2022年材料成型重点总结 .pdf

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1、学习必备欢迎下载第六章塑性成型技术1.塑料成型：板料成形、体积成形2.板料成形： 指使用成形设备通过模具对金属板料在室温下加压以获得所需形状和尺寸零件的成形方法。3.板料成形工序： A.分离工序 /冲裁（落料、冲孔、修边） ；B.成形工序（弯曲、拉深、胀形、翻边） 。4.体积成形：指对金属块料、棒料或厚板在高温或室温下进行成型加工的方法。5.体积成形分类：锻造、轧制、挤压、拉拔。6.冲裁（1）过程：弹性变形阶段；塑性变形阶段；断裂分离阶段。（2）主要变形区：以凸模与凹模刃口连接为中心的纺锤形区域。（3）变形区应力状态：刃口侧面的轴向应力为拉应力，故裂纹往往从侧面产生。（4）冲裁件断面特征：圆角

2、带、光亮带、断裂带、毛刺。（5）软硬材料冲裁断面特征区别：软材料和加工硬化指数大的材料，其变形区对周围材料影响大，圆角也大，光亮带大，断裂带小；硬材料则相反。（6）主要工艺参数冲裁间隙：薄、软材料， 断面质量和尺寸精度要求高时取小值；厚、硬材料，要求模具寿命长时取大值。7.弯曲（1）过程：弹性弯曲；弹、塑性弯曲；塑形弯曲。（2）主要变形区：曲率发生变化的圆角部分。（3）变形区应力分布：a.内层：受压缩短b.外层：受拉伸长c.应变中性层：长度不变（4）主要工艺参数相对弯曲半径（r/t ） ：A.小于弯曲加工极限，则会出现弯曲件断裂；B.较大时，回弹严重，制件形状、尺寸难以控制。8.拉深（1）主要

3、变形区：底部（承力区，很少变形）；壁部（传力区，已变形区）；法兰（主要变形区）（2）变形区应力分布：凸、凹模圆角靠直壁处存在材料厚度变薄的两个极小值点，若圆角半径过小，制件容易在此两处破裂。（3）质量问题：A.起皱； B.开裂（当毛坯半径增大，使壁部材料F 拉大于F 承，会发生强度破裂）（4）主要工艺参数：拉深系数（m=d/D ）9.胀形主要变形区：凸肋以内的局部区域内，变形区不断扩大。10.翻边（1）主要变形区被限制在凹模圆角以内的环形区域内，变形区不断缩小。（2）主要参数翻边系数（k(f)=do/d ） ，当其小于内孔翻边的加工极限（min） ，翻边件会产生破裂。11.锻造：在加压设备及工

4、具的作用下，通过金属体积的转移和分配来获得机器零件或毛胚的塑性成型方法。12.自由锻镦粗三个区：难变形区；大变形区（受摩擦影响小，应力分布均匀，变形难度大） ；小变形区（受切向附加拉应力，易产生纵向裂纹）13.锤上模锻三阶段及变形特点：A.镦挤阶段：一部分金属挤进凹槽，另一部分镦粗向外侧流动； B.充填阶段：坯料与模底接触，部分金属通过飞边桥部向外流动，分流层位置外移，金属挤入模腔凹槽充满模膛；C.打靠阶段：多于金属流入飞边仓部，上下模打靠。14 锤上模锻特点： A.金属沿高度方向流动，充填能力较强， 适用于靠挤入方式成形的锻件；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

5、- - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载B.设备速度高，金属流动快，具有金属流动惯性和变形热效应作用。15.压力机模锻变形特点：A.金属沿水平方向流动，速度低；B.金属在模腔流动缓慢，适用于变形速度敏感的低塑性合金材料；C.变形深透均匀，流动分布连续，锻件各处力学性能一致性好，利于提高内部质量和尺寸精度。15.挤压成形：坯料才封闭模腔内受三向不均匀压力作用，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减小，形成所需制品的加工方法。16.挤压成形分类：A.按成形温度：热挤压、温挤压、冷挤压；B.按金属流动方向和凸模运动方向关系：正挤压、反挤压、复合挤压。17 挤压三阶段：充填/镦

6、挤阶段；稳定挤压阶段；不稳定挤压阶段18.挤压成形的软化处理：冷挤压毛坯退火；多次挤压中间退火。19.挤压成形的润滑：冷挤压磷化皂化；硬铝氧化处理、涂硬脂酸锌粉末。, 第七章焊接成型技术1.焊接本质：通过适当的物理化学过程，是两个分离的固态物体产生原子或分子间结合力而连成一体的成型方法。2.焊接分类：熔焊、压焊、钎焊。3.焊条结构及各部分功能：A.焊芯：充当电极和填充金属。B.药皮： a.保护作用（熔化形成熔渣并产生某些气体使熔滴、熔池、焊接区与空气隔绝，防止有害气体侵入）;b.冶金作用（与熔池金属发生冶金反应，去除杂质） ;c.使焊条具有良好的工艺性能（使电弧容易引燃并稳定连续燃烧，飞溅少，

7、焊缝成形美观，易于脱渣）。4.酸碱焊条工艺特点：A.酸： （优）药皮组成氧化性强；电弧稳定性好，可直流和交流施焊；焊缝成形较好，对水、绣产生气孔的敏感性不大；熔渣结构呈玻璃状，脱渣方便；（缺）所焊焊缝常、 低温冲击性能一般，焊缝中含氢较高，塑形受影响。 B.碱： （优） 药皮还原性强；熔敷金属扩散氢含量低，使焊缝金属具有较高的强度和韧性，适用于重要结构件的焊接及对焊缝力学性能要求高的产品；（缺）未加稳弧剂则只能直流施焊；焊条对水、绣产生敏感性较大，使用前需烘培； 熔渣结构呈结晶状，脱渣困难； 焊接需用断弧操作，否则易产生气孔；焊接时烟尘较多。5.焊条牌号及意义：字母“E”表示焊条；前两位数字：

8、熔敷金属抗拉强度最小值；第三位数字：焊条焊接位置（平立仰横）；第三、四位数字组合：焊接电流种类及药皮类型。6.埋弧焊过程：焊丝与焊件燃烧的电弧埋在颗粒状焊剂下面，电弧热使焊丝、母材、焊剂熔化并部分蒸发， 形成封闭空腔，渣膜隔绝空气和电弧与熔池接触，使弧光不能辐射出来；焊丝熔化以熔滴形式落下，与熔融母材混合成熔池；电弧向前移动，熔池金属冷却形成焊缝；熔渣密度较小，浮在熔池之上，冷却形成渣壳，防止焊缝高温下氧化。7.钨极氩弧焊：在惰性气体氩气保护下，利用钨电极与焊缝之间产生电弧热熔化母材和填充焊丝的一种气体保护焊。8.钨极氩弧焊分类：A.直流（直流正接、直流反接、直流脉冲）B.交流（正弦交流、矩形

9、交流）9.钨极氩弧焊优缺点： （优）a.氩气能有效隔绝电弧周围空气，可成功焊接易氧化、氮化及化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金；b.直流正极性电弧稳定，即使在很小焊接电流下也可稳定燃烧， 特别适用于薄板、超薄板的焊接； c.明弧无渣， 熔池可见度好， 易于控制；d.电弧热源与填充焊丝分别控制，易于实现单面焊双面成型，焊缝成形美观，不产生飞溅；（缺） a.钨电极承受电流能力有限，所以熔深浅，熔敷率小，生产率低；b.焊接所用惰性气体较贵，生产成本高；c.焊前对焊件表面清理工作要求严格。10.直流正、反接优缺点：A.正接：发热量大，熔深大，生产率高，用于大多数焊接场合。精选学习资料 - - -

10、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载B.反接：发热量小，烧损少，电流截流强、引弧困难，阴极雾化及阴极破碎作用可去除焊件表面氧化膜 (铝、镁 ) 11.焊丝熔滴过度类型：自由过渡（滴状过渡和喷射过渡）、短路过渡、混合过渡。12.CO2焊的飞溅A.原因：液体金属内部的CO气体急剧膨胀而发生剧烈爆炸，以及短路过渡后电弧再引燃时，产生对熔池过大冲击力而使液体金属溅出。B.措施： a.冶金方面：采用合适焊丝和保护气体成分；b.工艺方面：焊接电流与电弧电压合理选配，以及合适的短路电流上升速度和短路峰值电流的选择。13.电阻焊分类： A.按

11、工艺 （点焊、 缝焊、 凸焊、 对焊）；B.按电流 （交流、 直流、 脉冲电流）。14.摩擦焊：利用焊件接触面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热，使工件端部达到塑性状态，然后迅速顶锻加压，完成焊接的一种压力焊方法。15.摩擦焊分类： A.根据相对摩擦运动轨迹（旋转摩擦焊、轨道摩擦焊）B.根据机械供给方式（连续驱动摩擦焊、惯性摩擦焊）16.钎焊分类：软钎焊（钎料熔点低于450 摄氏度）、硬钎焊。17.钎焊与熔焊、 压焊相比不同点：钎焊只有钎料熔化而母材保持固态，钎料熔点低于母材，成分区别也很大； 熔化钎料依靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材待焊处缝隙中，依靠液态钎料和固态母材之间的相互扩散形成冶金结

12、合。18.钎焊优缺点： （优点） A.加热温度低，对母材组织性能影响小，易于保证焊件尺寸精度；B.可实现异种金属或合金、金属与非金属的连接；C.某些钎焊方法可一次性焊接完成成百条钎缝，生产率高。 （缺点）钎焊接头强度低，耐热性差，装配精度要求高。19.金属焊接性：金属是否具有适应焊接加工，以及在焊接加工以后是否能在使用条件下安全运行的能力。20.工艺焊接性：金属材料在指定的焊接工艺条件下对产生焊接缺陷的敏感性。21.使用焊接性：是在制定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头使用使用要求的程度。22.影响金属焊接性因素：A.材料因素B 工艺因素 .C.结构因素D.使用条件23.金属材料焊接性试验方法:

13、A.间接评估： 碳当量 Ceq间接评估法； 冷裂纹敏感系数Pc间接评估法。 B.直接实验方法：斜Y形坡口焊接裂纹实验；插销实验。24.奥氏体不锈钢焊剂主要问题：热烈问、翠花、晶间腐蚀、应力腐蚀。25.铝及铝合金熔焊特点：a.有很强的氧化能力；b.有较大的热导率和比热容；c.有热裂倾向；d.容易产生气孔；e.焊接热作用使近缝区出现软化现象。26.防止热裂纹措施：选择合适焊丝、控制焊缝成分、配以合理的焊接参数、采用热能集中的焊接方法。 （eg:硬铝、超硬铝选用含硅5%的 Al-Si 合金焊丝； Al-Mg 合金采用W(mg)=5%的 Al-Mg 焊丝。 ）27.防止气孔措施：A.限制氢来源；B.选

14、择合理的焊接参数。28.焊接应力、应变产生原因：A.加热阶段：焊缝和近缝区温度很高，材料自由热变形变量很大， 受临近低温区域约束而被压缩，产生压应力，同时远离焊缝的区域由于温度较低，材料自由热变形量较小，受焊缝高温区膨胀影响而被拉伸，产生拉应力。 由于焊缝及邻近区域T大于 800 摄氏度，材料已丧失弹性，被限制膨胀的部分产生的是压缩塑形变形。B.冷却阶段：冷却至室温时， 焊缝附近残留压缩塑性变形区，焊缝及邻近区域被限制收缩而产生残余拉应力，远离焊缝两侧则为拉应力。29.减少焊接残余应力措施：A.设计措施： a.改进接头设计。 b.避免焊缝集中， 不要有交叉焊。c.尽量减少焊缝数量及尺寸。d.在

15、焊接拉应力区尽量避免存在几何不连续。e.焊缝尽量不要布置在工作应力最集中区。B.工艺措施： a.采用合理的焊接顺序和方向；b.采用反变形法和加热减应力区法；c.采用小的热输入焊接；d.焊后锤击焊缝。30.消除焊接残余应力措施：热处理、温差拉伸发、拉力载荷法、爆炸冲击法、震动法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载31.预防焊接变形措施：合理选择、 配焊接顺序； 采用反变形法； 采用刚性固定法；散热法；合理选择焊接方法和焊接参数。32.消除焊接变形方法：火焰加热矫正法；机械矫正法。第八章表面成型及强化技术

16、1.表面成型及强化： 通过物理、 化学或其他各种技术手段是的零件的表面一定深度内的成分、组织甚至应力状态与芯部不同，因而使得表面具有所希望的某些性能特点，从而最终达到使整个零件的损伤推迟，提高零件的使用寿命。2.表面成型及强化技术分类：表面涂层技术、表面改性技术。3.表面涂层技术：通过在构件零部件的表面制备一层与其性能不同的，且能满足特定要求的材料覆盖层技术。4.表面改性技术：通过改变材料表面层的成分及组织结构而改变材料组织性能。5.晶界：同一相的晶粒之间的分界面。6.失效：机械零部件由于某种原因而丧失原定功能的现象。7.失效分类：断面失效、变形失效、表面失效（磨损失效、疲劳失效、腐蚀失效）。

17、8.热喷涂：将涂层金属材料加热融化，以高速气流将其雾化成极细的颗粒，并以极高的速度喷射到事先准备好的零件表面，形成所需性能金属涂层的表面成型方法。9.热喷涂的结合机理：机械结合、金属键结合、微扩散结合、微熔合。10.涂层结构特点：涂层结构的不均匀性（图层平行和垂直表面的两个方向性能不一致）；涂层的多孔性；涂层的化学不均匀性；涂层的内应力。11.表面形变强化理论基础：加工硬化金属材料在塑性变形时，随变形程度增加，金属的强度、硬度上升，而塑性、韧性下降。12.表面形变强化原因：材料表层组织结构的变化引入残余应力和表面形貌发生变化所致。13.表面相变强化马氏体相变：当零件表面层被快速加热到温度超过相

18、变点温度达到奥氏体状态时，随后的快冷即可获得马氏体或其他奥氏体的转变组织。14.化学热处理强化过程：首先将工件置于含有渗入元素的活性介质中加热到一定温度，使渗入元素通过分解、吸附、扩散进入金属表层，从而改变金属表层的成分、组织、性能。15.化学处理强化目的：提高金属表层强度、硬度和耐磨性；提高材料表层的疲劳强度；使金属表面具有良好的抗粘性、抗咬合能力和降低摩擦因素；提高金属表面耐蚀性。16.激光表面合金化：在激光素作用下，将一种或多种合金元素与基材表面一起快速熔凝，从而使廉价材料表面具有预定的高合金结构与特性的技术。第九章粉末合金及陶瓷成型技术1.粉末合金制取过程：制备原材料粉末；成形；烧结（

19、陶瓷制品：致密化）。2.高质量原料粉末特征：A.粒度分布范围合理，平均粒径小； B.颗粒外形圆整； C.颗粒聚集、抱团倾向小，凝聚强度低；D.化学程度和化学组成均匀性易于控制。3.烧结四阶段：粉粒间的初步粘结、烧结颈长大、孔隙通道闭合、孔隙球化。4.液相烧结三阶段：液相流动或重排；溶液再次沉淀或调整；致密化过程。第十章塑料成型技术1.塑料：以树脂为主要成分的高分子材料。2.聚合物三态：玻璃态、高弹态、粘流态。3：塑料成型方法：注塑成型、挤出成型、压缩成型、压注成型、压延和吹塑成型。4.浇注系统： 塑料熔体从注射机喷嘴出来之后，到达模腔之前在摸具中所流经的通道或区域。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载5.热流道技术：使从注射机喷嘴到浇口这一段流道中的塑料始终保持熔融状态，在每次开模时不需要固化作为废料取出，滞留在浇注系统中的熔料可在再一次注射时被注入型腔的技术。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页