金属选材基本原则与方法
发布时间:2022-07-07 02:12:11 来源:RAYBET官网下载 作者:雷竞技入口官网

  例如,材料为钢的齿轮零件,当其力学性能要求不高时,可采用铸造成型;而力学性能要求高时,则应选用压力加工成型。

  例如,若选用钢材模锻成型制造轿车、汽车发动机中的飞轮零件,由于轿车转速高,要求行驶平稳,在使用中不允许飞轮锻件有纤维外露,以免产生腐蚀,影响其使用性能,故不宜采用开式模锻成型,而应采用闭式模锻成型。这是因为,开式模锻成型工艺只能锻造出带有飞边的飞轮锻件,在随后进行的切除飞边修整工序中,锻件的纤维组织会被切断而外露;而闭式模锻的锻件没有飞边,可克服此缺点。

  材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。例如,易氧化和吸气的非铁金属材料的焊接性差,其连接就宜采用氩弧焊接工艺,而不宜采用普通的手弧焊接工艺;聚四氟乙烯材料,尽管它也属于热塑性塑料,但因其流动性差,故不宜采用注塑成型工艺,而只宜采用压制烧结的成型工艺。

  材料的特殊性能包括材料的耐磨损、耐腐蚀、耐热、导电或绝缘等。例如,耐酸泵的叶轮、壳体等,若选用不锈钢制造,则只能用铸造成型;选用塑料制造,则可用注塑成型;如要求既耐热又耐腐蚀,那么就应选用陶瓷制造,并相应地选用注浆成型工艺。

  对于成批大量生产的产品,可选用精度和生产率都比较高的成型工艺。虽然这些成型工艺装备的制造费用较高,但这部分投资可由每个产品材料消耗的降低来补偿。如大量生产锻件,应选用模锻、冷轧、冷拔和冷挤压等成型工艺;大量生产非铁合金铸件,应选用金属型铸造、压力铸造、及低压铸造等成型工艺;大量生产MC尼龙制件,宜选用注塑成型工艺。

  而单件小批生产这些产品时,可选用精度和生产率均较低的成型工艺,如手工造型、自由锻造、手工焊,及它们与切削加工相联合的成型工艺。

  形状复杂的金属制件,特别是内腔形状复杂的零件,可选用铸造成型工艺,如箱体、泵体、缸体、阀体、壳体、床身等;形状复杂的工程塑料制件,多选用注塑成型工艺;形状复杂的陶瓷制件,多选用注浆成形或注射成型工艺;而形状简单的金属制件,可选用压力加工或焊接成型工艺;形状简单的工程塑料制件,可选用吹塑、挤出成型或模压成型工艺;形状简单的陶瓷制件,多选用模压成型工艺。

  若产品为铸件,尺寸要求不高的可选用普通砂型铸造;而尺寸精度要求高的,则依铸造材料和批量不同,可分别选用熔模铸造、气化模铸造、压力铸造及低压铸造等成型工艺。若产品为锻件,尺寸精度要求低的,多采用自由锻造成型;而精度要求高的,则选用模锻成型、挤压成型等。若产品为塑料制件,精度要求低的,多选用中空吹塑;而精度要求高的,则选用注塑成型。

  现有生产条件是指生产产品现有的设备能力、人员技术水平及外协可能性等。例如,生产重型机械产品时,在现场没有大容量的炼钢炉和大吨位的起重运输设备条件下,常常选用铸造和焊接联合成型的工艺,即首先将大件分成几小块来铸造后,再用焊接拼成大件。

  又如,车床上的油盘零件,通常是用薄钢板在压力机下冲压成型,但如果现场条件不具备,则应采用其他工艺方法。例如,现场没有薄板,也没有大型压力机,就不得不采用铸造成型工艺生产;当现场有薄板,但没有大型压力机时,就需要选用经济可行的旋压成型工艺来代替冲压成型。

  随着工业市场需求日益增大,用户对产品品种和品质更新的要求越来越强烈,使生产性质由成批大量生产变成多品种、小批量生产,因而扩大了新工艺、新技术、新材料的应用范围。

  因此,为了缩短生产周期,更新产品类型及质量,在可能的条件下就大量采用精密铸造、精密锻造、精密冲裁、冷挤压、液态模锻、超塑成型、注塑成型、粉末冶金、陶瓷等静压成型、复合材料成型、快速成型等新工艺、新技术、新材料,采用无余量成型,使零件近净型化,从而显著提高产品品质和经济效益。

  除此之外,为了合理选用成型工艺,还必须对各类成型工艺的特点、适用范围以及成型工艺对材料性能的影响有比较清楚的了解。金属材料的各种毛坯成型工艺的特点见表3。