精密成型技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,精密成型技术概述,答辩人,：胡豹,学号：,21525167,目录页,1,精密成型概述,2,粉末冶金成型,3,精密铸造成型,4,精密塑性成型,1,精密成型概述,什么是精密成型？,精密成型的发展趋势,精密成型的,应用,精密成型的分类,精密成型概述,什么是精密成型,精密成形技术是利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、他变等物理化学变化，按预定的设计要求成形机械构件。,精密成形技术是生产高技术产品,(,如计算机、电子、通讯、宇航、仪表等产品,),的关键技术,精密成型概述,精密铸造：湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯,精密锻压：冷湿精密成形、精密冲裁、精密热塑性成形,精密成型分类,精密焊接与切割,精密成型概述,粉末冶金,应用于汽车、洗衣机、家电、电器等产品关键件的生产，如进,(,排,),气管、转向节、精密连杆及复杂轮廓件,(,如汽车车身,),的制造。,应用,通过减少机械加工，可以减少废屑、废液的产生，降低噪声污染，节约原材料和能源，提高产品品质和外观,。,优点,精密成型的应用,精密成型概述,据统计，全世界约有,75%,的钢材要经过塑性加工，有,45%,以 上的钢材采用焊接技术得以成形。以汽车为例，到,2000,年，汽车总重量的,65%,仍将由钢材（约,45%,）、铝合金（约,13%,）及铸铁（约,7%,）通过锻压、焊接或铸造成形，并通过热处理及表面改性获得最终所需的实用性能。在工业发达国家精密成形铸件 已占铸件总产量的,25%,30%,，而其产值达到铸件总产值的,50%,左右,精密成型概述,国际机械加工技术协会预测，,21,世纪初，精密成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。,1,、成形工艺向新型加工方法以及复合工艺方向发展：,激光、电子束、离子束、等离子体等多种新能源及能源载体的引入，形成多种新型成形与改性技术，一些特殊材料,(,如超硬材料、复合材料、陶瓷等,),的应用造就了一批新型复合工艺的 诞生，如超塑成形,/,扩散连接技术,精密成型发展趋势,2,、成形质量控制朝过程智能化方向发展,质量控制是为了保证优化的工艺，提高产品质量，保证稳定不变的工艺条件得到分散度极小 的均一的产品质量。为此，在生产过程自动化、工艺参数在线控制、生产工艺因素对工艺效果影响的模拟基础上，实现控制过程智能化，并实现上述目标，是当前的主要方向,精密成型概述,3,、工艺模拟及优化技术获得飞速发展，工艺由,“,技艺,”,向,“,工程科学,”,方向 发展,代表性的技术有虚拟铸造技术，虚拟锻压技术，焊接、热处理工艺过程模拟及质量预测、组织性能预测，成形工艺,-,模具,-,产品,CAD/CAM,一体化技术,。,精密成型发展趋势,4,、精密成形生产向清洁生产方向发展,精密成形清洁生产技术有如下主要意义：,高效利用原材料，对环境清洁；,以最小的环境代价和最小的能源消耗，获取最大的经济效益；符合持续发展与生态平衡,2,粉末冶金成型,精密成型,粉末冶金,粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术,含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具,多孔材料,减磨材料,模具材料,粉末冶金结零件,电磁材料,高温材料,精密成型,粉末冶金应用,独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的,可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织,单击此处添加标题,可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性,可以制备特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材,单击此处添加标题,可以充分利用矿石、尾矿、回收废旧金属作原料,可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗,粉末冶金,粉末冶金,粉末冶金特点,精密成型,粉末冶金,精密成型,粉末冶金工艺,Text,Add Text,Text1,Text2,Text3,Text,Text,Text,Add Text,Text1,Text2,Text3,Add Text,Text1,Text2,Text3,Add Text,Text1,Text2,Text3,包括粉末制取、粉料混合。,常加入机油、橡胶、石蜡作为增塑剂,粉末在,15-600MPa,压力下，压成所需形状,在保护气氛的高温炉或真空炉中：通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解行程有一定孔隙的冶金产品,对有精度、硬度、耐磨性要求制件要进行精压、滚压、挤压、淬火、便面淬火、浸油、及熔渗等,生产粉末,压制成型,烧结,后处理,粉末冶金工艺举例,精密成型,粉末冶金性能指标,精密成型,粒度：,影响粉末的加工成型、烧结时收缩和产品的最终性能。其粒度范围从几百个纳米到几百个微米。,粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。,当小到几百个纳米时，粉末的储存和输运很不容易，而且当小到一定程度时量子效应开始起作用，其物理性能会发生巨大变化，如铁磁性粉会变成超顺磁性粉，熔点也随着粒度减小而降低,颗粒形状：,形状取决制粉方法,：,1,、电解法制得的粉末，颗粒呈树枝状。,2,、还原法制得的铁粉颗粒呈海绵片状。,3,、气体雾化法制得的基本上是球状粉。,影响：,粉末颗粒的形状会影响到粉末的流动性和松装密度,粉末冶金性能指标,精密成型,力学性能：即粉末的工艺性能。,1,、松装密度：是压制时用容积法称量的依据,2,、流动性：决定着粉末对压模的充填速度和压机的生产能力,3,、压缩性：决定压制过程的难易和施加压力的高低,4,、成形性：决定坯的强度,化学性能：,主要取决于原材料的化学纯度及制粉方法,较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能，因此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许氧含量为,0.2%,1.5%,，这相当于氧化物含量为,1%,10%,。,3,精密铸造成型,精密铸造,精密成型,精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称,包括,熔模铸造,陶瓷型铸造,金属型铸造,压力铸造,消失模铸造,精密铸造,精密成型,粉末冶金工艺流程：制粉 成型 辅助处理,铸造生产流程大体就是这样总的来说可以分为压蜡、制壳、浇注、后处理、检验,压蜡包括（压蜡、修蜡、组树）,压蜡,-,利用压蜡机进行制作腊模,修蜡,-,对腊模进行修正,组树,-,将腊模进行组树,制壳包括（挂沙、挂浆、风干,),浇注包括（焙烧、化性分析也叫打光谱、浇注、震壳、切浇口、磨浇口）,后处理包括（喷砂、抛丸、修正、酸洗）,检验包括（蜡检、初检、中检、成品检）,精密铸造,精密成型,精密铸造工艺流程,精密铸造尺寸影响因素,精密成型,粉末冶金工艺流程：制粉 成型 辅助处理,精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响，通过影响收缩率，影响尺寸,铸件结构的影响：,铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小,铸件材质的影响：材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大,铸件材质的影响：用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，膨胀系数小，可忽略,制模对铸件线收缩率的影响：射蜡温度、射蜡压力、保压时间。对熔模尺寸的影响以射蜡温度最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小,型壳焙烧的影响：型壳的膨胀系数小，可忽略,浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大，浇注温度低，收缩率越小，应适当,4,精密塑性成型,精密塑性成型,精密成型,采用塑性变形的方式来成形零件的工艺方法，精密塑性成形是指所成形的制件达到或接近成品零件的形状和尺寸,包括,弯曲,冲裁,拉伸,锻造,模压,汽车、摩托车上的一些零件，特别是复杂形状的零件,大批量生产零件,复杂零件,航空、航天等工业的一些复杂形状的零件，特别是一些难切削的复杂形状的零件；难切削的高价材料,(,如钛、锆、钼、铌等合金,),的零件；要求性能高品质、使结构质量轻化的零件等,精密成型,精密塑性成型应用,独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的,缩短产品制造周期、降低生产成本,节约材料和能源,单击此处添加标题,合理的金属流线分布,提高零件的承载能力,单击此处添加标题,减轻制件的质量,提高产品的安全性、可靠性和使用寿命,粉末冶金,精密塑性成型,精密塑性成型优点,精密成型,精密塑性成型,精密成型,精密塑性成型分类,按成形温度分类,冷成形,(,冷锻,),室温下的成形,温成形,(,温锻,),室温以上，再结晶温度以下的成形,热成形,(,热锻,),在材料再结晶温度以上的成形,等温成形（等温锻）,在几乎恒温条件下的成形，变形温度通常在再结晶温度以上。,按成形方法分类,模锻、挤压、闭塞式锻造、多向模锻、径向锻造、精压、摆动辗压、精密辗压、特种轧制、变薄拉深、强力旋压和粉末成形等。,精密塑性成型,精密成型,热成型特性,优点：,变形抗力低,材料塑性好,流动性好,成形容易,所需设备吨位小,缺点：,产品的尺寸精度低,表面质量差,钢件表面氧化严重,模具寿命低,生产条件差,冷成型特性,优点：,产品的尺寸精度高,表面质量好,材料利用率高,缺点：,冷成形的变形抗力大,材料塑性低,流动性差,精密塑性成型,精密成型,温成型特点,与冷锻比较：,温锻时由于变形抗力小、材料塑性好，成形比冷锻容易，可以采用比冷锻大的变形量，从而减少工序数目、减少模具费用和压力机吨位，模具寿命也比冷锻时高；,与热锻相比：,温锻时由于加热温度低，氧化、脱碳减轻，产品的尺寸精度和表面质量均较好。如果在低温范围内温锻，产品的力学性能与冷锻产品差别不大。,对不易冷锻的材料，改用温锻可减少加工难度。有些适宜冷锻的低碳钢，也可作为温锻的对象。因为温锻常常不需要进行坯料预先软化退火、工序之间的退火和表面磷化处理，这就使得组织连续生产比冷锻容易。,独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的,粉末冶金,精密塑性成型,精密成型,据粗略估计，每,100,万,t,钢材由切削加工改为精密模锻，可节约钢材,15,万,t(15,),，减少机床,1500,台。例如德国,BLM,公司热精锻齿轮多达,100,多种，齿形精度达,DIN6,级，节约材料,20,30,，机械性能提高,20,30,。精锻螺旋伞齿轮的最大直径达,280mm,，模数达到,12,。美国、奥地利的热模锻叶片占总产量的,80,90,，叶型精度达,(0.15,0.30)mm,，锻后叶型部分只需抛光、磨光，减少机械加工余量达,90,精密塑性成型,精密成型,径向尺寸,一般热模锻件,0.5,1.0mm,热精锻件,0.2,0.4mm,温精锻件为,0.1,0.2mm,冷精锻件为,0.01,0.1mm,表面粗糙度,一般热模锻件,Ra12.5,冷精锻件,Ra0.2,0.4,精密塑性成型精度,精密塑性成型,精密成型,影响精度的因素,坯料的体积偏差（下料或烧损）,模膛的尺寸精度和磨损,模里温度和锻体温度的波动,模具和锻件的弹性变形,锻件的形状和尺寸,成形方案,模膛和模具结构的设计,润滑情况,设备,工艺艺操作,精密塑性成型,精密成型,注意的问题,1),在设计精锻件图时，不应当要求所有部位尺寸都精确，而只需保证主要部位、尺寸精确，其余部位尺寸精度要求可低些。这是因为现行的备料工艺不可能准确保证坯料的尺寸和质量，而塑性变形是道守体积不变条件的。因此，必需利用某些部位来调节坯料的质量误差。,对某些精锻件，适当地选用成形工序，不仅可以使坯料容易成形和保证成形质量，而且可以有效地减小变形力和提高校具寿命。,适当地采用精整工序，可以有效地保证精度要求。例如，叶片,(,尤其是型面扭曲的叶片,),精锻后，应当增加一道精整工序。有时对锻件的不同部位需采用不同的精整工序。,精密塑性成型,精密成型,注意的问题,4),坯料良好的表面质量,(,指氧化、脱碳、合金元素贫化和表面粗糙度等,),是实现精密成形的前提。另外，坯料形状和尺寸的正确与否以及制坯的质量等，对锻件的成形质量也有重要影响。在材料塑性、设备吨位和模具强度允许的条件下，尽可能采用冷成形或温成形。,5),设备的精度和刚度对锻件的精度有重要影响，但是模具精度的影响比设备更直接、更重要些。有了高精度的模具，在一般设备上也可以成形精度较高的锻件。,6),在精密成形工艺中，润滑是一项极为重要的工艺因素，良好的润滑可以有效地降低变形抗力，提高锻件精度和模具寿命。,精密塑性成型,精密成型,注意的问题,7),模具结构的正确设计，模具材料的正确选择以及模具的精确加工，是影响模具寿命的重要因素,8),在高温和中温精密成形时，应对模具和坯料的温度场进行测量和控制，它是确定模具材料，模具和模锻件热胀冷缩率以及坯料变形抗力的依据。,谢谢！,