模具材料及表面处理实训（实验）教学指导书（1）(铸、锻、焊、轧、机加工及3D打印—，)
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本文导读目录：
模具材料及表面处理实训（实验）教学指导书（1）
1．实验前复习教材上第一章第三节“强度与塑性”有关内容。
2．全班分为若干组，每个小组做低碳钢及铸铁拉伸试验各一次。
3．了解万能试验机的大致结构、试验方法及注意事项。
4．测量、记录试样原始直径ｄ0和标距尺寸Ｌ0（Ｌ010ｄ0或Ｌ05ｄ0）。
6．开动机器后，仔细观察载荷及试样变形情况。
当测力盘指针来回摆动或几乎不动时（绘图纸上出现水平或锯齿形线段），材料发生屈服现象，记下载荷Ｆｓ；过屈服阶段，指针继续转动，曲线又开始上升。
载荷达到某一数值后，指针开始回转，此时试样产生缩颈现象，曲线又开始向下，记下此时载荷Ｆｂ，它是试样断裂前的最大载荷。
7．试样拉断后，停止机器工作，取下断试样，测量并记录缩颈处最小直径ｄ1及断裂后标距长度Ｌ1。
1．了解布氏、洛氏硬度测定的基本原理和应用范围。
2．了解布氏、洛氏硬度计的主要结构，掌握操作方法。
3．根据不同金属零件的性能特点，掌握选择测定硬度的方法。
2．了解各种硬度计的构造原理、操作规程及注意事项。
3．全班分若干小组在几个硬度计上轮流进行操作。
1．试样被测表面应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。
试样面应保证压痕直径（或压痕对角线）能精确测量。
布氏、洛氏硬度试样表面粗糙度Ｒａ值一般不应大于0.8ｕｍ。
2．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。
3．布氏、洛氏硬度试样的最小厚度应大于压痕深度的10倍。
4．试验一般应在1035℃温度范围内进行。
5．试验时，必须保证试验力作用方向与实验面垂直。
对不规则的试样，应根据其形状采用合适的支承台，以保证压头与轴线垂直。
1．根据试样材质及预计硬度范围，选择压头材料及直径，试验力及试验力保持时间。
2．将选定的钢球或硬质合金球压头装入硬度计主轴衬套内并紧固，调好砝码和时间定位器。
3．将试样稳固的放在工作台上，顺时针方向转动工作台升降手轮，使压头与试样接触，直至升降手轮与螺母发生空转为止。
开电源开关，电源绿色指示灯亮后，按下加力按钮：当红灯亮时，表示试验力已加上，迅速拧紧时间定位器的压紧螺钉使其转动，开始计时，达到预定加力时间后，红灯熄灭，试验力自动卸除。
5．关闭电源，逆时针方向转动手轮，使工作台下降，取下试样。
6．用读数显微镜测出试样表面压痕直径ｄ（在两个垂直方向各测一次，取其平均值）。
7．根据压痕平均直径ｄ，用教材附表2查出所测材料的布氏硬度值。
1．试验后，压痕直径应在（0.240.6）Ｄ之间，否则无效。
2．压痕中心距试样边沿距离不应小于压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕中心距离不应小于压痕平均直径的4倍，布氏硬度小于35时，上述距离英分别为压痕直径的3倍和6倍。
1．根据试样材质及预计硬度范围，选择压头类型和初、主载荷（见教材第9页表1-3）。
2．根据试样形状和大小，选择适宜的工作台，将试样平稳的放在工作台上。
3．顺时针方向缓慢转动工作台升降手轮，将试样与压头缓慢接触使指示器指针或指示线至规定标志即加上初始载荷。
如超过规定则应卸除初载荷，在试样另一位置试验。
4．调整指示器至零点后，加主载荷（应在48ｓ内完成）。
5．施加完主载荷后，总载荷的保持时间应以示值指示器指针基本停止移动为准。
6．卸除主载荷后，从表盘指针所指读数即为所测洛氏硬度值。
7．逆时针方向旋转手轮，降下工作台，取下试样。
1．试样两相邻压痕中心距离或任一压痕中心距试样边缘距离一般不小于3ｍｍ。
特殊情况下，这个距离可以减小，但不应小于压痕直径的3倍。
2．在每个试样上的试验点数应不小于4点（第一点不计）。
铸、锻、焊、轧、机加工及3D打印—，
1、金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体；。
2、金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹；。
（7）真空压铸(vacuumdiecasting)。
1、消除或减少压铸件内部的气孔，提高压铸件的机械性能和表面质量，改善镀覆性能;。
2、减少型腔的反压力，可使用较低的比压及铸造性能较差的合金，有可能用小机器压铸较大的铸件;。
1、模具密封结构复杂，制造及安装较困难，因而成本较高;。
2、真空压铸法如控制不当，效果就不是很显著。
（8）挤压铸造(squeezingdiecasting)。
挤压铸造：是使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成形，直接获得制件或毛坯的方法。
它具有液态金属利用率高、工序简化和质量稳定等优点，是一种节能型的、具有潜在应用前景的金属成形技术。
直接挤压铸造：喷涂料、浇合金、合模、加压、保压、泄压，分模、毛坯脱模、复位；。
间接挤压铸造：喷涂料、合模、给料、充型、加压、保压、泄压，分模、毛坯脱模、复位。
1、可消除内部的气孔、缩孔和缩松等缺陷；。
（9）消失模铸造（Lostfoamcasting）。
消失模铸造（又称实型铸造）：是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
工艺流程：预发泡发泡成型浸涂料烘干造型浇注落砂清理。
1、铸件精度高，无砂芯，减少了加工时间；。
（10）连续铸造（continualcasting）。
连续铸造：是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。
1、由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；。
应用：用连续铸造法可以浇注钢、铁、铜合金、铝合金、镁合金等断面形状不变的长铸件，如铸锭、板坯、棒坯、管子等。
塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。
它的种类有很多，主要包括锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。
锻造：是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。
自由锻造：一般是在锤锻或者水压机上，利用简单的工具将金属锭或者块料锤成所需要形状和尺寸的加工方法。
模锻：是在模锻锤或者热模锻压力机上利用模具来成形的。
工艺流程：锻坯加热辊锻备坯模锻成形切边冲孔矫正中间检验锻件热处理清理矫正检查。
1、锻件质量比铸件高能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸件高甚至比轧件高。
应用：大型轧钢机的轧辊、人字齿轮，汽轮发电机组的转子、叶轮、护环，巨大的水压机工作缸和立柱，机车轴，汽车和拖拉机的曲轴、连杆等。
轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩成型轧制使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。
纵轧:就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并在其间产生塑性变形的过程。
横轧：轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致。
斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角。
应用：主要用在金属材料型材，板，管材等，还有一些非金属材料比如塑料制品及玻璃制品。
挤压：坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出使之横截面积减小长度增加，成为所需制品的加工方法叫挤压，坯料的这种加工叫挤压成型。
拉拔：用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸的制品的一种塑性加工方法。
1.道次变形量与两次退火间的总变形量有限；。
冲压：是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。
全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分经过冲压制成成品。
汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。
仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。
焊接：也称作熔接,镕接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。
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、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
1000℃热锻模具材料(模具是如何
热锻模具通常使用的钢材为热作模具钢，需要在200℃至500℃仍能保持较高的强度、硬度。
常用的模具材料为H13（4Cr5MoSiV1），或者5CrNiMo,现在有一种HM3的热作模具钢也不错。
开裂有两种形式1、应力开裂，热处理2、疲劳开裂，材料。
模具上肯定要打脱模剂才能做产品，这是常识。
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