材料成形技术基础 复 习 提 纲
第一章 绪论
第二章 液态材料铸造成形技术过程 Ⅰ.复习提纲 一、名词解释 ? 1、缩孔、缩松
? 铸件在冷却和凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的地方出现孔洞。容积大而比较集中的孔洞称为缩孔；细小而分散的孔洞称为缩松
? 2、顺序凝固和同时凝固 ? 顺序凝固：采用各种措施保证在铸件上远离冒口或浇道的部分到冒口或浇道件之间建立一个递增的温度梯度，按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口部分，最后才是冒口本身凝固的次序进行。 ? 同时凝固：采取工艺措施保证铸件各没有温差或温差很小，使各部分同时凝固。
? 3、宏观偏析、微观偏析
? 微观偏析：微小（晶粒）尺寸范围内各部分的化学成分不均匀现象。 ? 宏观偏析：较大尺寸范围内化学成分不均匀的现象。 ? 4、流动性、充型能力
? 充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。衡量充型能力可用所能形成的铸件最小壁厚 ? 流动性：液态铸造合金本身的流动能力，衡量流动性一般采用螺旋试样长度
? 5、自由收缩、受阻收缩
? 铸件在铸型中的收缩仅受到金属表面与助兴表面之间的摩擦阻力时，为自由收缩
? 如果铸件在铸型中的收缩还受到其他阻碍，则为受阻收缩。
二、填空
? 1、现代制造过程分类一般分为质量不变过程 ，质量减少过程 ， 质量增加过程。
? 2、一般用 最小壁厚 来表征液态金属的充型能力，用 螺旋线试样长度 来表征液态金属的流动性。
? 3、影响液态金属充型能力的因素有 金属的流动性 、 铸型性质 、 浇注条件 、 铸件结构 四个方面。
? 4、影响铸造合金收缩的因素有 缩松 、 缩孔 、铸造应力 、 铸件的变形和裂纹 。 ? 5、铸造缩孔形成的基本条件是 金属在恒温或者很窄的温度范围内结晶，铸件由表及里逐层凝固 ，缩松形成的基本条件是 金属的结晶温度范围较宽，呈体积凝固方式 。 ? 6、铸件实际收缩过程中受到的阻力分为 铸型表面的摩擦力 、热阻力 、 机械阻力三种。 ? 7、铸造应力按形成原因不同分为热应力 ， 相变应力 ，机械阻碍应力 三种应力。
? 8、铸件中往往存在各种气体，其中主要是 氢气 ，其次是 氮气 和 氧气 。
? 9、铸件中可能存在的气孔有 侵入气孔 、析出气孔 、反应气孔 三种。
? 10、按照熔炉的特点，铸造合金的熔炼可分为 、 、 、 等。 ? 11、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由 冲天炉熔炼， 电弧炉熔炼 ， 感应炉熔炼 ， 坩埚熔炼 组成。根据所熔炼金属的特点大概可分为铸铁熔炼、铸钢熔炼和有色金属熔炼 ? 12、砂型铸造常用的机器造型方法有 震实造型 微震实造型 、 高压造型 、 抛砂造型 、 气冲造型 等。
? 13、铸造生产中常用的机器制芯方法有 震实、 挤芯 、 射芯、 吹芯。 ? 14、常用的特种铸造方法有 熔模铸造、 压力铸造、 离心铸造、 低压铸造 等。 三、简答题
? 1、影响液态金属充型能力的因素有哪些？
? 金属的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构 ? 2、简述砂型铸造和特种铸造的技术特点。 ? 砂型铸造 ? 优点：
? ① 适应性广，技术灵活性大，不受形状、大小、复杂程度及合金种类的限制；
? ② 生产准备简单。 ? 缺点：
? ① 尺寸精度较差，表面粗糙度高； ? ② 品质低
? ③ 特殊件生产技术经济指标低。 ? 特种制造 ? 优点：
? ① 尺寸精度较高，表面粗糙度低 ? ② 劳动条件好
? ③ 易实现机械化、自动化 ? 缺点：
? 适应性差，生产准备量大，需要复杂的技术装备
? 3、简述铸件上冒口的作用和冒口设计必须满足的基本原则。 ? 冒口的作用：补充铸件收缩；集渣和通排气。 ? 原则：
? 1）冒口凝固时间应大于或等于铸件的凝固时间； ? 2）冒口有足够的金属液补充铸件的收缩；
? 3）冒口与铸件上被补缩部分之间必须存在补缩通道； ? 4）设置冒口注意节约金属和提高补缩效率。
? 4、铸造成形的浇注系统由哪几部分组成，其功能是什么？ ? 浇注系统主要由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成； ? 主要功能：
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1）将铸型型腔与浇包连接起来，平稳的导入液态金属 2）挡渣及派驻铸型型腔中的空气和其他气体
3）调节铸型各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序
4）保证液态金属在最合适的时间范围内充满铸型，不使金属过度氧化，有足够的压力头，并保证金属液面在铸型型腔内有适当的上升速度 5、熔炼铸造合金应满足的主要要求有哪些？
1）熔炼出符合材质性能要求的金属液，而且化学成分的波动尽量小； 2）熔化并过热金属的高温； 3）有充足和适时的金属液供应； 4）低的能耗和熔炼费用
5）噪声和排放的污染物严格控制在法定的范围内。
6、试比较灰铸铁、铸造碳钢和铸造铝合金的铸造性能特点，哪种金属的铸造性能好？哪种金属的铸造性能差？为什么？ 灰铸铁的铸造性能好，铸钢的铸造性能差；
由于灰铸铁接近共晶成分，凝固温度范围窄，铁液的流动性好，并且灰铸铁凝固过程中碳大部分以石墨的形式析出，收缩量远小于铸钢，而铸钢熔点高，钢液易氧化和吸气，且充型后冷却速度快，故流动性差，容易产生冷隔、浇不足等缺陷。铸造铝合金的性能介于灰铸铁和铸钢之间。 四、分析题
1、论述金属的铸造性能。金属的铸造性能不好会伴生哪些铸造缺陷？ 冷隔、浇不足、夹杂、气孔、缩孔、缩松、应力、变形等各种铸造缺陷 2、试分析图所示铸造应力框：
(1)铸造应力框凝固过程属于自由收缩还是受阻收缩? 受阻收缩 (2)铸造应力框在凝固过程中将形成哪几类铸造应力? 热应力、相变应力、机械阻碍应力
(3)在凝固开始和凝固结束时铸造应力框中1、2部位应力属什么性质(拉应力、压应力)? 1处是拉应力，2处是压应力
(4）铸造应力框冷却到常温时，在1部位的C点将其锯断，AB两点间的距离L将如何变化（变长、变短、不变）？变长
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第三章
固态材料塑性成形过程
3、试分析如下图所示铸件：
(1)哪些是自由收缩，哪些是受阻收缩?
(2)受阻收缩的铸件形成哪一类铸造应力?机械阻碍应力 (3)各部分应力属什么性质(拉应力、压应力)?
Ⅱ.复习题
一、名词解释： ? 1、金属塑性变形
在外力作用下，使金属材料产生预期的苏醒变形，以获得所需形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。 ? 2、自由锻、模锻、胎模锻 自由锻：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成型过程 模锻：将加热或者不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。
胎膜锻：在自由锻造设备上使用不固定在设备上的各种成为胎膜的单膛
模具，直接将已加热的坯料或者用自由锻方法预锻呈接近锻件形状，然后用胎膜终锻成型的锻造方法。 ? 3、落料、冲孔
落料：使坯料按封闭轮廓分离，落料是被分离的部分为所需要的工件，留下是废料；而冲孔相反。 ? 4、板料分离和成形
板料分离是使坯料一部分相对于另一部分产生分离而得到工件或者料坯。 板料成形是使坯料发生塑性变形而成一定形状 ? 5、金属的可锻性
金属的塑性变形能力又称为金属的可锻性，它指金属材料在塑性成形加工时获得优质毛坯或零件的难易程度。 二、填空
? 1、金属塑性成形的基本条件为 被成形的金属材料应具备一定的塑性 、 要有外力作用于固态金属材料上 。 ? 2、工业上常用的金属塑性成形方法有 轧制、 挤压、 拉拔、 自由锻造、 模型锻造 、 板料冲压等。
? 3、金属材料的固态成形必须有两个基本条件，它们是 ， 。
? 4、按温度将固态成形过程分为_冷变形、_热变形___两大类，它们以 为分界限。
? 5、金属材料的可锻性常用 延伸系数 和 断面收缩率 来综合衡量。
? 6、金属塑性变形的基本规律是体积不变定理 定律和最小阻力定理 定律。
? 7、绘制自由锻零件的锻件图主要考虑的因素有 敷料 、 加工余量、 锻件公差 。
? 8、绘制模锻零件的锻件图主要考虑的因素有 分模面 、 加工余量、锻件公差和敷料 、 模锻斜度 、 模锻件圆角半径 。 ? 9、自由锻锻件冷却方式有 空冷 、 在炉灰或干砂中缓冷 、 随炉缓冷三种。
? 10、模锻的修整工序主要有 切边与冲孔 、 校正 、 热处理、 清理等。
? 11、模锻件的清理方法主要有 滚筒打光、 喷丸清理、 酸洗等。 ? 12、锻模模膛按其功能可分为__制坯模膛_和模锻模膛，模锻模膛可分为_
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终锻模膛 和_预锻模膛_ 。
13、模型锻造过程中，拔长模膛的作用是 减小某部分的横截面，以增加该部分的长度 ，滚压模膛的作用是 减小某部分的横截面积，以增大另一部分的横截面积 。
14、模锻的制坯模膛有__拔长模膛、_滚压模膛、_弯曲模膛_、_切断模膛__等。
15、模锻时飞边的作用是 强迫充填， 容纳多余的金属， 减轻上模对下模的打击 。
16、胎模的种类主要有__扣模__、_套筒模___、_合模___等。
17、板料成形按特征分为分离和成形过程，分离过程主要有落料、冲孔、切断、修整等，成形过程主要有拉深、弯曲、翻边、成形等。
18、落料时 凹模 刃口的尺寸应取靠近落料件公差范围的 最小 尺寸；而冲孔时，取 凸模 刃口的尺寸则取靠近孔的公差范围内的 最大 尺寸。
19、在板料的拉深成形中，通常将拉深系数m（d/D）控制在0.5-0.8，为了防止起皱，当板料厚度S与坯料直径D之比<2%时，必须应用压边圈 三、简答题
1、简述自由锻成形过程的流程及绘制自由锻件图要考虑的主要因素。 1）绘制锻件图 2）坯料质量及尺寸计算 3）选择锻造工序、确定锻造温度和冷却范围 4）加热坯料锻打 5）检验 6）锻件，绘制段锻件图要考虑的主要因素：1）敷料2）加工余量 3）锻件公差
2、在金属的模锻过程中，影响金属充填模腔的因素有哪些？
1）金属的塑性和变形抗力；2）金属模锻时的温度；3）飞边槽的形状和位置；4）锻件的形状和尺寸；5）设备的工作速度6）充填模膛方式：镦粗比挤压更容易；7）其他如模锻有无润滑、有无预热。 3、请阐述金属在模锻模膛内的变形过程及特点。
1） 充型阶段，金属发生塑性变形，并有部分进入模膛深处，并达到边
槽桥口为止；特点：在这一阶段所需的变形力不大
2） 形成飞边和充满阶段，特点：飞边完成强迫充填的作用，并且由于
飞边的出现，变形力迅速增大；
3） 锻足阶段，使上下模合拢，特点：变形仅发生在分模面附近区域，
以便向飞边槽挤出多余的金属，此阶段变形力急剧增大，达到最大值。 4、简述模锻技术过程中确定分模面位置的原则。 1） 要保证模锻件易于从模膛中取出
2） 所选定的分模面应能使膛模的深度最浅。
3） 选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安
装锻模和生产何总发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。 4） 分模面最好是平面，且上下锻模的模膛深度尽可能一致。 5） 所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少。 5. 板料冲裁与拉深成形模具结构和过程的异同点。 冲裁是将平板板料放在凹模上，重头冲掉金属料形成落料或者冲孔的过程 拉伸时将平板板料放在凹模上，冲头推压金属料通过凹模形成杯形工件的过程。
拉伸和冲裁所用的模具构造相似，区别在于工作部分凸模和凹模的间隙不
材料成形复提纲
