材料成型专业概论笔记.docx

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材料成型专业概论笔记

第一章

材料成型及控制工程专业是一个具有机械学科典型特征和浓厚材料学科色彩的宽口径专业，主要研究各种材料成形的工艺方法、质量控制以及材料成形的机械化和自动化，是集材料制备与成形及其过程自动化为一体的综合性学科。

1、材料成形的主要技术内容包括哪些方面？

（1）金属材料的塑性成形；

（2）金属材料的液态成形；（3）金属材料的连接成形；（4）金属粉末成形；（5）非金属材料成形；

2、举例说明材料成形在工业生产中的作用

作为制造业的一项基础和主要的生产技术，材料成形技术在国民经济中占有十分重要的地位，并且在一定程度上代表着一个国家的工业技术发展水平。

采用铸造方法可以生产铸钢件、铸铁件及其各种铝、铜、镁、钛及锌等有色合金铸件；采用塑性成形方法，可生产各种金属（黑色金属和有色金属）及其合金的锻件和板料冲压件；采用连接方法生产独立的制件或产品虽然不如铸造和塑性成形方法的多，但据国外权威机构统计，在各类工业制品中半数以上都需要采用一种或多种连接技术才能制成。

3、简述材料成形工艺的主要特点

（1）材料利用率高；

（2）产品性能好；（3）产品尺寸规格一致；（4）生产率高；（5）一般制件产品尺寸精度比切削加工低、表面粗糙度值比切削加工高。

4、成形工艺一般可分为哪些类型？

图

5、材料成形技术的发展趋势是什么？

三个综合，即过程综合、技术综合、学科综合。

第二章

金属液态成形又称为铸造，是将固态金属加热到液态，熔炼合格后注入预先制备好铸模中，经冷却、凝固成形，获得具有一定形状和性能的毛坯、半成品乃至成品零件的一种材料热加工方法。

所铸造出的产品叫铸件。

1、何谓合金的铸造性能？

铸造性能有哪些？

合金在铸造生产过程中表现出来的工艺性能；

铸造性能如流动性、收缩性、吸气性、偏析性等

2、合金的流动性决定于合金的哪些固有性质？

提高金属液态流动性的主要工艺措施有哪些？

液态金属的流动性是金属的固有性质，主要取决于金属的结晶特性和物理性质。

制定工艺时要考虑流动性对铸模复杂程度的影响。

浇铸温度高，则流动性好；提高模样的厚度，则流动性增加；降低涂料的厚度和密度，则流动性增加。

3、铸件的凝固方式分为哪几种？

（1）逐层凝固；

（2）中间凝固；（3）体积凝固

4、金属从液态冷却到室温要经历哪几个收缩阶段？

影响铸件收缩的主要因素有哪些？

收缩过程：

（1）液态收缩；

（2）凝固收缩；（3）固态收缩：

主要因素：

化学成分、浇注温度、铸件结构、铸型条件。

5、根据气体来源，铸件气孔可分为哪三类？

（1）析出性气孔；

（2）侵入性气孔；（3）反应性气孔。

6、简述铸铁的性能特点。

（1）耐磨性能好；

（2）消振性能好；（3）铸造性能好；（4）切削性能好；（5）力学性能好。

7、造型方法可分为几大类？

手工造型有哪些方法？

造型方法分为手工造型和机器造型，手工造型主要用于单件或小批生产，机器造型主要用于大批大量生产。

手工造型：

（1）整模造型；

（2）分模造型；（3）活块模造型；（4）挖砂及假箱模造型；（5）三箱分模造型；（6）刮板造型；（7）地坑造型

优点：

（1）操作简单、灵活；

（2）模型、芯盒及砂箱等工艺装备简单；（3）生产准备时间短；（4）适应性强，适于各种大小、形状的铸件

缺点：

（1）对工人的技术水平要求高，劳动生产率低；

（2）铸件质量不稳定，铸件缺陷率较高；（3）以手工操作为主，劳动强度高

常见的铸造缺陷：

浇不足、变型、夹渣、错型、砂眼。

第三章

金属材料的塑形成形又称为金属压力加工，它是利用金属材料的塑形变形能力，在外力的作用下使金属材料产生预期的塑形成形来获得所需形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的一种加工方法。

金属塑性成形工艺包括锻造、冲压、轧制、挤压、拉拔等。

影响金属塑性变形的内在因素为化学成分和金属组织，外在因素是加工条件。

1、什么是锻造？

金属锻造的目的是什么？

锻造成形是利用材料的可塑性，在相应的压力、特定的温度范围内对金属材料进行锻打或挤压使其产生塑性成形，以改变金属材料的几何形状、尺寸以及内部组织性能的一种成形工艺。

2、简述自由锻和模锻的工艺特点。

自由锻：

（1）使用工具简单，通用性强，灵活性大，适合单件和小批量锻件生产；

（2）工具与毛坯部分接触灵活。

毛坯可多次锻打逐步变形，所需设备功率小，可锻造大型锻件，也可锻造多种多样、变形程度相差很大的锻件了（3）靠人工操作控制锻件的形状与尺寸，精度差、效率低、劳动强度大，对工人技术水平要求较高。

模锻：

（1）设备结构简单，价格较低；

（2）工艺适应性能好，应用范围广；（3）打击能力可调整，对毛坯进行多次锤击，能实现轻重缓急打击，生产效率高，适合于多模膛锻。

但锻造锤设备振动大，噪声大，工人劳动强度大，环境较差。

3、挤压成形的特点有哪些？

板料冲压成形是在室温下，利用安装在压力机上的模具对板料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冲压成形的特点：

（1）生产率和材料利用率高；

（2）冲压件精度较高、互换性好，可直接装配使用；（3）冲压成形须有相应的模具，模具制造属单件小批量生产，其技术要求和生产成本较高。

第四章

焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。

熔焊的概念和分类

压焊的概念和分类

摩擦焊是在压力作用下通过待焊工件的摩擦界面及其附近温度升高，材料的变形抗力降低、塑性提高，界面氧化膜破碎，伴随着材料产生塑性流变，界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。

钎焊指采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法，分为硬钎焊和软钎焊两种。

应用：

制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构，也常用于钎焊硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管以及各类容器等。

将熔化焊缺陷分为6大类：

裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷和其他缺陷。

焊接接头的无损探伤包括什么方法？

射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤。

焊接检验方法

第五章

非金属材料包括有机高分子材料和无机材料两大类。

有机高分子材料主要有塑料、橡胶和合成纤维；无机材料统称为陶瓷。

非金属材料因其比强度高、加工性能好，且具有特殊的性能，成为广泛应用的工程材料。

非金属材料的成型主要包括塑料成型、橡胶成型和陶瓷成型。

塑料按聚合物的分子结构及成型性能分类分为热固性塑料（受热变软，成为可流动的熔融熔体）和热固性塑料（加热之初，分子呈线性结构，具有可溶性和可塑性，继续加热，分子逐渐结合成网状结构，形状不再变化）；按用途分类分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。

塑料的工艺特效是指塑料在成型加工中表现出来的性质，主要包括收缩性、流动性、相容性、吸湿性、热敏性以及热力学特征、结晶性及取向性等。

工艺特性直接影响成型方法及工艺参数的选择、模具的设计和塑件的质量。

塑料膜是高分子聚合物——塑料成型的专用模具，分为注塑模、压塑模、压注模、挤出模、中空吹塑模、真空成型模。

注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射成型、制件的后处理等

挤出工艺成型

热塑性塑料挤出成型的工艺过程可分为塑化，成型和定型三个阶段。

塑料成型工艺

第六章

1、简述快速成型技术的原理及技术流程。

2、快速原型制造技术的主要特点是什么？

（1）制造快速；

（2）自由成形制造；（3）制造过程高柔性；（4）可选材料多；（5）应用领域广泛；（6）技术经济效益突出。

3、快速成型的主要工艺有哪些？

（1）立体印刷成型；

（2）层合实体制造；（3）选域激光烧结；（4）熔融沉积造型。