金屬材料的工藝性能和選材

2019-07-0316:10:03金屬材料的工藝性能和選材已關閉評論

在選用金屬材料和確定工藝時,還應該考慮將原材料加工成毛坯和優(yōu)質零件的難易程度,也就是材料對加工工藝的適應能力。所選材料的工藝性能否適應具體成形工藝過程,將對零件的質量、生產率及生產成本有重要的影響。

在確定所選用金屬材料的同時,應根據(jù)零件材質、結構及技術要求,確定所需要的成形方法、機械加工工藝、熱處理及表面改性方法及工藝,并按工藝順序編制成零件加工工藝路線。有的零件加工工序簡單,例如道路的雨水井蓋只要求鑄造性良好就行了。有些零件(如機床主軸)需要毛坯成形工藝、切削加工工藝、熱處理等多種工序,選材時應考慮材料的幾種工藝性能。有的零件還可能不是采用單一的成形工藝,例如鍛焊的復合成形,則還應考慮兩種成形工藝性能是否同時良好。

表1.5.19列出了幾種金屬材料各種工藝性能的比較??晒┻x材和確定成形工藝時參考。

表1.5.19 工藝性能與選材

工藝性能與選材

鑄造成形的幾種金屬材料中,以灰鑄鐵的鑄造性能最好,其流動性好、收縮率小、偏析傾向小,產生應力、變形和裂紋可能性小,容易形成合格鑄件。球墨鑄鐵流動性稍差、體收縮大而線收縮小、白口傾向小,易形成集中縮孔,常用于性能要求較高的厚大鑄件生產。可鍛鑄鐵流動性較差、收縮較大、石墨化退火時間長,常用于性能要求較高的薄壁鑄件生產。球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵需采取一定的工藝措施才能得到合格鑄件。鑄鋼鑄造性能差,其流動性差、收縮大、鑄造內應力大,裂紋傾向大,生產時必須采用嚴格的工藝措施。有色金屬的鑄造性能良好,故在生產中得到廣泛的應用,但關鍵問題是吸氣和氧化,所以在熔煉和澆鑄過程中要注意防止氧化和去氣處理。

金屬材料的鍛造性以低碳鋼最好,低合金鋼和中碳鋼其次,高碳鋼和高合金鋼鍛造性差。銅、鋁合金的一般鍛造性較好,但合金元素較多的鋁合金因塑性較差,鍛造性較差。鑄鐵不能鍛造。衡量鍛造性優(yōu)劣的指標是材料的塑性和變形時的變形抗力及鍛造溫度范圍、抗氧化性和熱裂傾向等,故塑性好的材料盡量用拉應力變形,而塑性差的材料用壓應力變形。

金屬的焊接性以低碳鋼、低合金鋼為最好,中碳鋼其次,高碳鋼和高合金鋼焊接性差。有色金屬焊接性較差,一般采用氬弧焊焊接。鑄鐵基本上很少進行焊接。所以焊接主要對象是低碳鋼和低合金鋼,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選材的重要指標,一般以相對切削加工性指標KV表示,即以45鋼的切削難易程度為1,其他金屬相對于它的切削難易程度的比值確定,見表1.5.20。數(shù)值越大,越易加工。

表1.5.20 常用金屬切削加工性能比較