金属材料成形工艺及控制PDF电子书下载

绪论 1

0.1　金属材料成形的基本概念及特点 1

0.2　材料成形技术的发展 3

0.3　本课程的内容及要求 5

第一篇　金属液态成形工艺及控制 7

第1章　造型材料及砂型（芯）制作 9

1.1　概述 10

1.2　湿型砂 11

1.2.1　湿型砂用原材料及质量要求 11

1.2.2　湿型砂性能要求及检测原理 19

1.2.3　湿型砂制备及质量控制 24

1.3　水玻璃砂型（芯） 26

1.3.1　钠水玻璃的质量要求及其硬化机理 26

1.3.2　CO2-钠水玻璃砂型（芯）的制造工艺 29

1.3.3 自硬钠水玻璃砂 31

1.4　有机化学粘结剂砂型（芯） 32

1.4.1　壳芯（型） 32

1.4.2 自硬冷芯盒法砂型（芯） 35

1.4.3　气硬冷芯盒法砂型（芯） 37

1.5　铸造用涂料及分型剂 40

1.5.1　铸造用涂料 40

1.5.2　分型（脱模）剂 43

小结 44

习题 45

第2章　金属-铸型的界面作用及铸件缺陷控制 46

2.1　铸型中的传热与传质现象 47

2.1.1　砂型的结构特点 47

2.1.2　砂型的传热及其热物理性能 48

2.1.3　砂型的受热过程 49

2.1.4　传质现象和砂型表层的水分迁移 50

2.2　膨胀缺陷 53

2.2.1　夹砂结疤和鼠尾 53

2.2.2　毛刺 56

2.3　粘砂现象 57

2.3.1　机械粘砂（渗透粘砂） 57

2.3.2　化学粘砂（烧结粘砂） 59

2.4　气体和侵入性气孔 62

2.4.1　铸型中的气体 62

2.4.2　侵入性气孔的形成 62

2.4.3　防止侵入性气孔的措施 63

2.5　砂眼及型壁移动 64

2.5.1　砂眼的形成及防止措施 64

2.5.2　型壁移动的形成及防止措施 64

2.6　铸件表面合金化 65

2.6.1　铸件表面合金化的获取方法 65

2.6.2　铸件表面合金化工艺 66

小结 66

习题 67

第3章　铸造工艺设计 68

3.1　概述 69

3.1.1　铸造工艺设计概念 69

3.1.2　设计依据 69

3.1.3　设计内容和程序 70

3.2　铸造工艺方案设计 70

3.2.1　零件结构的铸造工艺性分析 70

3.2.2　铸件浇注位置的确定 75

3.2.3　铸件分型面的选择 76

3.2.4　砂芯设计 79

3.3　浇注系统设计 81

3.3.1　浇注系统的基本类型及选择 82

3.3.2　浇注系统各组元中金属液的流动特性及组元设计 86

3.3.3　浇注系统的设计与计算 89

3.4　冒口设计 91

3.4.1　冒口的作用、种类和位置 91

3.4.2　冒口的补缩原理 95

3.4.3　铸钢件冒口设计与计算 97

3.4.4　铸铁件实用冒口的设计 102

3.4.5　提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口 106

3.5　铸造工艺图绘制 108

3.5.1　铸造工艺图绘制的一般程序 108

3.5.2　铸造工艺符号及其表示方法 109

3.5.3　设计说明书及铸造工艺卡 112

3.6　CAD/CAE/CAM技术在液态成形工艺中的应用 112

3.6.1　液态成形工艺CAD 113

3.6.2　液态成形CAE 114

3.6.3　液态成形CAM 115

小结 116

习题 116

第4章　特种铸造工艺 117

4.1　金属型铸造 119

4.1.1　金属型铸造的特点 119

4.1.2　金属型铸造工艺 119

4.1.3　金属型的材料及结构 120

4.2　压力铸造 121

4.2.1　压铸机工作原理 121

4.2.2　压力铸造的特点及应用 122

4.3　离心铸造 123

4.3.1　离心铸造的基本类型 123

4.3.2　离心铸造的特点及适用范围 124

4.4　熔模铸造 124

4.4.1　熔模铸造的基本工艺过程 124

4.4.2　熔模铸造的特点和适用范围 126

4.5　消失模铸造 126

4.5.1　消失模铸造的主要工艺过程 127

4.5.2　消失模铸造分类 127

4.5.3　消失模铸造特点及适用范围 127

小结 128

习题 128

第二篇　金属连接成形工艺及控制 129

第5章　焊接电弧 131

5.1　焊接电弧的导电机理 132

5.1.1　焊接电弧的导电特点 132

5.1.2　焊接电弧的构成及其导电特性 136

5.1.3　焊接电弧的静特性 139

5.1.4　交流电弧的特点 140

5.2　焊接电弧的产热 141

5.2.1　焊接电弧的产热机理 141

5.2.2　电弧的能量密度和温度分布 142

5.3　电弧力及影响因素 144

5.3.1　电弧的主要作用力 144

5.3.2　电弧力的影响因素 145

5.3.3　磁场对电弧的作用 146

小结 150

习题 151

第6章　熔滴过渡及焊缝成形 152

6.1　焊丝的熔化及熔滴过渡 153

6.1.1　焊丝的加热和熔化特性 153

6.1.2　熔滴上的作用力 156

6.1.3　熔滴过渡的主要形式 157

6.1.4　熔滴过渡的控制 162

6.2　母材熔化及焊缝成形 166

6.2.1　熔池和焊缝的形状尺寸 166

6.2.2　焊接条件对焊缝成形的影响 167

6.2.3　焊缝成形的控制 171

小结 173

习题 174

第7章　埋弧焊及电弧控制系统 175

7.1　埋弧焊 177

7.1.1　埋弧焊的特点 177

7.1.2　埋弧焊的冶金特点 178

7.1.3　埋弧焊设备 181

7.1.4　埋弧焊工艺 185

7.2　熔化极电弧焊自动调节系统 189

7.2.1　电弧焊自动调节基本原理 189

7.2.2　电弧焊自身调节系统 190

7.2.3　电弧电压反馈调节系统 192

7.2.4　电弧焊的程序自动控制 195

小结 196

习题 197

第8章　气体保护电弧焊 198

8.1　钨极氩弧焊 199

8.1.1　钨极氩弧焊的特点 199

8.1.2　钨极氩弧焊焊枪及电极 200

8.1.3　电流的种类和极性 202

8.1.4　钨极氩弧焊工艺 206

8.1.5　脉冲钨极氩弧焊 207

8.2　熔化极氩弧焊 209

8.2.1　熔化极氩弧焊的特点 209

8.2.2　亚射流过渡和电弧固有自调节作用 210

8.2.3　熔化极脉冲氩弧焊 211

8.2.4　混合气体的应用 213

8.2.5　熔化极氩弧焊设备 214

8.2.6　熔化极氩弧焊工艺 217

8.3　CO2气体保护焊 218

8.3.1　CO2气体保护焊的特点 218

8.3.2　CO2气体 219

8.3.3　CO2气体保护焊的冶金特性 220

8.3.4　CO2气体保护焊规范参数选择 222

8.3.5　减少金属飞溅的措施 224

8.3.6　CO2气体保护焊焊接设备 226

8.4　等离子弧焊 228

8.4.1　等离子弧的形成 228

8.4.2　等离子弧的特性 228

8.4.3　双弧现象及其防止 229

8.4.4　等离子弧焊接 230

8.4.5　等离子弧焊接设备 232

小结 233

习题 234

第三篇　金属塑性成形工艺及控制 235

第9章　轧制理论与工艺 237

9.1　轧制基本理论 238

9.1.1　轧制过程基本概念 238

9.1.2　轧制过程中金属的变形规律 241

9.1.3　轧制压力的计算 247

9.1.4　轧制力矩的计算 254

9.1.5　轧机的弹跳方程与板带的厚度控制 255

9.1.6　板型控制技术 261

9.2　型材及线材生产工艺 265

9.2.1　型材生产 265

9.2.2　线材生产 268

9.3　板带材生产 270

9.3.1　热轧板带生产技术 270

9.3.2　冷轧板带钢生产 275

9.4　管材生产工艺 278

9.4.1　热轧无缝管材生产 278

9.4.2　焊管生产工艺 283

小结 284

习题 285

第10章　挤压与拉拔工艺 287

10.1　金属挤压基本概念及理论 288

10.1.1　挤压的基本方法 288

10.1.2　挤压工艺的特点 296

10.1.3　挤压时金属的流动 296

10.1.4　挤压制品的组织与性能特征 300

10.1.5　挤压力的计算与测定 302

10.2　挤压设备及工具 303

10.2.1　挤压设备 303

10.2.2　挤压工具 304

10.3　金属挤压工艺 308

10.3.1　管棒型材挤压工艺概述 308

10.3.2　锭坯尺寸的选择 308

10.3.3　挤压温度与速度的选择 309

10.3.4　挤压润滑 311

10.4　拉拔理论及工艺 312

10.4.1　拉拔的基本理论 312

10.4.2　拉拔力的影响因素 317

10.4.3　拉拔工艺 318

小结 321

习题 322

第11章　锻造工艺 323

11.1　锻造的加热规范 324

11.1.1　锻前加热 324

11.1.2　加热时的缺陷 325

11.1.3　锻造温度范围的确定 326

11.1.4　金属坯料的加热规范 327

11.2　自由锻工艺 328

11.2.1　自由锻工艺特点及工序 328

11.2.2　镦粗工序 329

11.2.3　拔长工序 332

11.2.4　自由锻其他工序 336

11.2.5　大型锻件自由锻及胎模锻造 339

11.3　模锻工艺 340

11.3.1　模锻工艺概述 340

11.3.2　开式模锻 342

11.3.3　闭式模锻 345

11.4　其他锻造技术 346

11.4.1　精密模锻 346

11.4.2　冷锻技术 348

11.4.3　特种锻造技术 349

小结 353

习题 354

第12章　冲压工艺 355

12.1　冲裁工艺 356

12.1.1　冲裁的概念及变形过程 356

12.1.2　冲裁模的间隙 359

12.1.3　冲裁力 361

12.2　弯曲工艺 361

12.2.1　弯曲的概念及板料弯曲过程 361

12.2.2　弯曲回弹 363

12.3　拉深工艺 366

12.3.1　拉深的概念及板料拉深变形过程 366

12.3.2　圆筒形拉深的工艺性设计 369

12.4　其他冲压成形工艺 371

12.4.1　胀形 371

12.4.2　翻边 372

12.4.3　缩口 373

12.4.4　旋压 374

12.5　板料冲压成形性能参数及试验方法 375

12.5.1　板料冲压性能指标 375

12.5.2　板料成形性能模拟试验 377

小结 380

习题 381

参考文献 383