《铸锻焊工艺剖析》PPT课件.ppt

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1、铸、锻、焊工艺,铸、锻、焊工艺,锻造,铸造,焊接,铸造、锻造区别,课程总结,铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。公元前3200年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13前10世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平，如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩较浓。公元前513年，中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件晋国铸鼎（约270千克重）。公元8世纪前后，欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业革命后，铸件进入

2、为大工业服务的新时期。进入20世纪，铸造的发展速度很快，先后开发出球墨铸铁，可锻铸铁，超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等铸造金属材料，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺。50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。,将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。,一、铸造定义,特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的

3、特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。,二、铸造分类,造型方法习惯上分为,普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。,铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最

4、多的。,三、铸造应用,在唐朝以后的铜钱上常有一道月牙形的凹痕。根据唐会要的记载，那是唐太宗在位时期，负责铸钱的官吏将钱币的蜡样送到御前浏览时，文德皇后的的指甲在蜡样上留下了一个月牙形的甲痕。结果负责铸钱的官员只得按照返回的蜡样原样铸造，而不敢提出丝毫异议。于是，此后的数百年间，所有的铸钱上都留下了这个印记。金代诗人李俊民留下的“金钗坠后无因见，藏得开元一捻痕”讲的就是这件事。更有意思的是，这个月牙也出现在了日本和朝鲜同一时期模仿大唐铸造的铜钱上。这两个国家当时正在“全盘中化”，因此将中国钱币上的指甲印，也当成了不可缺少的东西毫不犹豫的临摹了下来。从这个例子，我们可以看出，在中国铜钱作为王权的象

5、征，是不可动摇和质疑的。,有关铸造的有趣故事,发展史：人们为了制造工具，最初是用人力、畜力转动轮子来举起重锤锻打工件的，这是最古老的锻造机械。14世纪出现了水力落锤。1516世纪航海业蓬勃发展，为了锻造铁锚等，出现了水力驱动的杠杆锤。18世纪出现了蒸汽机和火车，因而需要更大的锻件。1842年，英国工程师内史密斯创制第一台蒸汽锤，开始了蒸汽动力锻造机械的时代。1795年,英国的布拉默发明水压机，但直到19世纪中叶，由于大锻件需要才应用于锻造。,锻造的发展史,随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械压力机和空气锤，并获得迅速发展。第二次世界大战以来，七十五万千牛的模锻水压机、一千五百千焦

6、的对击锤、六万千牛的板料冲压压力机、十六万千牛的热模锻压力机等重型锻压机械，和一些自动冷镦机相继问世，形成了门类齐全的锻造机械体系。二十世纪60年代以后，锻造机械改变了从19世纪开始的，向重型和大型方向发展的趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。于是出现了每分种行程2000次的高速压力机、六万千牛的三坐标多工位压力机、两万五千千牛的精密冲裁压力机、能冷镦直径为48毫米钢材的多工位自动冷镦机和多种自动机，自动生产线等。各种机械控制的、数字控制的和计算机控制的自动锻造机械以及与之配套的DYH系列锻造操作机、机械手和工业机器人也相继研制成功。现代化的锻压机械可生产精确制品，

7、有良好的劳动条件，环境污染很小。,锻造的发展史,利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。,四、锻造定义,模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。,五、锻造分类,1、锻造按成形 方法可分为,自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。,2、按变形温度锻造又可分为 a、热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）b、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）c、冷锻（常温）钢的再结晶温度约为460，

8、但普遍采用800作为划分线，高于 800的是热锻；在300800之间称为温锻或半热锻。,五、锻造分类,自由锻造的基本工序有镦粗,拔长,冲孔,弯曲,扭转,错移和切断,其中以前三种工序应用最多.自由锻生产率低，加工余量大，但工具简单，通用性大，故被广泛用於锻造形状较简单的单件、小批生产的锻件。,自由锻,五、锻造流程图,名词一：球化铁液的球化处理是向符合特定条件的铁液中，即将出铁时，加入一定数量的球化剂，促使在凝固过程中石墨呈细小、均匀的圆球形析出，从而得到具有优良化学性能的铸铁，这种铸铁因石墨呈球状，故称为球墨铸铁，这种处理方法称为球化处理,名词二：离心铸造将液态金属浇入高速旋转的铸型，在离心力作

9、用下凝固成形的工艺叫离心铸造。离心铸造在离心机上进行，按旋转轴的空间位置有卧式和立式两种离心机。,名词三：热处理将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。,名词四：喷丸处理也称喷丸强化，是提高零件疲劳寿命的有效方法之一，喷丸处理就是将高速弹丸流喷射到弹簧表面，使弹簧表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于弹簧表面压应力的存在，当弹簧承受载荷时可以抵消一部分抗应力，从而提高弹簧的疲劳强度。,河北藁城商墓出土的铁刃铜,五代时大型铸件沧州铁狮,五代时大型铸件沧州铁狮,河北藁城商墓出土的铁刃铜,一农之事，

10、必备多器，铁农具的使用促进了当时农业生产力的发展。战国,1,自由锻造的基本工序有_,_,冲孔,弯曲,扭转,错移和切断,其中以前三种工序应用最多.2,切削速度是_的瞬时速度.3,零件的实际尺寸相对设计的理想尺寸之变动量称为_;关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量称为_.4,量规的通端用来检验工件的_.,答案1、填入：镦粗 拔长 2、填入：切削刃上选定点相对于工件的主运动 3、填入：尺寸误差 位置公差 4、填入：作用尺寸,焊接工艺的发展历史,春秋战国 天工开物中的锤锚图,20世纪初 焊条电弧焊,焊接定义,是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材

11、质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。,焊接分类,金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类.,熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。,压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。,台式冷焊机,钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的

12、温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。,焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压.,焊接过程的物理本质,焊接注意事项,一、电弧的长度,电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧，特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属，形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。,二、焊接速度,适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化，不

13、能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度，熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间，避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快，焊接部位冷却时，收缩应力会增大，使焊缝产生裂缝。,焊接注意事项,常见不锈钢表面处理方法,常用不锈钢表面处理技术有以下几种处理方法：表面本色白化处理；表面镜面光亮处理；表面着色处理。,处理方法选用不锈钢表面处理选用哪种方法，要根据产品结构、材质、及对表面不同要求，选用合适的方法进行处理。,表面本色白化处理：,锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种E

14、O4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。,目前对氧化皮处理方法主要有二种：喷砂（丸）法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。,不锈钢表面镜面光亮处理方法：,根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。,表面着色处理：,不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的

15、花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。,不锈钢着色方法,化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法”（INCO）使用较多，不过要想保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电极来控制。,电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。,离子沉积氧化物着色法化学法：就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带，一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。,高温氧化着色法：是在特定的熔盐中，浸入工件保持在一定的工艺参数，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同色泽。,气相裂解着色法：较为复杂，在工业中应用较少。,锻造、铸造的区别？用途，优劣势？金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。,课程总结,谢谢大家！,