金属热加工工艺_金属热加工工艺教案

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1，热处理规范包括哪些参数？ 温度，速度，保温时间。

2常见的加热缺陷 ：欠热，过热，过烧，变形开裂，氧化脱碳。欠热原因：加热温度不足，加热时间过短。对于亚共析钢，硬度不足，过共析钢卒透性下降。过热：加热温度过高或保温时间过长，导致钢的冲击韧性下降及踤火开裂。过烧：加热温度更高，导致奥式体晶粒晶界的氧化，甚至局部融化，工件报废。变形开裂：a 工件位置放置不当而自重变形 b表心产生温差引起内应力

3等温退火与完全退火的区别 ：冷却方式的不同。完全退火在加热到Ac3以上30-50度保温一段时间后缓慢冷却到平衡态，等温退火则是先以较快速度冷到A1以下某一温度然后保温到P转变完后，出炉空冷。

优点：比完全退火获得更为均匀的组织和性能且可以有效缩短退火工艺时间。20#钢正火目的：获得细小的s，以提高硬度便于切削。T12钢正火目的：消除网状渗碳体，为球化退火做准备。

5.为什么亚共析钢采用完全淬火，过共析钢采用不完全淬火？

答：亚共析钢采用完全淬火是为了避免引起奥氏体晶粒粗化，过共析钢采用不完全淬火是为了避免加热温度过高Fe3C溶入奥氏体，且奥氏体晶粒粗大，含碳量增多，Ms.Mf点下降，得到粗大M及较多A',易开裂。

6.简述有物态变化的淬火介质冷却的三个阶段。

答：一：有蒸汽膜形成，蒸汽膜阶段

二：蒸汽膜破裂，沸腾阶段

三：对流阶段 7.淬透性与淬硬层深度二者有和联系和区别？影响刚淬透性的因素有哪些？

答：淬透性是指钢件淬火是所获得M的能力，是其本身固有属性。而淬硬层深度是指从表面至半马氏体组织的距离。

淬透性是钢材本身固有属性而不取决于其他外部因素，只和临界冷却速度有关。而淬硬层深度除取决于淬透性之外，还取决于工件形状、尺寸及冷却介质。8.以渗碳为例，僬侥说明化学热处理的三个的基本过程？ 答：包括：分解、吸收、扩散。

CH4与CO等渗碳剂在高温下分解含活性碳原子【C】，【C】被工件表面吸收，形成固溶体0（或化合物过量的碳原子则会形成炭黑），吸附在工件表面或炉罐内。碳溶于奥氏体后，表层碳浓度增加，从而形成碳的定向扩散。

9.淬碳零件常用热处理工艺有哪几种？各有什么优缺点？ 答：工艺：1）直接淬火 2）一次淬火 3）二次淬火

1）优点：操作简单，生产率高，脱碳少，使用于大批量生产。

缺点：只适用于本质细晶粒钢

2）优点：既适用于要求严格合金渗碳钢，也可用于一般严格要求渗碳件。

缺点：只适用于本质细晶粒，操作复杂 3）优点：消除表层网状碳化物，细化心部组织

缺点：加热次数多，工艺复杂，能源消耗大，成本高。易氧化。脱碳变形。适用于重要零件。

10、热应力：冷却过程中由于表层与心部温差引起体积胀缩不均匀所产生的应力 组织应力：由于共建快速冷却时，表层与心部相变不同时而产生的应力 残余应力：热应力、组织应力和附加应力在热处理过程中综合作用的结果。

11、圆柱形工件淬火变形规律：1）热应力使得圆柱体变成腰鼓状。冷却速度越大，变形越大，平面外凸，棱角变圆。2）组织应力使得圆柱体变形成朝鲜长鼓状，平面内凹，棱角外凸；3）组织转变使得工件各部分尺寸按比例同速率的膨胀或收缩，并不改变工件外形。

12、为了减小钢件淬火变形，防止开裂，从淬火方法上采取的措施：1）尽量均匀加热，减小热应力。对于大型锻模或高合金钢，采用预热；2）选用合理的淬火加热温度，一般去淬火下限温度；3）正确选择淬火介质和冷却方法。满足要求前提下，选用较缓和的淬火介质或采用分级淬火、等温淬火；4）淬火时应保证最均匀冷却和最小阻力淬入。

13、离子渗氮基本原理，特点及应用

答； 利用真空放电现象产生带电离子，轰击金属表面，并使离子元素直接渗入而达到改变表层金属化学成分，组织及性能的一种化学热学热处理工艺。

特点：1 渗氮速度快 2 渗氮层组织结构得以控制 3 渗氮变形小 表面光洁，可用作最终热处理 4 能源消耗及气体消耗小，对环境无污染。

应用：碳钢，合金钢，有色金属，粉末冶金铸铁的表面强化工艺。

14、型砂

砂心的主要组成是什么？他们各启什么作用？ 答： 型砂

由砂子 粘土和其它附加物按一定比例和工艺配制而成，用于型砂制造。砂心

原砂 粘土 附加物 粘结剂 水，用于形成铸件内腔。

15、油砂 合脂砂 树脂砂的主要特点是什么？主要用在哪些场合？

答： 油砂 退让性和溃散性好，烘干后，不一返潮；湿强度低，烘干前及烘干时易变形，价格较高。用于：汽车 拖拉机 柴油机等部门做复杂砂心。

合脂砂 退让性及出砂性好；流动性较差，不易紧实，易粘芯盒，湿强度低，砂心易变形。

树脂砂 可在芯盒中直接硬化，硬化速率高，砂心变形小，精度高。易于机械化自动化，价格较高，可能在铸件中产生气孔。

16、水玻璃砂的特性及固化方法。

特性：粘稠呈碱性的液体，成分为硅酸钠和水。固化方法：通入二氧化碳硬化；加入硬化剂硬化---自硬砂；加入硬化剂及少量发泡剂---使其流动和自硬，流态砂。硬化后强度高，型芯尺寸精度高；来源广泛，价格低廉。

17、浇注系统有哪些元素组成？他们的作用各是什么？ 浇口杯

直浇道

横浇道

内浇道

浇口杯承接来自浇包的液态金属2 挡渣作用3防止气体卷入4增大丫头压力；

直浇道引流建立冲型压头

横浇道连接直浇道及内浇道 2 起液体分流作用3 挡渣作用

内浇道

将金属液引入型腔。

1、锻造用原材料按化学成分分：碳素钢、合金钢、有色金属及其合金；按用途分：结构钢、工具钢、特种钢和合金；按加工状态分：铸锭、轧材，挤材，锻坯

2、钢锭内部缺陷：偏西、夹杂、气体、锁孔、疏松

3、常用下料方法：剪切法、轴向加压精密剪切法、冷折法、锯切法

1、锻造前加热目的：提高塑性、降低变形抗力，有利于塑性成形，获得良好锻造组织和性能。

8、锻造坯料加热方法：火焰加热、电加热。

9、锻造温度范围：始锻温度和终椴温度间温度区间。

10、金属皮料加热过程分为：预热、升温、均温三阶段

11、锻件冷却时指锻件从终锻温度降至室温的过程。

12、常见冷却方法：空冷、炉冷、坑冷

14、自由锻：利用平砧或简单工具传递作用力，使皮料产生塑性变形从而改变形状大小，改善其性能成为合格锻件的金属压力加工方法。自由锻分为：手工锻造和机器锻造。

15、自由锻基本工序：镦粗、拔长、冲孔、芯轴拔长、芯轴扩孔、弯曲、错移、切割、锻接、扭转。

16、锻造比：拔长变形前横截面面积与拔长后横截面面积之比

17、镦粗方法：平面镦粗、垫环镦粗、局部镦粗

18、常用冲孔工序：实心冲孔、空心冲孔、在垫环上冲孔。拔长和镦粗不同之处在于：每次压缩只是坯料而不是全部变形。

19、影响拔长质量的工艺因素：1）送进量影响2）压下量影响3）砧子形状的影响4）拔长时，每次锻压位置尽可能交错，使变形均匀，内部结构一致。

20、锻件分类：饼块类锻件、空心类锻件、轴杆类锻件、曲轴类锻件、弯曲类锻件、复杂形状类锻件

21、确定工序尺寸应注意：1）必须符合各工序变性规则；2）必须顾及到各工序变形时坯料尺寸的牵连变化；3）分段变形时，要保证各段用料足够；4）工序尺寸要考虑返炉时能够装炉，起吊方便。

22、模锻主要成形工序：开式模锻、闭式模锻、挤压、顶镦

23、开式模锻变形三阶段：I：自由变形阶段；II：形成毛边和充满型槽阶段；III：锻足阶段。

24、设计毛边槽最主要的是确定桥部的高度和宽度

25、开式模锻：金属流动不完全受型槽限制，多余金属在垂直作用力方向形成毛边

闭式模锻：金属变形始终受到封闭型槽的限制，不形成垂直与作用力方向的毛边。

26、闭式模锻三阶段：I基本成型阶段；II：充满阶段；III：形成纵向毛刺阶段

27、顶镦规则：

第一规则：（说明了细长杆件顶镦时不产生纵向弯曲的工艺条件）变形部分长度和直径比小于允许值，可在一次行程中顶镦至任意尺寸而不产生纵向弯曲

第二规则：说明了细长杆件顶镦时，虽产生纵向塑性弯曲，但不致形成折叠的工艺条件

28、锻件图分为冷锻件图和热锻件图

29、模锻斜度：为了便于将锻件从型槽中取出，必须把型槽模壁做成一定的斜度，模锻好的锻件侧面具有相同斜度，称为~ 30、设计终锻型槽主要内容是确定和绘制热锻件图以及选择毛边槽

31、吹锻模结构设计内容：型槽在模块上的合理布置、错移力的平衡及导锁选用、锒块模的选用、模块尺寸的确定、锻模的紧固等32、1影响剪切下料质量的因素：刀刃的利钝程度，刀片间歇的大小，材料的性质及规格，剪切速度。

2两次过冷的目的：使残余奥氏体迅速转变为贝氏体，并扩散锻件表层的氢，接着加热到650~670保温，用以减少温度应力。继续加热870~890，细化晶粒可使心部想表层扩散。第二次过冷：使过冷奥氏体迅速并且充分转变为细小贝氏体。，而后加热到620~650保温，充分扩氢，并降低组织应力。

4冲孔：冲孔下面的坯料，受冲头压缩变形，相当于柱体镦粗，该镦粗的边界部是自由的，受到四周环形坯料紧塑限制。圆环受到坯料中心中心部分的内压，产生扩孔变形。

5实际生产中采用凸模圆锥型槽内聚料，原因：有利于金属的积聚，锥形槽带有斜度，棒料压缩而脱落的氧化皮科可由锥形斜面滑出。而不致压在锻件上，端面平整而无毛刺的可能，便于下道的聚料，为成型创造条件。

6制定锻件图：确定分模位置，余块，余量和公差的确定，模锻的斜度，圆角半径。冲孔连皮。

8拔模型槽的主要作用：使坯料部分截面积减小，长度增加，操作时坯料沿轴向送进，并翻转90度，变形相当于自由锻平碾上的拔长。10确定凸凹模刃口直径及公差时，要考虑的几个原则：1考虑落料与冲孔的特点2考虑刃口的磨损规律3选择凸凹模刃口的制造公差时，要既考虑保证工件精度要求，又保证有 合理的间隙值。

11精密冲裁与普通冲裁的区别:凸凹模间隙极小，凹模刃口带小圆角，比普通冲裁多一个V型压板和反压力杆，精密冲裁在冲裁过程中，使材料处于三项应力状态下，增强变性区的静压力，抑制材料的断裂，使其不在出现剪切裂纹的冲裁条件下以塑性变形方式实现材料的分离。V型压板的作用在于限制冲裁时冲裁 区外围材料随凸模下压而产生的外向扩展。

12常见的冷却方式：空冷，碳钢或截面尺寸较小的钢件，坑冷：较大截面的合金钢锻件，炉冷：高合金，截面尺寸大，切削性能要求良好的锻件。