金属材料的工艺性能和选材

2019-07-0316:10:03金属材料的工艺性能和选材已关闭评论

在选用金属材料和确定工艺时,还应该考虑将原材料加工成毛坯和优质零件的难易程度,也就是材料对加工工艺的适应能力。所选材料的工艺性能否适应具体成形工艺过程,将对零件的质量、生产率及生产成本有重要的影响。

在确定所选用金属材料的同时,应根据零件材质、结构及技术要求,确定所需要的成形方法、机械加工工艺、热处理及表面改性方法及工艺,并按工艺顺序编制成零件加工工艺路线。有的零件加工工序简单,例如道路的雨水井盖只要求铸造性良好就行了。有些零件(如机床主轴)需要毛坯成形工艺、切削加工工艺、热处理等多种工序,选材时应考虑材料的几种工艺性能。有的零件还可能不是采用单一的成形工艺,例如锻焊的复合成形,则还应考虑两种成形工艺性能是否同时良好。

表1.5.19列出了几种金属材料各种工艺性能的比较。可供选材和确定成形工艺时参考。

表1.5.19 工艺性能与选材

金属材料的工艺性能和选材

铸造成形的几种金属材料中,以灰铸铁的铸造性能最好,其流动性好、收缩率小、偏析倾向小,产生应力、变形和裂纹可能性小,容易形成合格铸件。球墨铸铁流动性稍差、体收缩大而线收缩小、白口倾向小,易形成集中缩孔,常用于性能要求较高的厚大铸件生产。可锻铸铁流动性较差、收缩较大、石墨化退火时间长,常用于性能要求较高的薄壁铸件生产。球墨铸铁和可锻铸铁需采取一定的工艺措施才能得到合格铸件。铸钢铸造性能差,其流动性差、收缩大、铸造内应力大,裂纹倾向大,生产时必须采用严格的工艺措施。有色金属的铸造性能良好,故在生产中得到广泛的应用,但关键问题是吸气和氧化,所以在熔炼和浇铸过程中要注意防止氧化和去气处理。

金属材料的锻造性以低碳钢最好,低合金钢和中碳钢其次,高碳钢和高合金钢锻造性差。铜、铝合金的一般锻造性较好,但合金元素较多的铝合金因塑性较差,锻造性较差。铸铁不能锻造。衡量锻造性优劣的指标是材料的塑性和变形时的变形抗力及锻造温度范围、抗氧化性和热裂倾向等,故塑性好的材料尽量用拉应力变形,而塑性差的材料用压应力变形。

金属的焊接性以低碳钢、低合金钢为最好,中碳钢其次,高碳钢和高合金钢焊接性差。有色金属焊接性较差,一般采用氩弧焊焊接。铸铁基本上很少进行焊接。所以焊接主要对象是低碳钢和低合金钢,含碳量和合金元素越多,焊接性越差。

材料的切削加工性能也是选材的重要指标,一般以相对切削加工性指标KV表示,即以45钢的切削难易程度为1,其他金属相对于它的切削难易程度的比值确定,见表1.5.20。数值越大,越易加工。

表1.5.20 常用金属切削加工性能比较

金属材料的工艺性能和选材

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