材料加工基础

工程材料与热加工基础

锻压生产

工程材料与热加工基础

第二章 锻 压1、何为锻压？ 何为锻压 锻压是对坯料施加外力，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。 它是锻造与冲压的总称，属于压力加工的范畴。 锻压设备

工程材料与热加工基础

2、锻压特点： 锻压特点： 塑性变形是压力加工的基础，凡具有一定塑性的金属如钢及大多数有色金 属，均可进行压力加工。 与铸造相比，压力加工的优点是：金属铸锭经塑性变形后，铸造组织的内 部缺陷如气孔、缩孔、微裂纹等得到焊合，再结晶后可细化晶粒，金属的 各种力学性能得到提高。冲压件又具有重量轻、精度高、刚性好等优点。 但由于锻压件是在固态成形，金属的流动受到限制。因此，对于形状复杂、 尤其是内腔形状复杂的零件，从制造工艺上锻件远不及铸件容易实现。另 外，锻件的成本比铸件高，材料利用率等方面也不如铸件。然而，从锻件 力学性能的提高，锻造流线更加与受力条件相适应，在同样受力条件下， 零件的几何尺寸可以缩小的角度看，又可以大大降低原材料的使用量，延 长零件的使用寿命，节约金属。

工程材料与热加工基础

第一节 金属的锻造性能一、金属的塑性变形概述 金属塑性变形的实质，对于单晶体是由于金属原

《高分子材料加工基础》测验-1答案

一、名词解释

1、高分子化合物——所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。

2、牛顿型流体——服从牛顿流动定律的流体称为牛顿流体

3、假塑性流体——不服从牛顿流动定律，表观黏度随剪切速率增大而减小的流体。

4、表观黏度——对于剪切应力和剪切速率之比不再是常数的非牛顿流体，仍与牛顿黏度相类比，取此比值定义为表观黏度。

5、韦森堡效应——当高聚物熔体或浓溶液在各种旋转黏度计或在容器中进行电动搅拌时，受到旋转剪切作用，流体会沿着筒壁或轴上升，发生包轴或爬杆现象，，在锥板黏度计中则产生使锥体和板分开的力，如果在锥体或板材上有与轴平行的小孔，流体会涌入小孔，并沿孔上所接的管子上升，这类现象称为韦森堡效应。 6、结晶度——结晶高聚物中结晶部分所占的百分数 二、问答题

1、高分子材料成型加工的特性有？

答：①可挤压性；②可模塑性；③可延展性；④可纺丝性 2、高分子黏性流动的特点有哪些？ 答：①高分子流动是通过链段的位移运动完成的；②高分子流动不符合牛顿流体的流动规律；③高分子流动时伴有高弹形变 3、什么是聚合物挤出胀大现象，分析产生挤出胀大的原因，如何减小挤出胀大？

液态成型部分思考题： 名词解释： 1、 自发形核

由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程，因此，也称均质生核。 2、 非自发形核

在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核。 3、 气孔

金属中的气体含量超过其溶解度，或浸入的气体不被溶解，则以分子状态存在于金属液中，若凝固前来不及排除，铸件将产生气孔。 4、 非金属夹杂物

金属在熔炼与铸造过程中，与非金属元素及外界物质接触发生相互作用而产生的各种化合物。 5、 离异共晶

共晶成分的剩余液体也可能不采取共生生长的方式结晶，而是两相各自独立生长，所得的组织中没有共晶的特征。这种两相不是以共同的界面生长的方式成为离异生长，所得的组织成为离异共晶。 6、 带状偏析

当固液界面由于过冷递减，固液界面向前推进受到溶质偏析的阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大，从前方横切溶质浓化带，形成带状偏析。 7、 逆偏析

铸锭和铸件凝固后，铸锭的表面或底部含溶质元素较多，而中心部分或上部分含溶质较少。 8、 残余应力

当产生铸造应力的原因被消除以后，应力仍然存在，这种应力成为残余应力。 9、 缩孔

铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固

第二章

名词解释

强度和刚度；塑形和韧性，屈强比，韧脆转变温度，断裂韧度，疲劳强度，蠕变，应力松弛

第三章

1、在立方晶系中画出（011）、（-102）晶面和〔211〕、〔10-2〕晶向 2、纯金属结晶的形成率是否总是随着过冷度的增加而增大？ 3、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？ 第四章

1、现有A、B两组元，其熔点B

（2）其中任一合金K，在结晶过程中由于固相成分沿固相线变化，故结晶出来的固溶体中的含B量始终高于原液相中的含B量；

（3）固溶体合金按匀晶相图平衡结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不同，所以固溶体的成分是不均匀的。 3、根据Fe-Fe3C相图，计算：

（1）45钢在室温时相组成物和组织组成物各是多少？其相相对质量百分数各是多少？ （2）T12钢的相组成物和组织组成物各是多少？各占多大比例？ （3）铁碳合金中，二次渗碳体的最大百分含量。 第五章

1、塑形变形使金属的组织与性能发生哪些变化？

2、碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有加工硬化现象？为什么？ 3、提高材料的塑形变形抗力有哪些方法？ 第六章

1、过冷奥氏体的转变产物有哪几种类型？比较这几种转变类型的异同点？

2、共析钢加热到奥氏体后，以各种速度连续

液态成型部分思考题： 名词解释： 1、 自发形核

由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程，因此，也称均质生核。 2、 非自发形核

在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核。 3、 气孔

金属中的气体含量超过其溶解度，或浸入的气体不被溶解，则以分子状态存在于金属液中，若凝固前来不及排除，铸件将产生气孔。 4、 非金属夹杂物

金属在熔炼与铸造过程中，与非金属元素及外界物质接触发生相互作用而产生的各种化合物。 5、 离异共晶

共晶成分的剩余液体也可能不采取共生生长的方式结晶，而是两相各自独立生长，所得的组织中没有共晶的特征。这种两相不是以共同的界面生长的方式成为离异生长，所得的组织成为离异共晶。 6、 带状偏析

当固液界面由于过冷递减，固液界面向前推进受到溶质偏析的阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大，从前方横切溶质浓化带，形成带状偏析。 7、 逆偏析

铸锭和铸件凝固后，铸锭的表面或底部含溶质元素较多，而中心部分或上部分含溶质较少。 8、 残余应力

当产生铸造应力的原因被消除以后，应力仍然存在，这种应力成为残余应力。 9、 缩孔

铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固

液态成型部分思考题： 名词解释： 1、 自发形核

由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程，因此，也称均质生核。 2、 非自发形核

在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核。 3、 气孔

金属中的气体含量超过其溶解度，或浸入的气体不被溶解，则以分子状态存在于金属液中，若凝固前来不及排除，铸件将产生气孔。 4、 非金属夹杂物

金属在熔炼与铸造过程中，与非金属元素及外界物质接触发生相互作用而产生的各种化合物。 5、 离异共晶

共晶成分的剩余液体也可能不采取共生生长的方式结晶，而是两相各自独立生长，所得的组织中没有共晶的特征。这种两相不是以共同的界面生长的方式成为离异生长，所得的组织成为离异共晶。 6、 带状偏析

当固液界面由于过冷递减，固液界面向前推进受到溶质偏析的阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大，从前方横切溶质浓化带，形成带状偏析。 7、 逆偏析

铸锭和铸件凝固后，铸锭的表面或底部含溶质元素较多，而中心部分或上部分含溶质较少。 8、 残余应力

当产生铸造应力的原因被消除以后，应力仍然存在，这种应力成为残余应力。 9、 缩孔

铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固

《现代材料加工方法》复习要点 第1章 概述

1．掌握材料的各种分类方法

① 按化学组成和显微结构分：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料。 ② 按性能特征分：结构材料、功能材料。

③ 按用途分：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、能源材料、生物材料。 ④ 按状态分：固体材料、液体材料、粉末材料。 2．掌握金属材料成形方法

① 液态金属铸造材料成形：a.重力下铸造：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失

模铸造。b.外力下铸造：压力铸造、离心力铸造、挤压铸造、反重力铸造。 ② 固态金属塑性成形：a.体积金属成形：自由锻、胎模锻、模锻（开式、闭式、特种）。

b.板料金属成型：冲裁、弯曲、拉深、特种成形。

③ 金属材料焊接成形：a.熔焊（电弧焊）b.压焊（电阻焊，摩擦焊）c.钎焊，粘接焊 3．21世纪材料成形加工技术的发展趋势有哪些？

发展趋势：1.精度成形。2.材料制备与成形一体化。3.复合成形。4.数字化成形。5.材料成形自动化。6.绿色清洁生产。

4．与机械切削加工比较，材料成形加工有哪些特点？

特点：1.通常，材料在热态下通过模具或模型而成形。2.材料利用率高。3.劳动生产率高，可实现机械化，自动化生产。4.产品尺寸规格的一致性好。5

硬质材料的铣削加工

模具车间一定会碰到硬质材料的铣削加工问题，或者找别人帮他们解决这些问题。

Corey Greenwald先生就碰到了这样的问题。他明白，在工厂生产注塑模的时候，硬质材料的铣削加工已成为一个主要问题。他懂得如何在他自己创建的车间内－Hard Milling Solutions公司－以其独有的“硬质材料铣削方法”，有效地、始终如一地和信心十足地铣削加工硬质材料。作为一个模具车间，他了解一定会碰到硬质材料的铣削加工问题，他们似乎需要这样的一个专业加工车间，才能解决硬质材料的铣削加工问题，因为他们既没有足够的时间在他们自己的机床上加工，也没有做好准备在他们自己的设备上铣削硬质材料。

可惜，当碰到需要铣削加工硬质材料时，许多模具车间都没有做好这样的准备。他们在模具加工方面仍然采用传统的方法。他们在结束模具的加工以后，还要花很多的手工作业时间去抛光模具，最后还要费时间逐点修整、测试和调配这些模具。

你们采用硬质材料铣削技术了吗？当高速加工技术应用于加工经过淬硬的模具元件时，

模具车间可以从模具加工工艺中摆脱某些最昂贵和最费时间的加工工序

Greenwald先生说：“这些额外的附加时间会使全球市场的竞争性与非竞争性模具行业之

材料加工通用工艺

材料加工通用工艺

机器造型——紧砂、起模主要工序实现机械化 大批量生产，机械化，流水线生产 （1）紧砂方式

压实式、 震实式、震压式、抛砂式、射压式 （图3-5）震压式（中小型铸件） （图3-6）抛砂式（重大件） （2）起模方式

顶箱式——四根顶杆顶住砂箱四角，徐徐上升（图3-7） 漏模式——有筋条或较深凹、凸形状，起模困难砂型（图7-8） 翻转式——180°翻转（图3-9） （3）工艺特点

采用模板造型（图3-10）a）、b）——定位销精度高 不适合三箱造型及活块造型，（可通过外型芯改善） 5．机器造芯

震压式造芯机（参见图3-5）

射芯机（图3-11）—— 小型芯（不到1秒钟） [注]砂型成形的特点

应用最广泛、最灵活

单件、小批量手工造型、成批大量机器造型

可浇注低熔点非铁金属，也可浇注高熔气铁水、钢水 成型件尺寸、形状均可

但—型只能浇注一次，生产率低

冷却速度慢，铸件晶粒不细密——影响机械性能 二、壳型铸造 三、金属型铸造 亦称“硬模铸造”

可重复使用，“永久型铸造” 1．材料及结构

材料——金属型材质熔点高于浇入液态合金的温度 如：浇注Sn、

第一章 切削加工基础知识

一、本章的教学目的与要求

本章主要介绍了机械加工基础知识。重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。

二、授课主要内容

1切削运动和切削要素

主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数 2切削刀具和切削过程

主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度

3磨具和磨料切削 主要学习磨具和磨削原理 4材