工程材料及熱加工實踐

2022-07-11 04:15:05 字數 3052 閱讀 7383

實踐目的

1、 了解鑄造的種類、方法、工藝流程。

2、 了解熱處理的方法,熱處理對材料效能的影響。

3、 學習焊接常識,通過實際操作,掌握簡單的焊接技巧。

實踐內容

1、 老師講解鑄造的理論知識,並帶領我們做砂型鑄造實驗。

2、 老師講解熱處理的理論知識。

3、 老師講解焊接的理論知識和實際操作的注意事項,同學們實際操作電焊和弧焊。

實踐過程

一、鑄造

鑄造:1.將液態金屬澆注到與零件的形狀和尺寸相適應的鑄型空腔中,待其冷卻凝固,以獲得毛坯或零件的生產方法。

2.用於鑄造的金屬統稱為鑄造合金。鑄造方法包括兩大類:砂型鑄造(最常用的方法)和特種鑄造。

砂型鑄造:

砂型鑄造是以型砂為造型材料、用人工或機器在砂箱內造出所需的型腔及必要的澆注系統的一類歷史悠久、應用最為廣泛的鑄造方法。這種鑄造方法適用於各種形狀、尺寸及各類合金的鑄件生產。圖 10 一 9 為砂型鑄造工藝過程示意圖。

圖 10 一 10 為套筒的砂型鑄造過程。

掌握砂型鑄造方法是合理選擇鑄造方法和正確設計鑄件的基礎。為了獲得完好的鑄件,減少鑄型製造的工作量,降低鑄件成本,在砂型鑄造的準備過程中,就必須根據零件圖制訂鑄造工藝方案。

鑄造的優點:

1、可以製成形狀複雜、特別是具有複雜內腔的毛坯,如箱體、汽缸體、床身、機座等,而且鑄件的重量可輕僅幾克,重達幾百噸(鑄件在液態下成型,因而可以製成各種形狀複雜的鑄件)。

2、適應性強。工業中常用的金屬材料(碳鋼、合金鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等),都可以用於鑄造,其中應用最廣的是鑄鐵;

3、鑄造所用的原材料**廣泛,**低廉,裝置投資小,鑄件成本較低。因此,鑄造方法是最常用的毛坯生產手段之一,廣泛應用於機器製造業中。

鑄造生產存在的主要問題:

1、生產過程較複雜,工序多,影響鑄件質量的因素較多,所以廢品率較高。特別是手工造型,勞動強度大,生產率低,鑄件質量不夠穩定;

2、鑄件質量問題不僅涉及鑄型工藝,還與鑄型材料、模具、合金種類、合金熔煉及澆注等因素密切相關,而這些因素在生產過程中較難綜合、精確地控制,所以,鑄件一般較容易出現成分和組織不太均勻、晶粒較粗、縮孔、縮松、氣孔、夾渣、砂眼等缺陷,使鑄件的力學效能一般不如鍛件高。

二、熱處理

熱處理是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻,通過改變材料表面或內部的金相組織結構,來控制其效能的一種金屬熱加工工藝。

熱處理的方法:1、退火、2、正火、3、回火、4、淬火、5、調質、6、時效、7、化學處理、8、發黑處理

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。這個過程可以借助陶瓷換熱器來實現,陶瓷換熱器的生產工藝與窯具的生產工藝基本相同,導熱性與抗氧化效能是材料的主要應用效能。

它的原理是把陶瓷散熱器放置在煙道出口較近,溫度較高的地方,不需要摻冷風及高溫保護,當窯爐溫度1250-1450℃時,煙道出口的溫度應是1000-1300℃,陶瓷換熱器**餘熱可達到450-750℃,將**到的的熱空氣送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒,這樣直接降低生產成本,增加經濟效益。

陶瓷換熱器在金屬換熱器的使用侷限下得到了很好的發展,因為它較好地解決了耐腐蝕,耐高溫等課題,成為了**高溫餘熱的最佳換熱器。經過多年生產實踐,表明陶瓷換熱器效果很好。它的主要優點是:

導熱性能好,高溫強度高,抗氧化、抗熱震效能好。壽命長,維修量小,效能可靠穩定,操作簡便。是目前**高溫煙氣餘熱的最佳裝置。

三、焊接

1、焊接的定義

焊接是指通過適當的物理化學過程,使二個分離的固態物體產生原子(分子)間結合力而連線成一體的連線方法。通常,在實施焊接的過程中,要採用一定形式的熱源對焊件進行加熱,或者採用一定的機械方法對焊件進行加壓。

2、焊接過程的本質

要把兩個分離的金屬構件連線在一起,從物理本質上來看,就是要使這二個構件的連線表面上的原子彼此接近到金屬晶格距離( 3 一 5 人)。(如果連線表面足夠平整(達到金屬晶格距離的水平),並且不存在氧化膜或其它沾汙,那麼,簡單地把過二個構件放在一起,就可使他們連線在一起。但是,目前的技術水平還不能)

焊接應滿足的條件:

l)適當的能源以產生連線面的區域性熔化或加壓;

2)能清除連線面的氧化膜及沾汙的機制;

3)消除大氣氣氛的汙染及影響;

4)焊接接頭具有冶金可控性。

在焊接實踐中,我們主要講了電弧焊。電弧焊是利用電弧作為熱源的熔焊方法。可分為手工電弧焊、埋弧自動焊和氣體保護焊等三種。

手工自動焊的最大優點是裝置簡單,應用靈活、方便,適用面廣,可焊接各種焊接位置和直縫、環縫及各種曲線焊縫。尤其適用於操作不變的場合和短小焊縫的焊接;埋弧自動焊具有生產率高、焊縫***、勞動條件好等特點;氣體保護焊具有保護效果好、電弧穩定、熱量集中等特點。

3、手工電弧焊的操作技術

l)引弧有兩種引弧方法,即劃擦法和直擊法。前者容易掌握,但容易損壞工件表面;後者則需熟練掌握好焊條離開工件的速度和距離。

2)運條方法運條是整個焊接過程中最重要的環節,直接影響焊縫的外表成形和質量。電弧引燃後,一般情況下有三個基本運動,即朝熔池方向進,沿焊接方向逐漸移動及橫向擺動逐漸送

3)焊縫的連線及收尾由於焊條長度的限制,不能用一根焊條焊完一條焊縫,因而出現焊縫連線問題。

4)電源種類選擇及磁偏吹影響採用直流電源時,要注意不同型別焊條的極性。如酸性藥皮及金紅石型藥皮焊條,需要用正接法,而鹼性和所有高合金鋼焊條則採用反接法。

4、電弧焊焊接時產生火災**事故的預防措施

1)焊接處10公尺內不得有可燃物、易燃物,工作地點通道寬度應大於1公尺,高空作業更應注意火花的飛向。

2)焊接管子、容器時,必須把孔蓋,閥門開啟。

3)儲放易燃易爆的容器未經清洗嚴禁焊接。在此情況下,首先要把殘剩的油除盡,排除可燃氣體,在確認沒有**的危險性之後才可以焊接。如使用氣體探測器檢查將更加安全。

4)保證焊接裝置、橡皮絕緣電纜的連線部分無鬆散的現象,破損部分絕緣良好,防止漏電和過熱。

總結通過老師的講解,學習了鑄造、鍛造和焊接的理論知識。雖然學習的內容多,但是在老師的安排下,很快我們就按計畫把理論知識學完了。在老師的帶動和自己動手操作鑄造、電弧焊,對產品的製造有了初步的了解。

經過這次實踐,我知道了要把乙個零件做出來,並不是想象中的那麼容易,而作為我們專業的學生,更應該清楚地知道產品的製造方法,否則我們將來的設計只是一張廢紙。

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