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1、 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料第二章第二章 金属材料的性能及加工技术金属材料的性能及加工技术 2.1 2.1 金属材料概述金属材料概述 2.2 2.2 金属材料的性能金属材料的性能 2.3 2.3 常用的黑色金属常用的黑色金属 2.4 2.4 常用的有色金属常用的有色金属 2.5 2.5 金属加工工艺金属加工工艺 2.6 2.
2、6 金属连接金属连接 2.7 2.7 金属的表面处理技术金属的表面处理技术 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2.5 2.5 金属加工工艺金属加工工艺 1 1、几个概念：、几个概念：生产过程生产过程：生产过程是将原材料转变为成品的全过程。工艺过程工艺过程：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品
3、的过程称为工艺过程。工艺过程的分类工艺过程的分类：工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程，工艺就是制造产品的方法。工艺规程工艺规程：一台结构相同、要求相同的机器，或者具有相同要求的机器零件，均可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的。人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产，这些工艺文件即称为工艺规程。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及
4、工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2、金属材料的成型加工分类：金属材料的成型加工按其特点分为冷冷加加工工（机机械械加加工工、冷冷轧轧、冷冷锻锻、冲冲压压等）和热加工（热加工（铸造、热扎、锻造、焊接、热处理铸造、热扎、锻造、焊接、热处理等）。2.5.1 2.5.1 铸造铸造 铸造是指金属受热融化并浇铸到预先制作好的铸型内，凝固后获得一定形状和性能的金属制品的成型方法。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design
5、specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料一、一、铸造基本知识铸造基本知识 1 1、铸造工艺的特点：、铸造工艺的特点：（1）对铸件形状和尺寸的适应性强。它可以生产各种形状、各种尺寸的毛坯，特别适宜制造具有复杂内腔的零件。（2）对材料的适应性强。可适应大多数金属材料的成形，对不宜锻压和焊接的材料，铸造具有独特的优点。（3）铸件成本低。这是由于铸造原材料来源丰富，铸件的形状接近于零件，可减少切削加工量，从而降低铸造成本。因此铸造是毛坯生产最主要的方法之一，如按重量计，机床中60%80%、汽车中50%60%采用铸件。但
6、由于铸造工艺环节多，易产生多种铸造缺陷，且一般铸件的晶粒粗，力学性能不如锻件。因此铸件一般不适宜制作受力复杂和受力大的重要零件，而主要用于受力不大或受简单静载荷（特别适合于受压应力）的零件，如箱体、床身、支架、机座等。(动画动画)2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2 2、铸造的分类：、铸造的分类：砂型铸造：是以型砂为主要造型材料制备
7、铸型的铸造工艺方法，它具有适应性广、生产准备简单、成本低廉等优点，是应用最广的铸造方法；(动画动画)特种铸造：是除砂型铸造以外其它铸造方法的总称，常用的特种铸造方法有金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等。特种铸造一般具有铸件质量好或生产率高等优点，具有很大的发展潜力。3 3、金属的铸造性能、金属的铸造性能 金属的铸造性能是指金属材料铸造成形的难易程度。评价指标：流动性和收缩性。流动性：是指金属液本身的流动能力，流动性好坏影响到金属液的充型能力。流动性好的金属，浇注时金属液容易充满铸型的型腔，能获得轮廓清晰、尺寸精确、薄而形状复杂的铸件；还有利于金属液中夹杂物和气体的上浮排除。
8、2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料相反，金属的流动性差，则铸件易出现冷隔、浇不到、气孔、夹渣等缺陷。常用铸造合金中，灰铸铁硅黄铜铝硅锡青铜铸钢。提高浇注温度可改善金属的流动性。收缩率：是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。液态收缩和凝固收缩若得不至到补足，会使铸件产生
9、缩孔和缩松缺陷；固态收缩若受到阻碍会产生铸造内应力，导致铸件变形开裂。铸造材料、浇注温度和铸件的结构对收缩都有影响。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料二、砂型铸造 砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。由于其造型材料来源广泛，成本低廉，是最常用的铸造方法，目前我国砂型铸件约占铸件产量的 80%。2011 Fujian Univers
10、ity of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 砂型铸造工艺过程如下图所示。主要包括以下几个工序：模样与芯盒准备、型砂与芯砂配制造型、造芯熔炼、浇注落砂、清理检验入库。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产
11、品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（一）造型方法1、手工造型:是全部用手工或手动工具完成的造型工序。根据铸件的形状特点，可采用整体模造型、分块模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造型、刮板造型等。(1)整模造型(动画动画)模样为整体，分型面为平面，型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单。应用在最大截面在端部且为一平面的铸件，应用较广。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工
12、艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（2）分模造型(动画动画)模样在最大截面处分开，型腔位于上、下型中，操作较简单。最大截面在中部的铸件，常用于回转体类等铸件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（3）挖砂造型(动画动画)整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的型砂才能取出模样，对
13、工人的操作技能要求高，生产率低，适宜中小型、分型面不平的铸件单件、小批生产。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（4）活块造型(动画动画)将妨碍起模的部分做成活动的，取出模样主体部分后，再小心将活块取出，造型费工时。用于单件小批生产，带有凸起部分的，难以起模的铸件。2011 Fujian University of Technolog
14、y.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（5）刮板造型(动画动画)刮板形状和铸件截面相适应，代替实体模样，可省去制模的工序，操作要求高。单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品
15、造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（6）三箱造型(动画动画)另：大型工件造型另：大型工件造型 (动画动画)用上、中、下三个砂箱，有两个分型面，铸件的中间截面小，用两个砂箱时取不出模样，必须分模，中箱高度有一定要求，操作复杂。单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大的铸件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属
16、材料2、机器造型(动画动画)机器造型是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。主要用于成批大量生产。按紧砂方式不同，常用的造型机有震压造型、微震压实造型、高压造型、抛砂造型、射砂造型、气流冲击造型等。其中以震压式造型机最为常用，震压式造型机适合于中、小型铸型，主要优点是结构简单、价格低，但噪音大、生产率不够高、铸型的紧实度不高。震压造型示意图 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺
17、产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（二）浇注（二）浇注 金属液应在一定的温度范围内按规定的速度注入铸型。浇注时铸铁液应以适宜的流量和线速度定量地浇入铸型，速度过快，铸型中的气体来不及排出易产生气孔，并易形成冲砂。浇注速度过慢，使型腔表面烘烤时间过长，导致砂层翘起脱落，产生结疤、夹砂等缺陷。浇注时既可采用手动浇注，也可采用自动烧注，自动浇注通常用于自动造型线、离心铸管机等。（三）落砂、清理（三）落砂、清理 检验检验 就是用肉眼或借助于尖嘴锤找出铸件表层或皮下的铸造缺陷，如气孔、砂眼、粘砂、缩孔、冷隔、浇不到等，对铸件内部的缺陷还可采用耐压试验、磁粉探伤、超声波探伤、金相检验、力学
18、性能试验等方法。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料三、三、特种铸造特种铸造 特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造方法。可列入特种铸造的方法有近二十种，常用的有金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等。特种铸造在提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等方面具有独特的优点。（一）压力铸造（一）压力铸造 (动画动画
19、)压力铸造是指熔融金属在高压下快速压入铸型中，并在压力下凝固的铸造方法，简称压铸。、压力铸造工艺过程 压铸工艺是在专门的压铸机上完成的，压铸机的主要类型有冷压室压铸机和热压室压铸机两类。压铸机主要由合型机构、压射机构和顶出机构组成，2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料卧式冷室式压铸机 2011 Fujian University of
20、 Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2、压力铸造的特点及适用范围 压力铸造具有如下特点：生产率高，便于实现自动化；铸件的精度高、表面质量好；组织细密、性能好；能铸出形状复杂的薄壁铸件。但压力铸造设备投资大，压铸型制造周期长、成本高；受压型材料熔点的限制，目前不能用于高熔点铸铁和铸钢件的生产；目前压力铸造主要用于大批量生产铝、锌、铜、镁等非铁金属与合金件。如汽车、仪表、计算机、航空、摩
21、托车、日用品等行业各类中小型薄壁铸件，如发动机气缸体、气缸盖、仪表壳体、电动转子、照相机壳体、各类工艺品、装饰品等。卧式冷室式压铸机工作原理图 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料常见压铸件 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.In
22、dustrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（二）熔模铸造(动画动画)熔模铸造是用易熔材料制成模样，在模样上涂挂若干层耐火涂料，待硬化后熔出模样形成无分型面的型壳，经高温焙烧后即可浇注获得铸件的方法。由于易熔材料通常采用蜡料，故这种方法又称为“失蜡铸造”。、熔模铸造的工艺过程（1）蜡模制造首先根据铸件的形状和尺寸，用钢、铜或铝合金制造压型；然后把熔化成糊状的蜡质材料（常用50%石蜡+50%硬脂酸）压入压型中，待冷却凝固后取出，修去分型面上的毛刺后得到单个的蜡模；为能一次铸出多个铸件，
23、可将多个蜡模粘合在一个蜡制的浇注系统上，构成蜡模组。（2）型壳制造 在蜡模组上涂挂耐火涂料层以制成具有一定强度的耐火型壳。首先将蜡模浸入涂料中（石英粉+水玻璃、硅酸乙酯等）；取出后撒上石英粉（砂）；再浸入氯化铵的溶液中进行硬化。重复上述过程4-6次，制成5-10mm厚的耐火型壳。待型壳干燥后，置于90-95的热水中浸泡，熔出蜡料即得到一个中空的型壳。（3）焙烧、浇注 将型壳在850950的炉内进行焙烧，去除残留的蜡料和水份，并提高型壳的强度；将焙烧后的型壳趁热置于砂箱中，并在其周围填充砂子或铁丸固定之，即可进行浇注。2011 Fujian University of Technology.De
24、partment of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2、熔模铸造的特点及应用 熔模铸造是一种精密铸造工艺，铸件的尺寸精度高、表面质量好；适应性强，能生产出形状特别复杂的铸件，适合于高熔点和难切削合金，生产批量不受限制。但熔模铸造的工艺复杂、生产周期长、成本高，不适宜大件铸造。熔模铸造适合于形状复杂、精密的中小型铸件；可生产高熔点、难切削的合金铸件。如用于形状复杂的涡轮发电机、增压器、汽轮机的叶片和叶轮，复杂刀具等，可生产各种不
25、锈钢、耐热钢、磁钢等的精密铸件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（三）金属型铸造(动画动画)金属型铸造是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法，也称狭义的重力铸造。金属型可连续使用几千次至数万次。1金属型的材料与结构 金属型常采用铸铁或铸钢制造，按分型面不同，金属型有整体式、垂直分型式、水平分型式等。右图为垂直分型式
26、金属型的结构。由底座、定型、动型等部分组成，浇注系统在垂直的分型面上，为改善金属型的通气性，在分型面处开有0.2mm-0.4mm深的通气槽。移动动型、合上铸型后进行浇注，铸件凝固后移开动型取出铸件。垂直分型式金属型 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2金属型铸造工艺要点 由于金属型的导热快、无退让性、无透气性，使铸件易出现冷隔与浇不
27、到、裂纹、气孔等缺陷。因此金属型铸造必须采取一定的工艺措施：浇注前应将铸型预热，并在内腔喷刷一层厚0.3mm-0.4mm的涂料，以防出现冷隔与浇不到缺陷，并延长金属型的寿命；铸件凝固后应及时开型、取出铸件，以防铸件开裂或取出铸件困难。3金属型铸造的特点及应用范围 金属型使用寿命长，可“一型多铸”，提高生产率；铸件的晶粒细小、组织致密，力学性能比砂型铸件高约25；铸件的尺寸精度高、表面质量好；铸造车间无粉尘和有害气体的污染，劳动条件改善。金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高，且不能生产形状复杂的薄壁铸件，否则易出现浇不足和冷隔等缺陷；受铸型材料的限制，浇注高熔点的铸钢件和铸
28、铁件时，金属型的寿命低。目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴瓦、轴套等。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（四）离心铸造（四）离心铸造 (动画动画)离心铸造是指将金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固成铸件的铸造方法。离心铸造多用于简单的圆筒体
29、，铸造时不用型芯便可形成内孔。1离心铸造方法 离心铸造机按旋转轴的方位不同，可分为立式、卧式和倾斜式三种类型。2离心铸造的特点及应用 离心铸造可省去浇注系统和型芯，比砂型铸造省工省料，生产率高，成本低；铸件在离心力的作用下结晶，组织致密，基本上无缩孔、气孔等缺陷，力学性能好；便于双金属铸件的铸造。但铸件的内孔尺寸误差大、表面粗糙；铸件的比重偏析大，金属中的熔渣等密度小的夹杂物易集中在内表面。离心铸造广泛用于大口径铸铁管、缸套、双金属轴承、活塞环、特殊钢无缝管坯等的生产。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine elec
30、trical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料离心铸造方法卧式离心铸造机 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（五）陶瓷型铸造（五）陶瓷型铸造 (动画动画)8 8分钟时间较长分钟时间较长 陶瓷型铸造是指用陶瓷
31、质耐火材料制成铸型而获得铸件的方法。是在砂型铸造和熔模铸造的基础上发展起来的一种精密铸造新工艺。1陶瓷型铸造的工艺过程 为节省价高的陶瓷材料，先用砂套模样、普通水玻璃砂制成一个型腔稍大于铸件的砂套；然后用铸件模样、陶瓷材料（如锆英粉、刚玉、铝钒土+硅酸乙脂水解液），经灌桨、结胶、焙烧等工艺制成陶瓷铸型。2陶瓷型铸造特点及应用 陶瓷型的材料与熔模铸造的壳型相似，故铸件的精度和表面质量与熔模铸造相当；可适合于高熔点、难加工材料的铸造；而且与熔模铸造相比，铸件大小基本不受限制，工艺简单、投资少、生产周期短。但陶瓷型铸造原材料价格贵，因有灌桨工序，不适宜于铸造大批量、形状复杂的铸件，且生产工艺过程难以
32、实现自动化和机械化。陶瓷型铸造适宜于制造小批量、较大尺寸的精密铸件，较多用于各种模具的生产（如金属型、压铸模、塑料模、锻模等。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（a）模样（b）砂套造型（c）灌桨（d）喷烧（e）合型（f)铸件 陶瓷型铸造工艺过程 2011 Fujian University of Technology.Departm
33、ent of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2.5.2 2.5.2 压力加工（锻压加工）压力加工（锻压加工）一、概述一、概述 锻压加工是指对坯料施加压力，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。它是锻造和冲压的总称。锻压加工包括轧制(动画动画)、挤压(动画动画)、拉拨(动画动画)、自由锻造、模型锻造、冲压等加工方法，其典型工序实例如图所示。常用的锻压加工方法 2011 Fujian
34、 University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料1、锻压加工的特点 锻压加工是以金属的塑性变形为基础的,各种钢和大多数非铁金属及其合金都具有不同程度的塑性,因此它们可在冷态或热态下进行锻压加工,而脆性材料(如灰铸铁、铸造铜合金、铸造铝合金等)则不能进行锻压加工。金属锻压加工的优点：（1）能改善金属内部组织，提高金属的力学性能。吊钩、曲轴中的流线分布 2011 Fuji
35、an University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 （2）节省金属材料。与直接切削钢材的成形相比，还可以节省金属材料的消耗，而且也节省加工工时。（3）生产效率较高。如齿轮轧制、滚轮轧制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚至几十倍以上。金属锻压加工的缺点:（1）不能获得形状很复杂的制件,其制件的尺寸精度、形状精度和表面质量还不够高；（2）加工设备比较昂贵,制件的成
36、本比铸件高。2、锻压加工的分类:锻压主要按成形方式和变形温度进行分类。按成形方式锻压可分为锻造和冲压两大类；按变形温度锻压可分为热锻压、冷锻压、温锻压等。3、金属的锻压性能：评价：可锻性 可锻性是指材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。金属的可锻性可用塑性和塑性变形抗力来综合衡量。塑性越高，变形抗力越小，金属的可锻性就越好；低的塑性变形抗力使设备耗能少；优良的塑性使产品获得准确的外形而不遭破裂。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.
37、产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料一次成型椅 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料二、二、锻造锻造（一）自由锻(动画动画)1、基本工序 自由锻是指用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的
38、加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。(1)拔长 拔长也称延伸,它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种:在平砧、芯棒上拔长。a)在平面上拔长 b)在芯轴上拔长 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（2）
39、镦粗 镦粗是使毛坯高度减小,横断面积增大的锻造工序 镦粗工序可以有效地改善坯料组织,减小力学性能的异向性。镦粗与拔长的反复进行,可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料(3)冲孔 冲孔是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。冲孔的方法主要有以下两种：双面冲孔法，单面冲孔法。2011 Fujian
40、 University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料(4)弯曲 弯曲采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序，称为弯曲。常用的弯曲方法有以下两种：锻锤压紧弯曲法、模弯曲法。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty
41、.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（5）切割 切割是指将坯料分成几部分或部分地割开，或从坯料的外部割掉一部分，或从内部割出一部分的锻造工序。（6）错移 错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离，但仍保持轴心平行的的锻造工序，常用于锻造曲轴零件。错移时，先对坯料进局部切割，然后在切口两侧分别施加大小相等、方法相反且垂直于轴线的冲击力或压力，使坯料实现错移。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial
42、design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（7）锻接 锻接是将坯料在炉内加热至高温后，用锤快击,使两者在固态结合的锻造工序。锻接的方法有搭接、对接、咬接等。锻接后的接缝强度可达被连接材料强度的70%80%。（8）扭转 扭转是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时,可用锤击方法。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.I
43、ndustrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2.自由锻的生产特点和应用 自由锻所用工具和设备简单,通用性好,成本低。同铸造毛坯相比,自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷,使毛坯具有更高的力学性能。因此,它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。自由锻是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的,所以锻件精度低,加工余量大,劳动强度大,生产率也不高,因此它主要应用于单件、小批量生产。2011 Fujian University of Technology.Department of Ma
44、chine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（二）模锻（模型锻造）(动画动画)模锻是指利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。金属材料通过模具锻造变形而得到的工件或毛坯称为模锻件。按所用设备不同,模锻可分为锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻等。1、锤上模锻(动画动画)锤上模锻 图为锤上模锻。锻模由上锻模和下锻模两部分组成,分别安装在锤头和模垫上,工作时上锻模随锤头一起上下运动。上模向下扣合时,对模膛中的坯料进行冲击,使之充满整个模膛,从
45、而得到所需锻件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料按模膛在锻模中的个数,锻模分为单膛锻模和多膛锻摸。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产
46、品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 2、锤上模锻的特点和应用 锤上模锻与自由锻、胎模锻比较，有如下优点:(1)生产率高。(2)表面质量高，加工余量小，余块少甚至没有，尺寸准确，锻件公差比自由锻小2/33/4，可节省大量金属材料和机械加工工时。(3)操作简单，劳动强度比自由锻和胎模锻都低。锤上模锻的主要缺点是：模锻件的重量受到一般模锻设备能力的限制，大多在7OKg以下；锻模的制造周期长、成本高；模锻设备的投资费用比自由锻大。模锻用于生产大批量锻件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine
47、electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（三）胎模锻(动画动画)胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具(胎模)生产模锻件的一种锻造方法。在生产中、小型锻件时，广泛采用自由锻制坯、胎模锻成形的工艺方法。1、胎模的种类 根据胎模的结构特点，胎模可分为摔子、扣模、套模和合模四种。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design speci
48、alty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2.胎模锻的特点和应用 胎模锻与自由锻相比有如下优点:（1)由于坯料在模膛内成形，所以锻件尺寸比较精确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高。（2）由于锻件形状由模膛控制，所以坯料成形较快，生产率比自由锻高15倍。（3）胎模锻能锻出形状比较复杂的锻件。（4）余块少，因而加工余量较小，既可节省金属材料，又能减少机加工工时。胎模锻也有一些缺点:需要吨位较大的锻锤；只能生产小型锻件；胎模的使用寿命较低；工作时一般要靠人力搬动胎模，因而劳动强度较大。胎模锻用于生产中、小批量的
49、锻件。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料三、冲压三、冲压 冲压是指使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压。冲压的特点：(l)多用于形状复杂的薄壁零件，并且能使其强度高，刚度大，重量轻。(2)冲压件表面光滑且有足够的尺寸精度，可满足一般互换性要求。(3)操作简单迅速，易于实现自动化，生产率高。冲压设备(动画动画)(4)冲模制造复
50、杂，大批量冲压生产时才能使冲压件成本降低。冲模(动画动画)冲压所需的板料必须具有足够的塑性,常用的金属板材有低碳钢、高塑性的合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金等。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料冲压件 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electric