沈陽銅管廠家分享金屬選材的基本原則和方法
2019-12-28 來自: 沈陽市中聯銅鋁(lv)業有限(xian)公司 瀏覽次數(shu):1559
關于金屬(shu)選(xuan)材的(de)(de)內容,相(xiang)信肯定會有好多的(de)(de)小伙(huo)伴(ban)還不太清(qing)楚,接下來沈陽銅管廠家為大家分享金屬選材(cai)的基本原則和方(fang)法。
基(ji)本原則
在(zai)進(jin)行材料(liao)及成型(xing)工藝(yi)的選擇(ze)時,要(yao)考(kao)(kao)慮到在(zai)該工況下材料(liao)性(xing)能是否達到要(yao)求,及用(yong)該材料(liao)制(zhi)造(zao)零(ling)件(jian)時,其成型(xing)加(jia)工過程(cheng)是否容(rong)易,同時還要(yao)考(kao)(kao)慮材料(liao)或機件(jian)的生產(chan)及使用(yong)是否經濟等因素即從適用(yong)性(xing)、工藝(yi)性(xing)和經濟性(xing)3個方面進(jin)行考(kao)(kao)慮。
適用性原則
適用性原則是指所選擇的材料必須能夠適應工況,并能達到令人滿意的使用要求。滿足使用要求是選材的必要條件,是在進行材料選擇時首先要考慮的問題。
材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)要(yao)求(qiu)體現在對其(qi)化學成分、組織結構、力學性能(neng)(neng)(neng)(neng)、物理性能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)化學性能(neng)(neng)(neng)(neng)等內部質(zhi)量(liang)的要(yao)求(qiu)上(shang)。為滿(man)足材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)要(yao)求(qiu),在進行材(cai)料(liao)(liao)(liao)選(xuan)擇(ze)時,主(zhu)要(yao)從零(ling)件(jian)的負載(zai)情況(kuang)、材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)環(huan)境和(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)性能(neng)(neng)(neng)(neng)要(yao)求(qiu)三(san)個方面考(kao)慮。零(ling)件(jian)的負載(zai)情況(kuang)主(zhu)要(yao)是指(zhi)(zhi)載(zai)荷的大(da)小和(he)應力狀(zhuang)態。材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)環(huan)境指(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)所處的環(huan)境,如介質(zhi)、工作溫度及摩擦等。材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)性能(neng)(neng)(neng)(neng)要(yao)求(qiu)指(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)壽命、材(cai)料(liao)(liao)(liao)的各種(zhong)廣義許用(yong)(yong)(yong)(yong)應力、廣義許用(yong)(yong)(yong)(yong)變形等。只有將以上(shang)三(san)方面進行充分的考(kao)慮,才能(neng)(neng)(neng)(neng)使材(cai)料(liao)(liao)(liao)滿(man)足使用(yong)(yong)(yong)(yong)性能(neng)(neng)(neng)(neng)要(yao)求(qiu)。
工藝性原則
一(yi)般地,材(cai)(cai)料一(yi)經選擇,其加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)大體上就(jiu)能(neng)(neng)確定(ding)。同(tong)時(shi)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)過程(cheng)又(you)使材(cai)(cai)料的性能(neng)(neng)發生(sheng)改變;零件的形狀結構及(ji)生(sheng)產(chan)批量、生(sheng)產(chan)條(tiao)件也對材(cai)(cai)料加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)產(chan)生(sheng)重大的影響。
工(gong)(gong)藝(yi)性原則(ze)是指選材時要(yao)考慮到材料(liao)的加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)性,優先選擇(ze)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)性好的材料(liao),降低材料(liao)的制(zhi)造(zao)(zao)難度(du)和制(zhi)造(zao)(zao)成(cheng)本。
各種(zhong)成(cheng)(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)(yi)各有其特點(dian)和優缺點(dian),同一材(cai)料(liao)的(de)(de)零件,當(dang)使用(yong)不同成(cheng)(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)(yi)制(zhi)造(zao)時(shi)(shi),其難(nan)度和成(cheng)(cheng)本是(shi)(shi)不一樣的(de)(de),所(suo)要(yao)求的(de)(de)材(cai)料(liao)工(gong)藝(yi)(yi)性能也是(shi)(shi)不同的(de)(de)。例(li)如,當(dang)零件形狀(zhuang)比較(jiao)復雜、尺寸(cun)較(jiao)大(da)時(shi)(shi),用(yong)鍛造(zao)成(cheng)(cheng)型(xing)往往難(nan)以實現,若采用(yong)鑄造(zao)或(huo)焊接,則其材(cai)料(liao)必須具有良好的(de)(de)鑄造(zao)性能或(huo)焊接性能,在(zai)結構上也要(yao)適應(ying)鑄造(zao)或(huo)焊接的(de)(de)要(yao)求。再(zai)如,用(yong)冷拔工(gong)藝(yi)(yi)制(zhi)造(zao)鍵(jian)、銷時(shi)(shi),應(ying)考慮材(cai)料(liao)的(de)(de)伸長率,并考慮形變強化對(dui)材(cai)料(liao)力學(xue)性能的(de)(de)影響。
經濟性(xing)原則(ze)
在(zai)滿足材(cai)(cai)(cai)(cai)料使(shi)用(yong)(yong)要求(qiu)和(he)工(gong)藝(yi)要求(qiu)的(de)同(tong)時,也必須考慮材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)使(shi)用(yong)(yong)經濟(ji)性(xing)。經濟(ji)性(xing)原則是指(zhi)在(zai)選(xuan)用(yong)(yong)材(cai)(cai)(cai)(cai)料時,應選(xuan)擇性(xing)能(neng)(neng)價格(ge)比高的(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料。材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)性(xing)能(neng)(neng)就是指(zhi)其使(shi)用(yong)(yong)性(xing)能(neng)(neng)。材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)使(shi)用(yong)(yong)性(xing)能(neng)(neng)一般可以用(yong)(yong)使(shi)用(yong)(yong)時間和(he)安全程度來代表。材(cai)(cai)(cai)(cai)料價格(ge)主要由成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)決(jue)(jue)定(ding)。材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)包(bao)括生產成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和(he)使(shi)用(yong)(yong)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。一般地,材(cai)(cai)(cai)(cai)料成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)由原材(cai)(cai)(cai)(cai)料成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、原材(cai)(cai)(cai)(cai)料利用(yong)(yong)率、材(cai)(cai)(cai)(cai)料成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、加工(gong)費、安裝調試費、維修(xiu)費、管理費等因素決(jue)(jue)定(ding)。
材(cai)料(liao)及(ji)(ji)成型工藝選擇(ze)的步驟、方法及(ji)(ji)依據(ju)
材(cai)料(liao)(liao)及(ji)成型工(gong)藝(yi)的選(xuan)(xuan)擇步驟如下:首先根據(ju)使用工(gong)況及(ji)使用要求(qiu)進行材(cai)料(liao)(liao)選(xuan)(xuan)擇,然后根據(ju)所選(xuan)(xuan)材(cai)料(liao)(liao),同時(shi)結合材(cai)料(liao)(liao)的成本、材(cai)料(liao)(liao)的成型工(gong)藝(yi)性(xing)、零件(jian)的復雜程度(du)、零件(jian)的生產(chan)批(pi)量、現有(you)生產(chan)條件(jian)和(he)技(ji)術條件(jian)等,選(xuan)(xuan)擇合適的成型工(gong)藝(yi)。
1.選擇材(cai)料及(ji)其成型工藝的步(bu)驟、方法(fa)
分(fen)析零件(jian)的服役條件(jian),找出零件(jian)在(zai)使用過程(cheng)中具體的負荷情況(kuang)、應(ying)力(li)狀態、溫度、腐蝕及(ji)磨損等情況(kuang)。
大(da)多(duo)數零(ling)件都在常溫(wen)大(da)氣中使(shi)用(yong),主(zhu)要(yao)要(yao)求(qiu)材(cai)料(liao)的(de)力學性(xing)(xing)能。在其他條(tiao)件下使(shi)用(yong)的(de)零(ling)件,要(yao)求(qiu)材(cai)料(liao)還必(bi)須有某些特殊(shu)的(de)物理、化(hua)學性(xing)(xing)能。如(ru)高溫(wen)條(tiao)件下使(shi)用(yong),要(yao)求(qiu)零(ling)件材(cai)料(liao)有特定的(de)高溫(wen)強度(du)和抗氧化(hua)性(xing)(xing);化(hua)工設備(bei)則(ze)要(yao)求(qiu)材(cai)料(liao)有高的(de)抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能;某些儀表零(ling)件要(yao)求(qiu)材(cai)料(liao)具有電磁性(xing)(xing)能等。嚴寒(han)地區(qu)使(shi)用(yong)的(de)焊接結(jie)構(gou),應附(fu)加對低溫(wen)韌性(xing)(xing)的(de)要(yao)求(qiu);在潮濕地區(qu)使(shi)用(yong)時,應附(fu)加對耐大(da)氣腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)要(yao)求(qiu)等。
(1) 通(tong)過分析或(huo)試驗,結合同類材料失(shi)效分析的結果(guo),確定允許(xu)(xu)(xu)材料使(shi)用的各(ge)項廣義許(xu)(xu)(xu)用應(ying)力指標,如許(xu)(xu)(xu)用強度、許(xu)(xu)(xu)用應(ying)變(bian)、許(xu)(xu)(xu)用變(bian)形量(liang)及(ji)使(shi)用時間等。
(2) 找出(chu)主要和次(ci)要的廣義許(xu)用應力指(zhi)標,以重要指(zhi)標作(zuo)為選材的主要依據。
(3) 根據(ju)主要性能(neng)指標,選擇(ze)符合要求的幾種材料。
(4) 根(gen)據材料的(de)成(cheng)型工藝性、零件的(de)復雜程(cheng)度、零件的(de)生產批量、現有生產條(tiao)件、技術條(tiao)件選擇材料及其成(cheng)型工藝。
(5) 綜合考慮材料(liao)成(cheng)本、成(cheng)型工藝性(xing)(xing)、材料(liao)性(xing)(xing)能、使(shi)用(yong)的可靠性(xing)(xing)等(deng),利用(yong)優化方法選出(chu)適用(yong)的材料(liao)。
(6) 必要(yao)時選材要(yao)經過試驗投(tou)產,再進行(xing)驗證或調(diao)整(zheng)。
上(shang)述只(zhi)是(shi)選材步驟(zou)的(de)(de)(de)一般規律,其工(gong)作量和(he)耗時都是(shi)相當(dang)大的(de)(de)(de)。對于重要(yao)零件和(he)新材料(liao)(liao),在選材時,需要(yao)進(jin)行(xing)大量的(de)(de)(de)基(ji)礎性試(shi)驗和(he)批量試(shi)生(sheng)產過程,以(yi)保證材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)使用安全性。對不太重要(yao)的(de)(de)(de)、批量小的(de)(de)(de)零件,通常參照相同工(gong)況下(xia)同類材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)使用經驗來選擇材料(liao)(liao),確(que)定材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)牌號和(he)規格,安排成型工(gong)藝(yi)。若(ruo)零件屬于正常的(de)(de)(de)損壞(huai),則可(ke)選用原來的(de)(de)(de)材料(liao)(liao)及(ji)成型工(gong)藝(yi);若(ruo)零件的(de)(de)(de)損壞(huai)屬于非正常的(de)(de)(de)早期破壞(huai),應找出引起(qi)失效的(de)(de)(de)原因,并采取相應的(de)(de)(de)措施。如(ru)果是(shi)材料(liao)(liao)或其生(sheng)產工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)問題,可(ke)以(yi)考慮選用新材料(liao)(liao)或新的(de)(de)(de)成型工(gong)藝(yi)。
2.選(xuan)材(cai)依據
(1)負荷(he)情況
工(gong)程(cheng)材料在(zai)使(shi)用(yong)過程(cheng)中受到各種(zhong)力(li)的作用(yong),有(you)拉應力(li)、壓應力(li)、剪應力(li)、切應力(li),扭(niu)矩、沖擊(ji)力(li)等。材料在(zai)負荷下(xia)工(gong)作,其力(li)學性能(neng)要(yao)求和失效形式(shi)是和負荷情(qing)況緊(jin)密相關的。
在(zai)工(gong)程(cheng)實(shi)際中,任何(he)機械和結構,必須保(bao)證它們在(zai)完成運動(dong)要(yao)(yao)(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)同時(shi),能安全可靠地(di)(di)工(gong)作。例(li)如要(yao)(yao)(yao)保(bao)證機床主軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常工(gong)作,則主軸(zhou)既不(bu)(bu)允許(xu)折斷,也不(bu)(bu)允許(xu)受(shou)力(li)(li)后產生過度(du)變形。又如千斤頂頂起重物時(shi),其(qi)螺(luo)桿必須保(bao)持直線形式的(de)(de)(de)(de)(de)平衡狀(zhuang)態(tai),而(er)不(bu)(bu)允許(xu)突然彎曲。對(dui)工(gong)程(cheng)構件來說,只(zhi)有滿(man)足(zu)了強度(du)、剛度(du)和穩定性的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求,才能安全可靠地(di)(di)工(gong)作。實(shi)際上,在(zai)材(cai)料力(li)(li)學(xue)(xue)中對(dui)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)這三方(fang)面要(yao)(yao)(yao)求都(dou)有具(ju)體的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)條件。在(zai)分析材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)受(shou)力(li)(li)情況,或根據受(shou)力(li)(li)情況進(jin)行(xing)材(cai)料選擇時(shi),除(chu)了考慮材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)(xue)性能外,還(huan)必須應用(yong)材(cai)料力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)有關知識(shi)進(jin)行(xing)科(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)選材(cai)。
表1 幾(ji)種常(chang)見零件(jian)的受力情況、失效形式(shi)及要求的力學(xue)性能
(2)材料的使用(yong)溫(wen)度
大多數材料(liao)都在常溫下使(shi)(shi)用(yong),當然也(ye)有在高溫或(huo)低溫下使(shi)(shi)用(yong)的(de)材料(liao)。由(you)于使(shi)(shi)用(yong)溫度(du)不同(tong),要(yao)求材料(liao)的(de)性能也(ye)有很(hen)大差異。
隨著(zhu)溫度(du)的(de)(de)降(jiang)低(di)(di),鋼(gang)鐵材料的(de)(de)韌性(xing)和塑(su)性(xing)不斷下(xia)(xia)降(jiang)。當(dang)溫度(du)降(jiang)低(di)(di)到特定程(cheng)度(du)時(shi),其(qi)韌性(xing)、塑(su)性(xing)顯著(zhu)下(xia)(xia)降(jiang),這一溫度(du)稱為韌脆(cui)轉折(zhe)溫度(du)。在低(di)(di)于(yu)韌脆(cui)轉折(zhe)溫度(du)下(xia)(xia)使用時(shi),材料容易發生低(di)(di)應力脆(cui)斷,從而造成危害(hai)。因此(ci),選(xuan)擇低(di)(di)溫下(xia)(xia)使用的(de)(de)鋼(gang)鐵時(shi),應選(xuan)用韌脆(cui)轉折(zhe)溫度(du)低(di)(di)于(yu)使用工況的(de)(de)材料。各種低(di)(di)溫用鋼(gang)的(de)(de)合金化(hua)目的(de)(de)都在于(yu)降(jiang)低(di)(di)碳(tan)含量,提高材料的(de)(de)低(di)(di)溫韌性(xing)。
隨(sui)著(zhu)溫(wen)度的(de)(de)升(sheng)高(gao),鋼(gang)鐵(tie)(tie)材(cai)料的(de)(de)性(xing)能會發生一系列變(bian)化(hua),主要(yao)是強度、硬度降(jiang)低,塑性(xing)、韌性(xing)先(xian)升(sheng)高(gao)而后又降(jiang)低,鋼(gang)鐵(tie)(tie)受(shou)高(gao)溫(wen)氧化(hua)或高(gao)溫(wen)腐蝕(shi)等。這都對材(cai)料的(de)(de)性(xing)能產生影響,甚至使材(cai)料失效。例如,一般碳鋼(gang)和鑄鐵(tie)(tie)的(de)(de)使用(yong)溫(wen)度不(bu)宜超過480℃,而合(he)金鋼(gang)的(de)(de)使用(yong)溫(wen)度不(bu)宜超過1150℃。
(3)受(shou)腐蝕情況
在工業上,一般用腐蝕速度表示材料的耐蝕性。腐蝕速度用單位時間內單位面積上金屬材料的損失量來表示;也可用單位時間內金屬材料的腐蝕深度來表示。工業上常用6類10級的耐蝕性評級標準,從I類完全耐蝕到VI類不耐蝕,見表2。
表2 金屬(shu)材(cai)料(liao)耐蝕性的分類評級(ji)標準(zhun)
大(da)多數工程材料(liao)都是(shi)在大(da)氣(qi)(qi)環境中工作的(de)(de),大(da)氣(qi)(qi)腐蝕是(shi)一(yi)個(ge)普遍的(de)(de)問(wen)題。大(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)濕度(du)、溫(wen)度(du)、日照、雨水及(ji)腐蝕性氣(qi)(qi)體含量對材料(liao)腐蝕影響(xiang)很(hen)大(da)。在常用合金中,碳鋼在工業大(da)氣(qi)(qi)中的(de)(de)腐蝕速度(du)為10^-605m/d,在需要時常涂(tu)敷(fu)油漆(qi)等(deng)保護層后使(shi)用。含有銅、磷(lin)、鎳(nie)、鉻(ge)等(deng)合金組分的(de)(de)低(di)合金鋼,其(qi)耐大(da)氣(qi)(qi)腐蝕性有較大(da)提高,一(yi)般可不涂(tu)油漆(qi)直(zhi)接使(shi)用。鋁(lv)、銅、鉛(qian)、鋅(xin)等(deng)合金耐大(da)氣(qi)(qi)腐蝕很(hen)好。
(4)耐磨損情況(kuang)
影響(xiang)材(cai)料耐磨性的因(yin)素如(ru)下:
① 材料(liao)本身的(de)性(xing)能(neng)(neng):包括硬度、韌性(xing)、加工硬化(hua)的(de)能(neng)(neng)力、導熱(re)性(xing)、化(hua)學(xue)穩定性(xing)、表(biao)面(mian)狀(zhuang)態等。
② 摩擦條件(jian)(jian):包括相磨物質(zhi)的(de)特性、摩擦時的(de)壓力(li)、溫度、速度、潤滑劑(ji)的(de)特性、腐蝕(shi)條件(jian)(jian)等。
一般來(lai)說(shuo),硬度高(gao)的(de)材料(liao)不易(yi)為相磨的(de)物(wu)體刺(ci)入(ru)或犁入(ru),而且疲勞(lao)極限一般也較高(gao),故耐(nai)(nai)磨性較高(gao);如同時具備較高(gao)的(de)韌性,即使(shi)被(bei)刺(ci)入(ru)或犁入(ru),也不致被(bei)成塊撕掉,可(ke)(ke)以提高(gao)耐(nai)(nai)磨性;因此,硬度是(shi)耐(nai)(nai)磨性的(de)主要方面。另外,材料(liao)的(de)硬度在(zai)(zai)使(shi)用過程中(zhong)(zhong),也是(shi)可(ke)(ke)變(bian)的(de)。易(yi)于(yu)加工硬化(hua)(hua)的(de)金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)摩擦(ca)過程中(zhong)(zhong)變(bian)硬,而易(yi)于(yu)受熱軟(ruan)化(hua)(hua)的(de)金(jin)屬(shu)會(hui)在(zai)(zai)摩擦(ca)中(zhong)(zhong)軟(ruan)化(hua)(hua)。
3.材料成型工藝的選擇依據(ju)
一般而言,當產品的(de)(de)材料確定后(hou),其成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)藝的(de)(de)類型(xing)(xing)就大體確定了。例如(ru),產品為鑄(zhu)(zhu)鐵件(jian)(jian),則(ze)(ze)應(ying)選(xuan)鑄(zhu)(zhu)造成(cheng)型(xing)(xing);產品為薄板件(jian)(jian),則(ze)(ze)應(ying)選(xuan)板料沖(chong)壓成(cheng)型(xing)(xing);產品為ABS塑(su)料件(jian)(jian),則(ze)(ze)應(ying)選(xuan)注塑(su)成(cheng)型(xing)(xing);產品為陶瓷件(jian)(jian),則(ze)(ze)應(ying)選(xuan)相應(ying)的(de)(de)陶瓷成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)藝等。然而,成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)藝對材料的(de)(de)性能也產生(sheng)一些的(de)(de)影響,因(yin)此(ci)在選(xuan)擇(ze)成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)藝中,還必須考(kao)慮材料的(de)(de)最終性能要(yao)求(qiu)。
(1)產品材料的性能(neng)
① 材料(liao)的力(li)學性能(neng)。
例如,材料為鋼的齒輪零件(jian),當其力(li)學(xue)性(xing)能(neng)要求不(bu)高時,可(ke)采用鑄造(zao)成(cheng)型(xing);而(er)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)要求高時,則(ze)應選用壓力(li)加工成(cheng)型(xing)。
② 材料的使用性能(neng)。
例如,若選用鋼材模鍛成型制造轎車、汽車發動機中的飛輪零件,由于轎車轉速高,要求行駛平穩,在使用中不允許飛輪鍛件有纖維外露,以免產生腐蝕,影響其使用性能,故不宜采用開式模鍛成型,而應采用閉式模鍛成型。這是因為,開式模鍛成型工藝只能鍛造出帶有飛邊的飛輪鍛件,在隨后進行的切除飛邊修整工序中,鍛件的纖維組織會被切斷而外露;而閉式模鍛的鍛件沒有飛邊,可克服此缺點。
③ 材料的(de)工藝性能。
材料的工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能及切削加工性能等。例如,易氧化和吸氣的非鐵金屬材料的焊接性差,其連接就宜采用氬弧焊接工藝,而不宜采用普通的手弧焊接工藝;聚四氟乙烯材料,盡管它也屬于熱塑性塑料,但因其流動性差,故不宜采用注塑成型工藝,而只宜采用壓制燒結的成型工藝。
④ 材料的特(te)殊性能。
材(cai)料(liao)的特殊性能包括材(cai)料(liao)的耐(nai)(nai)磨(mo)損、耐(nai)(nai)腐蝕、耐(nai)(nai)熱(re)、導(dao)電或絕(jue)緣等。例如(ru),耐(nai)(nai)酸(suan)泵的葉輪、殼體(ti)等,若選(xuan)用不銹鋼制(zhi)(zhi)造(zao)(zao),則只能用鑄造(zao)(zao)成(cheng)型(xing);選(xuan)用塑料(liao)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao),則可用注塑成(cheng)型(xing);如(ru)要求既(ji)耐(nai)(nai)熱(re)又耐(nai)(nai)腐蝕,那么就應(ying)選(xuan)用陶瓷制(zhi)(zhi)造(zao)(zao),并(bing)相應(ying)地選(xuan)用注漿成(cheng)型(xing)工藝。
(2)零件的生產批量
對于成(cheng)批大量生產(chan)(chan)的產(chan)(chan)品,可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)精(jing)度和生產(chan)(chan)率都比(bi)較高的成(cheng)型工(gong)藝(yi)。雖(sui)然這些成(cheng)型工(gong)藝(yi)裝備(bei)的制(zhi)造(zao)費用(yong)較高,但這部分投資可(ke)由每個產(chan)(chan)品材料消耗的降低(di)來補(bu)償。如大量生產(chan)(chan)鍛(duan)件(jian),應選(xuan)(xuan)用(yong)模鍛(duan)、冷(leng)軋、冷(leng)拔和冷(leng)擠壓(ya)等成(cheng)型工(gong)藝(yi);大量生產(chan)(chan)非(fei)鐵合金鑄(zhu)件(jian),應選(xuan)(xuan)用(yong)金屬型鑄(zhu)造(zao)、壓(ya)力(li)鑄(zhu)造(zao)、及低(di)壓(ya)鑄(zhu)造(zao)等成(cheng)型工(gong)藝(yi);大量生產(chan)(chan)MC尼龍制(zhi)件(jian),宜選(xuan)(xuan)用(yong)注(zhu)塑成(cheng)型工(gong)藝(yi)。
而單件小批(pi)生產這些產品時,可選(xuan)用精度(du)和生產率均(jun)較低的成(cheng)型(xing)工藝,如(ru)手工造(zao)型(xing)、自(zi)由鍛造(zao)、手工焊,及它們與切削加工相聯合的成(cheng)型(xing)工藝。
(3)零(ling)件(jian)的(de)形(xing)狀復(fu)雜程度及精度要求(qiu)
形(xing)狀復雜(za)的金屬制件,特(te)別是(shi)內腔形(xing)狀復雜(za)的零件,可選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)鑄造成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi),如箱體、泵(beng)體、缸體、閥體、殼體、床身(shen)等;形(xing)狀復雜(za)的工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)塑料制件,多(duo)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)注塑成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi);形(xing)狀復雜(za)的陶(tao)瓷制件,多(duo)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)注漿成(cheng)形(xing)或注射(she)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi);而形(xing)狀簡單(dan)(dan)的金屬制件,可選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)壓(ya)力(li)加工(gong)(gong)或焊接成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi);形(xing)狀簡單(dan)(dan)的工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)塑料制件,可選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)吹(chui)塑、擠出(chu)成(cheng)型(xing)或模壓(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi);形(xing)狀簡單(dan)(dan)的陶(tao)瓷制件,多(duo)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)模壓(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)。
若產(chan)品為(wei)鑄件(jian),尺(chi)寸(cun)要(yao)求(qiu)不高(gao)的(de)(de)(de)可(ke)選用(yong)普通(tong)砂型鑄造(zao)(zao);而(er)(er)尺(chi)寸(cun)精(jing)(jing)度(du)要(yao)求(qiu)高(gao)的(de)(de)(de),則依鑄造(zao)(zao)材(cai)料和批量不同,可(ke)分別(bie)選用(yong)熔(rong)模鑄造(zao)(zao)、氣化模鑄造(zao)(zao)、壓力鑄造(zao)(zao)及低(di)壓鑄造(zao)(zao)等(deng)成(cheng)(cheng)型工藝。若產(chan)品為(wei)鍛件(jian),尺(chi)寸(cun)精(jing)(jing)度(du)要(yao)求(qiu)低(di)的(de)(de)(de),多(duo)采(cai)用(yong)自由(you)鍛造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)型;而(er)(er)精(jing)(jing)度(du)要(yao)求(qiu)高(gao)的(de)(de)(de),則選用(yong)模鍛成(cheng)(cheng)型、擠壓成(cheng)(cheng)型等(deng)。若產(chan)品為(wei)塑料制件(jian),精(jing)(jing)度(du)要(yao)求(qiu)低(di)的(de)(de)(de),多(duo)選用(yong)中空吹(chui)塑;而(er)(er)精(jing)(jing)度(du)要(yao)求(qiu)高(gao)的(de)(de)(de),則選用(yong)注塑成(cheng)(cheng)型。
(4)現有(you)生產條件(jian)
現(xian)(xian)有(you)生(sheng)產(chan)條(tiao)件是指生(sheng)產(chan)產(chan)品(pin)現(xian)(xian)有(you)的(de)設備(bei)(bei)能(neng)力(li)、人員技術水平及外協可能(neng)性等。例如,生(sheng)產(chan)重型機械產(chan)品(pin)時(shi),在現(xian)(xian)場沒有(you)大(da)容量的(de)煉鋼爐和大(da)噸位的(de)起重運輸設備(bei)(bei)條(tiao)件下,常(chang)常(chang)選用鑄造(zao)和焊接(jie)聯合成型的(de)工藝(yi),即首先將大(da)件分(fen)成幾小塊來鑄造(zao)后,再用焊接(jie)拼成大(da)件。
又(you)如,車床上的(de)(de)油(you)盤零件,通常是(shi)用(yong)薄鋼板在壓(ya)力(li)機(ji)下(xia)沖壓(ya)成(cheng)型(xing),但如果現場(chang)條件不(bu)具備,則(ze)應(ying)采(cai)用(yong)其他(ta)工藝(yi)方(fang)法。例如,現場(chang)沒(mei)有(you)(you)(you)薄板,也沒(mei)有(you)(you)(you)大型(xing)壓(ya)力(li)機(ji),就不(bu)得(de)不(bu)采(cai)用(yong)鑄造(zao)成(cheng)型(xing)工藝(yi)生(sheng)產;當現場(chang)有(you)(you)(you)薄板,但沒(mei)有(you)(you)(you)大型(xing)壓(ya)力(li)機(ji)時,就需要選(xuan)用(yong)經濟可行的(de)(de)旋壓(ya)成(cheng)型(xing)工藝(yi)來代(dai)替沖壓(ya)成(cheng)型(xing)。
(5)充分考慮利用新(xin)工藝、新(xin)技術、新(xin)材料的可能(neng)性
隨(sui)著工業市場需求(qiu)(qiu)日益增大,用(yong)戶對產品(pin)品(pin)種和品(pin)質(zhi)更新(xin)的要求(qiu)(qiu)越(yue)來越(yue)強烈(lie),使生(sheng)產性質(zhi)由成(cheng)批(pi)大量生(sheng)產變成(cheng)多品(pin)種、小批(pi)量生(sheng)產,因而擴(kuo)大了(le)新(xin)工藝、新(xin)技(ji)術(shu)、新(xin)材(cai)料(liao)的應(ying)用(yong)范圍。
因(yin)此,為(wei)了縮短生產周期,更新(xin)產品(pin)類型(xing)(xing)及質(zhi)量(liang)(liang),在可(ke)能的條件(jian)下就大量(liang)(liang)采(cai)用精(jing)密鑄造(zao)、精(jing)密鍛(duan)造(zao)、精(jing)密沖裁、冷擠(ji)壓(ya)、液(ye)態模鍛(duan)、超塑(su)成型(xing)(xing)、注(zhu)塑(su)成型(xing)(xing)、粉末冶金、陶瓷等靜壓(ya)成型(xing)(xing)、復(fu)合材料(liao)成型(xing)(xing)、快速成型(xing)(xing)等新(xin)工(gong)藝、新(xin)技術、新(xin)材料(liao),采(cai)用無余量(liang)(liang)成型(xing)(xing),使(shi)零(ling)件(jian)近(jin)凈型(xing)(xing)化,從(cong)而顯著提高產品(pin)品(pin)質(zhi)和經濟效益。
除此之外(wai),為了(le)合理選用(yong)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)藝,還必(bi)須對各(ge)類成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)藝的(de)特點、適(shi)用(yong)范(fan)圍以及成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)藝對材料(liao)(liao)性能的(de)影響有比(bi)較(jiao)清楚的(de)了(le)解。金(jin)屬材料(liao)(liao)的(de)各(ge)種(zhong)毛坯成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)藝的(de)特點見表3。
表3 各種毛坯成(cheng)型工藝的特(te)點(dian)
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