢丝卷制弹簧后，在,250300,下回火，,降低其脆性。,2,）再结晶,(Re-crystallization),概念,:,原子自由扩散和重新排列形成新等轴晶,代替变形晶、细碎晶。,温度,:,T,再,=,（,0.350.40,）,T,熔,（,K,）,纯铁,-450,；钨,-1200,；铜,-200,；,铝,- 100,； 锌,-,室温。,组织,:,新的等轴晶，加工硬化全部消失。,性能,:,恢复良好塑性。,速度,:,温度高、变形程度大，再结晶速度快。,应用,:,重获良好塑性，可继续变形；可细化晶粒；,消除不均匀铸态组织。,再结晶过程（,Process of Re-crystallization),回复、再结晶过程组织和性能变化,3.,区分冷变形与热变形,冷变形,(Hot Forging),：,低于再结晶温度下变形；,热变形,(Cold Forging),：,高于再结晶温度下变形。,4.,锻造比与纤维组织,（,1,）锻造比,： 衡量变形程度参数，均大于,1,，,Forging Ratio,提高锻造比，可细化组织。,（,2,）纤维组织,：,1,）概念,：晶界杂质留下的痕迹。,如：塑性夹杂呈条状，脆性的杂呈链状。,热处理无法改变、消除,纤维组织,，,只能通过变形改变分布方向。,2,）对性能影响,：,表现出方向性：平行于纤维方向，材料塑性、韧性增加，,垂直这个方向则降低；抗拉强度相差不大。,3,）与锻造比关系,：,锻造比大，变形程度大，纤维组织明显。,4,）设计零件应注意纤维分布合理,：,正应力与纤维平行；切应力与纤维垂直。,纤维分布与零件外形轮廓相符和不被切断,。,纤维组织,纤维分布合理,三,.,金属的锻造性,( Forge-ability of metal),1.,概念,：金属接受锻压难易程度。,2.,衡量指标,：塑性和变形抗力。,3.,影响因素,(the Factors),：,1,）,金属本质,(the Nature of Metal),成分,：纯金属锻造性最好，,合金元素含量多，锻造性差。,组织,：固溶体比机械混合物要好。,状态,：铸态比轧态要差。,2,）变形条件,(the Conditions of Deforming ),（,1,）,变形温度,：温度高、塑性好、抗力小。,（,2,）变形速度,(the Speed of Deformation),：,在某一速度值以前，变形速度越快，加工硬化来不及消除，变形抗力增大，降低锻造性；超过这一值，变形速度增大，热效应可改善塑性和降低变形抗力。,（,3,）应力状态,(the State of Stress),：,压应力数目越多，表现出塑性越好， 锻造性提高。,压应力数目,:,词汇：,金属塑性变形,:,Forging and Ductile Deformation of Metal,变形和裂纹：,Deformation and Cracking,自由锻,: OpenDie Forging,模锻,: Closed-Die Forging,板料冲压,: Sheet-Metal Forming,轧制,: Rolling,拉拔,: Drawing,挤压,: Extruding,再结晶,: Re-Crystallization,