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板材充液成形先进技术内容简介

板材充液成形先进技术内容简介

《板材充液成形先进技术》由国防工业出版社出版。

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板材充液成形先进技术造价信息

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板材

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  • 中意
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板材

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  • 安徽木尼黑木结构工程有限公司
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板材

  • 品种:板材,树种:杉木,规格(mm):1220×2440
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  • 黄山市黄山区中意装饰工程有限公司
  • 2022-12-06
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  • 远创
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板材

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板材系列

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黄硬木-板材

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黄硬木-板材

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板材系列

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板材

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板材充液成形先进技术图书目录

第1章概论

1.1引言

1.2板材充液成形技术介绍

1.2.1板材充液成形技术发展历史概况

1.2.2板材充液成形技术分类及成形原理

1.2.3板材充液成形技术特点

1.2.4板材热介质成形技术优势及影响因素

1.2.5世界上部分著名的充液成形研究机构

1.3板材充液成形技术国内外发展及研究现状

1.3.1橡皮囊液压成形阶段

1.3.2充液成形技术阶段

1.3.3充液成形技术的应用

1.4板材热介质充液成形技术国内外研究现状

1.4.1板材热介质充液成形技术国内外发展概况

1.4.2板材热介质成形技术设备国内外研究现状

1.4.3板材热介质成形材料性能测试研究现状

1.5发展趋势

参考文献

第2章本构方程、屈服准则及断裂准则

2.1本构方程

2.1.1本构方程定义与分类

2.1.2经验本构模型及建模方法

2.1.3基于内变量的物理本构模型

2.2屈服准则

2.2.1屈服准则定义

2.2.2稳定塑性材料屈服面外凸性和塑性应变增量法向规则

2.2.3Barlat系列各向异性屈服准则简介

2.2.4Barlat2000屈服准则各向异性系数的计算

2.3断裂准则

2.3.1基于应力三轴度的断裂准则

2.3.2基于应变能或损伤阈值判断的断裂准则

参考文献

第3章基于单动液压机通用模架的充液拉深装备及实例

3.1总体方案

3.2充液拉深通用模架的研制

3.2.1方案的确定

3.2.2超高压液室的结构设计及其强度的有限元分析

3.2.3节能高效压边缸的设计

3.3液压控制系统的设计

3.3.1方案的选择

3.3.2充液拉深液压控制系统工作原理

3.3.3超高压减压装置的特点

3.3.4减压装置超高压密封形式的选择

3.4计算机控制系统的设计

3.4.1原理分析及方案的选择

3.4.2计算机控制软件的设计

3.4.3计算机控制系统的响应性能分析

3.5板材充液成形设备实例

3.5.1HFS-300型充液拉深设备

3.5.2模架型式的充液成形装备改造

3.5.3基于通用双动液压机的充液成形装备改造

第4章板材充液拉深溢流压力模型及反向建模技术

4.1充液拉深溢流临界压力

4.1.1筒形件充液拉深液室溢流压力模型

4.1.2筒形件充液拉深溢流后流体压力模型

4.1.3方盒形件充液拉深液室溢流压力模型

4.1.4方盒形件充液拉深溢流后流体压力模型

4.2液体流动计算模型的离散格式

4.2.1筒形件充液拉深液体流动模型离散格式

4.2.2方盒形件充液拉深液体流动模型离散格式

4.3充液室液体压力的功能研究

4.3.1摩擦保持及溢流润滑效果

4.3.2液室压力对零件成形性的影响

4.3.3液室最高压力与板材成形极限的关系

4.4软拉延筋的功能分析

4.4.1筒形件充液拉深软拉延筋

4.4.2方锥盒形件充液成形直边与拐角处软拉深筋的功能分析

4.5基于反向建模的精确材料模型优化策略

4.5.1材料和模具工装

4.5.2优化方法

4.5.3确定目标函数和变量

4.5.4使用优化材料参数分析过程成形参数的作用

第5章基于先进板材充液成形技术的衍生工艺措施

5.1方盒零件圆形凹模局部约束成形

5.1.1工具及材料

5.1.2模拟中的网格模型

5.1.3成形的盒形零件以及失效形式

5.1.4壁厚分布

5.1.5成形极限分析

5.1.6考虑轧制方向的坯料不同定位

5.2多层板充液成形:基于中间铝箔成形的实验分析及数值模拟

5.2.1主要参数和数值模拟模型

5.2.2筒形件成形

5.2.3厚度分布

5.2.4讨论分析

5.2.5起皱和破裂的防止

5.2.6成形极限的提高

5.2.7凹模型腔压力变化的影响

5.3径向加压辅助充液拉深

5.3.1材料及有限元模型

5.3.2压力边界

5.3.3压边间隙

5.3.4凸模力

5.3.5预胀形

5.3.6工艺窗口

5.3.7精度分析

5.3.8壁厚分布

5.3.9成形极限预测

5.3.10失效模式

5.3.11摩擦因数的影响

5.3.12起皱预测

5.3.13平面各向异性

参考文献

第6章典型复杂薄壁构件充液成形分析

6.1小锥形件充液成形分析

6.1.1小锥形件充液成形过程有限元模型

6.1.2基本工艺条件及材料设定

6.1.3初始反胀压力对成形的影响

6.1.4初始反胀高度对成形的影响

6.1.5液室压力变化对成形的影响

6.1.6凸模与板材的摩擦因数对成形的影响

6.1.7小锥形件二次充液拉深过程数值模拟

6.1.8小锥形件初次拉深实验

6.1.9小锥形件二次拉深实验

6.2复杂微小w环成形工艺及其数值模拟

6.2.1W环基本特征描述

6.2.2W环成形工艺及模具结构

6.2.3有限元模型的建立

6.2.4成形模拟实验方案

6.2.5上(下)模A与坯料的摩擦因数对初始成形的影响

6.2.6芯模与坯料的摩擦因数对初始成形的影响

6.2.7中模B与坯料的摩擦因数对初始成形的影响

6.2.8上模A与下模A的开模间距对初始成形的影响

6.2.9成形工艺参数优化

6.2.10液室压力加载曲线对初始成形的影响

6.3铝合金方盒异型件充液成形

6.3.1零件特征及材料参数

6.3.2失稳控制有限元分析

6.3.3实验研究

6.4飞机大型复杂双曲度蒙皮充液成形数值模拟及实验研究

6.4.1零件概述

6.4.2零件成形工艺设计

6.4.3数值模拟

6.4.4实验结果及零件缺陷分析

第7章板材热介质充液成形设备

7.1总体方案确定

7.2加热系统设计

7.2.1加热室主体加热设计

7.2.2底加热板设计

7.2.3模具加热块设计

7.2.4隔热保温设计

7.2.5各加热部分功率设计

7.3冷却系统设计

7.3.1液压机机架部分冷却

7.3.2增压缸部分冷却

7.4液室结构设计及其强度分析

7.5增压装置设计

7.6关键部位高温高压密封设计

7.6.1液室上的静密封

7.6.2增压缸筒上的动密封

7.7液压控制系统及计算机控制系统

7.7.1液压控制系统

7.7.2计算机控制系统

7.2.3模具加热块设计201

7.2.4隔热保温设计201

7.2.5各加热部分功率设计202

7.3冷却系统设计203

7.3.1液压机机架部分冷却203

7.3.2增压缸部分冷却204

7.4液室结构设计及其强度分析205

7.5增压装置设计206

7.6关键部位高温高压密封设计207

7.6.1液室上的静密封207

7.6.2增压缸筒上的动密封208

7.7液压控制系统及计算机控制系统209

7.7.1液压控制系统209

7.7.2计算机控制系统209

第8章板材热介质成形力学解析211

8.1主应力法力学解析基本方程211

8.1.1任意薄壁件回转体平衡方程211

8.1.2塑性方程214

8.1.3应力应变关系215

8.2筒形件充液拉深成形厚度法向应力215

8.3筒形件温热介质拉深典型区域应力解析217

8.3.1基本参数及有限元建模217

8.3.2法兰应力分析219

8.3.3凹模圆角应力分析224

8.3.4筒壁处应力分析232

参考文献235

第9章三向应力状态板材充液成形应力状态及成形性分析236

9.1厚度法向应力对屈服轨迹的影响236

9.1.1筒形件充液拉深在屈服轨迹上的应力分布236

9.1.2平面应力状态下屈服轨迹变化238

9.2板材充液热成形力学特征239

9.2.1(βav,ε)及(η,ω)坐标空间239

9.2.2断裂韧性与βav及η关系定性分析240

9.2.3流体压力对板材充液成形应力状态的影响242

9.2.4有限元结果分析245

9.3(η,ω)空间Mohr-Coulomb断裂轨迹实验确定248

9.4考虑厚度法向应力的Smith模型251

9.4.1Smith模型应力应变分量251

9.4.2平面应力条件下极限应变确定252

9.4.3(βav,ε)及(η,ω)坐标空间253

9.4.4理论预测结果分析254

9.5考虑厚度法向应力的M-K修正模型257

9.5.1M-K模型及理论基础257

9.5.2M-K模型求解258

9.5.3计算过程分析260

9.5.4结果及成形性改善分析261

第10章铝合金板材胀形热塑性变形行为及本构模型研究268

10.1胀形实验获得应力应变曲线的考虑269

10.1.1胀形实验获得应力应变曲线原理269

10.1.2胀形中压力率控制的考虑269

10.2胀形实验270

10.2.1胀形实验机及装置270

10.2.2实验结果272

10.3流动应力计算274

10.3.1胀形试样球形度评估274

10.3.2胀形流动应力典型计算模型比较及流动应力计算276

10.3.3压力率与应变率的关系283

10.4板材热介质成形本构模型285

10.4.1流动应力方程286

10.4.2硬化准则287

10.4.3位错密度演化288

10.4.4基于微观机制的热胀形本构方程289

10.5本构方程参数确定290

10.5.1本构方程离散数值格式290

10.5.2本构模型中材料常数的确定291

10.6本构方程的隐式积分法293

10.6.1径向返回算法293

10.6.2切线刚度矩阵更新297

10.6.3有限元实现步骤301

参考文献303

第11章筒形件热油介质拉深成形过程分析及回弹控制305

11.1充液热成形与热成形及常温充液成形的对比307

11.2充液热成形可控温度场研究313

11.2.1等温温度场对材料性能的影响313

11.2.2差温温度场对材料性能的影响316

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板材充液成形先进技术内容简介常见问题

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板材充液成形先进技术内容简介文献

绿色施工技术内容简介 绿色施工技术内容简介

绿色施工技术内容简介

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绿色施工技术内容简介 --------------建筑 业 10 项新技术之一 绿色施工技术是指在工程建设中,在保证质量和安全 等基本要求的前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源, 减少对环境负面影响的施工活动,绿色施工是可持续发展思想在工程施 工中的具体应用和体现。 首先绿色施工技术并不是独立于传统施工技术 的全新技术,而是对传统施工技术的改进,是符合可持续发展的施工技 术,其最大限度地节约资源并减少对环境负面影响的施工活动,使施工 过程真正做到 “四节一环保 ”,对于促使环境友好、提升建筑业整体水平具 有重要意义。 一、绿色施工技术的编写基础和新增内容 绿色施工技术是 以建筑业 10 项新技术( 2005) 中第七章建筑节能技术为基础编写的,因 此保留了节能型围护结构应用技术、新型墙体材料应用技术及施工

板材成形CAE技术解决汽车覆盖件成形缺陷 板材成形CAE技术解决汽车覆盖件成形缺陷

板材成形CAE技术解决汽车覆盖件成形缺陷

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页数: 未知

汽车覆盖件是指由构成汽车车身和底盘的薄金属板制成的异形体表面和内部零件,一般采用冲压工艺制成。但与一般的冲压件相比,汽车覆盖件具有材料薄.形状复杂,结构尺寸大等特点,同时对产品的表面质量、尺寸形状、刚性都有特殊的要求。特别是对产品表面质量的要求很高,不允许出现破裂、严重变薄、起皱、刚性不足等问题。而在传统上以经验为主的设计方法,对于一些形状复杂的零件,较难准确估计板料成形过程中是否会发生这些问题。随着汽车工业的发展,

液态成形铸造基础

简介

将液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,

待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为

金属液态成形或铸造。

工艺特点

1.可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。

2.适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。

3.材料来源广,废品可重熔,设备投资低。

4.废品率高、表面质量较低、劳动条件差。

工艺基础-充型能力

充型-- 液态合金填充铸型的过程。充型能力是液体金属充满铸型型腔,获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。充型能力不足时,会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。

充型能力首先取决于金属本身的流动性(流动能力),同时又受铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素的影响。

一、液态合金的流动性

合金的流动性是: 液态合金本身的流动能力。

合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点

二、浇注条件

1.浇注温度 一般T浇越高,液态金属的充型能力越强。

2.充型压力 液态金属在流动方向上所受的压力越大,充型能力越强。

3.浇注系统结构越复杂,流动阻力越大,充型能力越差。

三、铸型充填条件

1.铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的金属吸取热量并储

存在本身的能力。

2.铸型温度 铸型温度越高,液态金属与铸型的温差越小,充型能力越强。

3.铸型中的气体

四、铸件结构

1.折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数,为铸件体积与表面积之比。折算厚度大,热量散失慢,充型能力就好。铸件壁厚相同时,垂直壁比水平壁更容易充填。

2.铸件复杂程度 铸件结构复杂,流动阻力大,铸型的充填就困难。

工艺基础-凝固与收缩

一、铸件的凝固方式

1. 逐层凝固 2. 糊状凝固 3. 中间凝固

影响铸件凝固方式的主要因素:

1.合金的结晶温度范围,合金的结晶温度范围愈小,凝固区域愈窄,愈倾向于逐层凝固 。

2.铸件的温度梯度,在合金结晶温度范围已定的前提下,凝固区域的宽窄取决与铸件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大,则其对应的凝固区由宽变窄。

二、合金的收缩

合金的收缩经历如下三个阶段:

1.液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩。

2.凝固收缩 从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。

3.固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。

体收缩率是铸件产生缩孔或缩松的根本原因。线收缩率是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因。

缩孔与缩松: 液态合金在冷凝过程中,若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充,则在铸件最后凝

固的部位形成一些孔洞 。大而集中的称为缩孔,细小而分散的称为缩松。

缩孔和缩松的防止: 防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固次序,使铸件实现"顺序凝固"。

冒口:储存补缩用金属液的空腔。

顺序凝固:铸件按照一定的次序逐渐凝固。

同时凝固:整个铸件几乎同时凝固

工艺基础-应力、变形与裂纹

一、液态成形内应力

铸件在凝固以后的继续冷却过程中,其固态收缩受到阻碍,铸件内部即将产生内应力。 机械应力(收缩应力)是合金的线收缩受到铸型、型芯、浇冒系统的机械阻碍而形成的内应力。机械应力是暂时应力。热应力是由于铸件壁厚不均匀,各部分冷却速度不同,以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。 热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸,薄壁或表层受压缩,是永久应力。

二、铸件的变形与防止

防止变形的方法:1.使铸件壁厚尽可能均匀;2.采用同时凝固的原则;3.采用反变形法。

三、铸件的裂纹与防止

热裂的形状特征是:裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。

热裂的防止:1. 应尽量选择凝固温度范围小,热裂倾向小的合金。

2. 应提高铸型和型芯的退让性,以减小机械应力。

3. 对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制硫的含量,防止热脆性。

冷裂的特征是:裂纹细小,呈连续直线状,缝内有金属光泽或轻微氧化色。

冷裂的防止:1.使铸件壁厚尽可能均匀;

2.采用同时凝固的原则;

3.对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制磷的含量,防止冷脆性。

液态成形件的质量与控制

常见铸件缺陷及特征:

名称

特 征

名称

特 征

气 孔

主要为梨形、圆形、椭圆形的孔洞,表面较光滑,一般不在铸件表面露出,大孔独立存在,小孔则成群出现。

缩孔

缩松

1.缩孔:形状为不规则的封闭或敞露的空洞,孔壁粗糙并带有枝状晶,常出现在铸件最后凝固部位。

2.所松:铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。

粘 砂

铸件的部分或整个表面粘附着一层金属和砂粒的机械混和物,多发生在铸件厚壁和热节处。

裂纹

1.热裂:断面严重氧化,无金属光泽,断口沿晶界产生和发展,外形曲折而不规则的裂纹。

2.冷裂:穿过晶体而不沿晶界断裂,断口有金属光泽或有轻微氧化色。

夹 砂

铸件表面上有凸起的金属片状物,表面粗糙,边角锐利,有小部分与铸件本体相连。

化学成分及力学性能不合格

铸件的化学成分和硬度、强度、伸长率、冲击韧度、耐热、耐蚀及耐磨等性能不符合技术条件要求。

白 口

灰铸铁件断面全部或表面出现亮白色组织,常在铸件薄的断面,棱角及边缘部分。

铸件缺陷的产生与铸造工艺、造型材料、模具、合金的熔炼与浇注、铸造合金的选择、铸件结构设计、技术

要求的设计是否合理等各个环节密切相关。因此,应从以下几个方面控制铸件质量:

1.合理选定铸造合金和铸件结构

2.合理制定铸件的技术要求 具有缺陷的铸件并不都是废品,在合格铸件中,允许存在那些缺陷及其存在的

程度,应在零件图或有关的技术文件中做出具体规定,作为铸件质量要求的依据。

3.铸件质量检验 铸件质量检验是控制铸件质量的重要措施。

铸件检验的项目有:铸件外观质量,包括铸件表面缺陷、表面粗糙度、重量公差和尺寸公差等;铸件内在质量,

包括铸件内部缺陷、化学成分、金相组织和材质性能等;铸件使用性能,包括铸件在强力、高速、耐蚀、耐热、

耐低温等不同条件下的工作能力。

铸件质量检验最常用的是宏观法。它是通过肉眼观察(或借助尖咀锤)找出铸件的表面缺陷和皮下缺陷,如气孔、砂眼、夹渣、粘砂、缩孔、浇不到、冷隔、尺寸误差等。对于内部缺陷则要用仪器检验,如着色渗透检验、超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、荧光探伤、耐压试验等。此外,若有必要还应对铸件进行解剖检验、金相检验、力学性能检验和化学成分分析等。

铸件简介

铸铁的分类

铸铁是含碳量大于2.11%(通常为2.5%-4.0%)的铁碳合金,根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁的可分为:

1.白口铸铁:碳全部以Fe3C的形式存在,断口呈银色。

2.灰口铸铁:碳大部或全部以石墨形式存在,断口呈暗灰色。

3.麻口铸铁: 组织中既存在石墨、又有莱氏体,是白口和灰口之间的过渡组织,因断口处有黑白相间的麻点,故而得名。

根据铸铁中石墨形态的不同,灰口铸铁又可分为:

1.普通灰口铸铁

2.可锻铸铁

3.球墨铸铁

4.蠕墨铸铁

影响铸铁组织和性能的因素

铸铁中的碳可以以化合态渗碳体和游离态石墨两种形式存在。碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。

1、化学成分

碳和硅碳是形成石墨的元素,也是促进石墨化的素。含碳愈高,析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。

硅是强烈促进石墨化的元素,随着含硅量的增加,石墨显著增多。

当铸铁中碳、硅含量均高时,析出的石墨就愈多、愈粗大,而金属基体中铁素体增多,珠光体减少。

硫 硫是强烈阻碍石墨化元素。使铸铁铸造性能恶化(如降低流动性,增大收率)。

硫含量限制在0.1-0.15%以下,高强度铸铁则应更低。

锰 锰是弱阻碍石墨化元素,具有稳定珠光体,提高铸铁强度和硬度的作用。一般控制在0.6~1.2%之间。

磷 磷对铸铁的石墨化影响不显著。含磷过高将增加铸铁的冷脆性。

限制在0.5%以下,高强度铸铁则限制在0.2~0.3%以下。

2.冷却速度

1)铸型材料

2)铸件壁厚

铸件壁愈厚,冷却速度愈慢,则石墨化倾向愈大,愈易得到粗大的石墨片和铁素体基体。由此可知:随着壁厚的增加,石墨片的数量和尺寸都增大,铸铁强度、硬度反而下降。这一现象称为壁厚(对力学性能的)敏感性。在实际生产中,一般是根据铸件的壁厚(主要部位的壁厚),选择适当的化学成分(主要指碳、硅),以获得所需要的组织。

灰口铸铁

1.灰口铸铁的化学成分一般为:2.6~3.6%C,1.2~3.0%Si, 0.4~1.2Mn,S≤0.15%,P≤0.3%。

1) 铁素体灰口铸铁(F+G片):这种铸铁抗拉强度和硬度低,易加工,铸造性能好。常用来制造性能要求不高的铸件和一些薄壁件。

2) 铁素体-珠光体灰口铸铁(F+P+G片):此种铸铁强度亦较低,但可满足一般机件要求,且其铸造性能、切削加工性能和减振性较好,因此应用较广。

3) 珠光体灰口铸铁( P+G片):这种铸铁强度和硬度较高,主要用来制造较为重要的机件。

2.灰口铸铁的性能

1)力学性能:σb=120-250Mpa,仅为钢件的20-30%,δ≈ 0

2)良好的减振性

3)良好的耐磨性

4)低的缺口敏感性

灰口铸铁的孕育处理:灰口铸铁的组织和性能,很大程度上取决于石墨的数量、大小和形态。

孕育处理- 熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、低硅的高温铁水,向铁水中冲入细颗粒的孕育剂,孕育

剂在铁水中形成大量弥散的石墨结晶核心,使石墨化作用骤然提高,从而得到在细晶粒珠光体上均匀的分布着细

片状石墨的组织。

孕育铸铁适用于静载荷下,要求较高强度、硬度、耐磨性或气密性的铸件,特别是厚大截面铸件。如重型机

床床身,汽缸体、缸套及液压件等。

必须指出:

① 孕育铸铁原铁水的碳、硅含量不能太高;

② 原铁水出炉温度不应低于1400℃;

③ 经孕育处理后的铁水必须尽快浇注,以防止孕育作用衰退。

灰口铸铁的工艺性能

1 .良好的铸造性能。良好的流动性、小的收缩率。

2 .良好的切削加工性能。

3 .锻造性和焊接性差。

灰口铸铁生产特点及牌号选用

生产特点:

1)灰口铸铁一般在冲天炉中熔炼,成本低廉;

2)具有良好的铸造性能。

3)灰口铸铁一般不通过热处理来提高其性能。

灰口铸铁的牌号选用

灰口铸铁的牌号用汉语拼音"HT"和一组数字表示,数字表示其最低抗拉强度σb (Mpa)。

牌 号

组织

用途举例

HT100

F+G片

盖、外罩、油盘、手轮、支架、底板、镶导轨的机床底座等对强度无要求的零件

HT150

F+P+G片

底座、床身、与HT200相配的溜板、工作台;泵壳、容器、法兰盘;工作压力不太大的管件

HT200

F+P+G片

要求高的强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、硝化塔

机床床身、立柱、平尺、划线平板、汽缸、齿轮、活塞、刹车轮、联轴器盘、水平仪框架

压力为80Mpa以下的油缸、泵体、阀门

HT250

P+G片

HT300

P细+G细片

床身导轨、车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮、高压油缸、水缸、泵体、阀门、衬套、凸轮、大型发动机曲轴、气缸体、气缸盖;冷镦模、冷冲模

HT350

P细+G细片

可锻铸铁

可锻铸铁的组织、性能:

1)铁素体(黑心)可锻铸铁(F+G团):具有良好的塑性和韧性,耐蚀性较高,适于制造承受振动和冲击、形状复杂的薄壁小件,如汽车拖拉机的底盘类零件、各种水管接头、农机件等。

2)珠光体(P+ G团):其强度、硬度、耐磨性优良,并可通过淬火、调质等热处理强化。可取代锻钢制造小型连杆、曲轴等重要件。

可锻铸铁的牌号:可锻铸铁的牌号用汉语拼音和两组数字表示,第一组数字表示其最低抗拉强度σb (Mpa),第二组数字表示其最低伸长率δ

牌 号

组织

用 途 举 例

KTH300-06

F+G团

三通、管件、中压阀门

KTH330-08

F+G团

输电线路件、汽车、拖拉机的前后轮壳、差速器壳、转向节壳、制动器;农机件及冷暖器接头等。

KTH350-10

F+G团

KTH370-12

F+G团

KTZ450-06

P+ G团

曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮、摇臂、活塞环、轴套、犁片、耙片、闸、万向接头、棘轮、扳手、传动链条、矿车轮

KTZ550-04

P+ G团

KTZ650-02

P+ G团

KTZ700-02

P+ G团

可锻铸铁的生产特点:

1.铸出白口坯料:碳、硅含量要低。通常为2.4~2.8%C,0.4~1.4%Si;冷却速度要快。

2.石墨化退火

球墨铸铁

球墨铸铁的组织、性能:

1)珠光体球墨铸铁(P + F少+G球):其性能特点是σb=600~800 MPa; δ=2% ,强度高,疲劳强度较高,硬度和耐磨性远比高强度灰铸铁高。因此,珠光体球墨铸铁可代替碳钢制造某些受较大交变负荷的重要件,如曲轴、连杆、凸轮、蜗杆等。

2)铁素体球墨铸铁 (F + P少+G球);其性能特点是σb=450~500 MPa; δ=17%,我国主要用于代替可锻铸铁制造汽车、拖拉机底盘类零件,如后桥壳等。国外则大量用于铸管,如上、下水管道及输气管道等。

球墨铸铁的牌号:球墨铸铁的牌号用汉语拼音"QT"和两组数字表示,两组数字分别表示最低抗拉强度和伸长率。

牌 号

组织

用 途 举 例

QT400-17

F+G球

汽车、拖拉机底盘类零件,轮毂、驱动桥壳、差速器壳、拨叉、中低压阀门、管道。

QT420-10

F+G球

QT500-05

F+P+G球

机座、传动轴、机车护瓦等。

QT600-02

P+G球

曲轴、凸轮轴、连杆、齿

轮、摇臂、活塞环、轴套、汽缸套、机床蜗轮、蜗杆等

QT700-02

P+ G球

QT800-02

P+ G球

QT1200-01

B下+ G球

汽车后桥螺旋锥齿轮、大减速器齿轮、曲轴、凸轮等

球墨铸铁的生产

1)控制原铁水化学成分

2)较高的铁水温度

3)球化处理和孕育处理

球化处理:球化剂的作用促使石墨在结晶时呈球状析出。球化处理工艺有冲入法和型内球化法。

孕育处理:孕育剂的作用:促进铸铁石墨化,防止球化元素所造成的白口倾向。

4)球墨铸铁的热处理 退火、正火及其它热处理(淬火、回火等)。

蠕墨铸铁

蠕墨铸铁的性能特点:

(1)力学性能(强度和韧性)比灰铸铁高,与铁素体球墨铸铁相近。

(2)壁厚敏感性比灰铸铁小得多。

(3)导热性和耐疲劳性比球墨铸铁高得多,与灰口铸铁相近。

(4)耐磨性比灰口铸铁好,为HT300的2.2倍以上。

(5)减振性比球墨铸铁高,但比灰口铸铁低。

(6)工艺性能良好,铸造性能近于灰口铸铁,切削加工性能近于球墨铸铁。

蠕墨铸铁主要用来代替高强度灰铸铁、合金铸铁、铁素体球墨铸铁和铁素体可锻铸铁生产复杂的大型铸件。

如大型柴油机机体、大型机床立柱等,更适合制造在热循环作用下工作的零件,如大型柴油机汽缸盖、排汽管、

制动盘、钢锭模及金属型等

牌号

组织

用 途 举 例

RT260

F+G蠕

汽车、拖拉机底盘类零件、驱动桥壳、阀体等

RT300

F+P+G蠕

排气管、变速箱体、汽缸盖、纺织零件、液压件等

RT340

F+P+G蠕

重型机床件、大型齿轮箱体、盖、刹车鼓、玻璃模具、飞轮等

RT380

P+G蠕

活塞环、气缸套、制动盘、玻璃模具、刹车鼓、钢珠研磨盘吸泥泵体等

RT420

P+ G蠕

铸钢件生产

一、铸钢的分类、性能、牌号及应用

碳素钢:

1)低碳钢 C<0.25% 铸造性能差、应用较少。

2)中碳钢 C=0.25~0.45% 铸造性能较好、应用广泛。

3)高碳钢 C=0.50~0.60 铸造性能差、应用较少。

合金钢

1)低合金钢 Me<5%

2)高合金钢 Me>5%

钢号

钢号

化学成分的质量分数(%)

用途举例

C

Si

Mn

P、S

ZG200~400

ZG15

0.20

0.50

0.80

0.04

用于受力不大、要求韧性高的各种机械零件,如机座、箱体等

ZG230~450

ZG25

0.30

0.50

0.90

0.04

用于受力不大、要求韧性较高的各种机械零件,如外壳、轴承盖、阀体、砧座等

ZG270~500

ZG35

0.40

0.50

0.90

0.04

用于轧钢机机架、轴承座、连杆、曲轴、缸体、箱体等

ZG310~570

ZG45

0.50

0.60

0.90

0.04

用于负荷较高的零件,如大齿轮、缸体、制动轮、棍子等

ZG340~640

ZG55

0.60

0.60

0.90

0.04

用于齿轮、棘轮、联接器、叉头等

铸钢的熔铸工艺特点

1. 铸钢的铸造性能差,流动性差、收缩大。铸件要安放冒口和冷铁,必须严格控制浇注温度;铸件壁不能太

薄。

2. 铸钢的热处理,退火:C &sup3;0.35%;正火:C &pound;0.35%。

3. 铸钢的熔炼

铸造有色合金

铸造铜合金

铸造黄铜 (Cu-Zn):铸造黄铜有相当高的力学性能,如σb=250~450Mpa,δ=7~30%,HBS=60~120。因其含铜

量低,价格低于铸造青铜,而且它的凝固温度范围小,有优良的铸造性能。所以铸造黄铜常用于生产重载低速下或一般用途下的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门及大型螺旋桨等耐蚀件等。

铸造青铜:青铜是指除了铜锌合金以外的其它铜合金 。铸造锡青铜的力学性能虽低于黄铜,但其耐磨、耐蚀性优于黄铜,锡青铜特别适合制造高速滑动轴承和衬套。除锡青铜外,还有铝青铜、铅青铜、铍青铜等,其中铝青铜有优良的力学性能和耐磨、耐蚀性,但铸造性能较差,仅用于重要用途的耐磨、耐蚀件。

铸造铝合金

铝硅合金(Al-Si):铝硅合金流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好,又有足够的强度,所以应用

最广。常用于制造形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件,如内燃机缸体、化油器、仪表外壳等。

铝铜合金(Al-Cu):铝铜合金的铸造性能差,热裂倾向大、气密性和耐蚀性较差,但耐热性较好,主要用于制造活塞、汽缸头等。

铝镁合金(Al-Mg):铝镁合金是所有铝合金中比强度最高的,主要用于航天、航空或长期在大气、海水中工作的零件等 。

铝锌合金(Al-Zn)

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极小曲率半径管充液剪切弯曲的成形机理研究项目摘要

针对航空发动机、小型无人驾驶机对极小曲率半径管的需求申请人提出管材充液剪切弯曲成形的新方法,它比采用传统弯曲工艺加工所得的曲率半径可小一倍,制品占有空间可小四倍。新方法的特点是改变传统弯曲工艺的外侧受拉,内侧受压变形机制为剪切变形机制,解决了传统弯曲工艺外侧严重变薄甚至开裂而不能实现小曲率半径弯曲的难题。通过向管内充入一定内压的液体作为支撑,实时控制液体压力、轴向力和剪切力来调整成形区的应力状态,从而克服了采用芯棒支撑剪切弯曲成形时的内侧起皱和横截面畸变。以塑性力学为基础,采用数值模拟和实验研究相结合的方法,系统研究充液剪切弯曲过程中液体压力、轴向力和剪切力共同作用下的应力应变及塑性变形行为。阐明管材充液剪切弯曲的缺陷形成机制及临界条件,揭示管材不同部位在充液剪切弯曲时的塑性变形发生发展过程与应力、应变状态变化、壁厚分布及微观组织变化等规律,为管材充液剪切弯曲成形奠定理论基础。

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极小曲率半径管充液剪切弯曲的成形机理研究结题摘要

针对航空发动机、小型无人驾驶机对极小曲率半径管的需求,提出了管材充液剪切弯曲成形新方法。新方法的特点是改变传统弯曲工艺的外侧受拉,内侧受压变形机制为剪切变形机制,解决了传统弯曲工艺外侧严重变薄甚至开裂而不能实现小曲率半径弯曲的难题。通过向管内充入一定内压的液体作为支撑,实时控制液体压力、轴向力和剪切力来调整变形区的应力状态,从而克服了采用芯棒支撑剪切弯曲成形时的内侧起皱和横截面畸变。以塑性力学为基础,给出了充液剪切弯曲过程中剪应力、剪应变的解析式;采用数值模拟和实验研究相结合的方法,系统研究了充液剪切弯曲过程中液体压力、轴向力和剪切力共同作用下的应力应变及塑形变形行为。阐述了管材充液剪切弯曲的缺陷形成机制及临界条件,揭示了管材不同部位在充液剪切弯曲时的塑性变形发生发展过程与应力、应变状态变化、壁厚分布及微观组织变化等规律。为了更加清楚的揭示充液剪切弯曲成形规律,验证剪应力只在侧面分布的假设,进一步抽象和简化所研究的剪切弯曲模型,结合矩形管的应用背景,提出矩形管充液剪切弯曲成形新方法。开展了铝合金矩形截面管充液剪切弯曲成形数值模拟和实验研究,研究了矩形管充液剪切弯曲的缺陷形成机制及临界条件,分析了内压和补料比对缺陷产生的影响;揭示了矩形管不同部位在充液剪切弯曲时的塑性变形发生发展过程与应力、应变状态变化、壁厚分布及微观组织变化等规律。重新设计和制造了矩形截面管的模具,开展了矩形截面管充液剪切弯曲实验,获得了不同条件下的试件,采用网格应变测试技术,获得了弯曲过程中塑形变形行为,为充液剪切弯曲过程中剪应力、剪应变的解析提供实验验证数据。通过对圆管和矩形管充液剪切弯曲成形规律的研究,为管材充液剪切弯曲成形奠定理论基础。 2100433B

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