宣布时间：2021-05-11点击：1897
基来源则
在进行质料及成型工艺的选择时，要考虑到在该工况下质料性能是否抵达要求，及用该质料制造零件时，其成型加工历程是否容易，同时还要考虑质料或机件的生产及使用是否经济等因素即从适用性、工艺性和经济性3个方面进行考虑 。
适用性原则
适用性原则是指所选择的质料必须能够适应工况，并能抵达令人满意的使用要求 。满足使用要求是选材的须要条件，是在进行质料选择时首先要考虑的问题 。
质料的使用要求体现在对其化学身分、组织结构、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上 。为满足质料的使用要求，在进行质料选择时，主要从零件的负载情况、质料的使用情况和质料的使用性能要求三个方面考虑 。零件的负载情况主要是指载荷的巨细和应力状态 。质料的使用情况指质料所处的情况，如介质、事情温度及摩擦等 。质料的使用性能要求指质料的使用寿命、质料的种种广义许用应力、广义许用变形等 。只有将以上三方面进行充分的考虑，才华使质料满足使用性能要求 。
工艺性原则
一般地，质料一经选择，其加工工艺概略上就能确定 。同时加工工艺历程又使质料的性能爆发改变 ；零件的形状结构及生产批量、生产条件也对证料加工工艺爆发重大的影响 。
工艺性原则是指选材时要考虑到质料的加工工艺性，优先选择加工工艺性好的质料，降低质料的制造难度和制造本钱 。
种种成型工艺各有其特点和优缺点，同一质料的零件，当使用差别成型工艺制造时，其难度和本钱是纷歧样的，所要求的质料工艺性能也是差别的 。例如，当零件形状比较庞大、尺寸较大时，用铸造成型往往难以实现，若接纳铸造或焊接，则其质料必须具有良好的铸造性能或焊接性能，在结构上也要适应铸造或焊接的要求 。再如，用冷拔工艺制造键、销时，应考虑质料的伸长率，并考虑形变强化对证料力学性能的影响 。
经济性原则
在满足质料使用要求和工艺要求的同时，也必须考虑质料的使用经济性 。经济性原则是指在选用质料时，应选择性能价格比高的质料 。质料的性能就是指其使用性能 。质料的使用性能一般可以用使用时间和宁静水平来代表 。质料价格主要由本钱决定 。质料的本钱包括生产本钱和使用本钱 。一般地，质料本钱由原质料本钱、原质料利用率、质料成型本钱、加工费、装置调试费、维修费、治理费等因素决定 。
材料及成型工艺选择的办法、要领及依据
质料及成型工艺的选择办法如下：首先凭据使用工况及使用要求进行质料选择，然后凭据所选质料，同时结合质料的本钱、质料的成型工艺性、零件的庞洪水平、零件的生产批量、现有生产条件和技术条件等，选择合适的成型工艺 。
1.选择质料及其成型工艺的办法、要领
剖析零件的服役条件，找出零件在使用历程中具体的负荷情况、应力状态、温度、腐化及磨损等情况 。
大大都零件都在常温大气中使用，主要要求质料的力学性能 。在其他条件下使用的零件，要求质料还必须有某些特殊的物理、化学性能 。如高温条件下使用，要求零件质料有一定的高温强度和抗氧化性 ；化工设备则要求质料有高的抗腐化性能 ；某些仪表零件要求质料具有电磁性能等 。严寒地区使用的焊接结构，应附加对低温韧性的要求 ；在湿润地区使用时，应附加对耐大气腐化性的要求等 。
(1)通太过析或试验，结条约类质料失效剖析的结果，确定允许质料使用的各项广义许用应力指标，如许用强度、许用应变、许用变形量及使用时间等 。
(2)找出主要和次要的广义许用应力指标，以重要指标作为选材的主要依据 。
(3)凭据主要性能指标，选择切合要求的几种质料 。
(4)凭据质料的成型工艺性、零件的庞洪水平、零件的生产批量、现有生产条件、技术条件选择质料及其成型工艺 。
(5)综合考虑质料本钱、成型工艺性、质料性能、使用的可靠性等，利用优化要领选出***适用的质料 。
(6)须要时选材要经过试验投产，再进行验证或调解 。
上述只是选材办法的一般纪律，其事情量和耗时都是相当大的 。关于重要零件和新质料，在选材时，需要进行大宗的基础性试验和批量试生产历程，以包管质料的使用宁静性 。对不太重要的、批量小的零件，通常参照相同工况下同类质料的使用经验来选择质料，确定质料的牌号和规格，安排成型工艺 。若零件属于正常的损坏，则可选用原来的质料及成型工艺 ；若零件的损坏属于非正常的早期破坏，应找出引起失效的原因，并接纳相应的步伐 。如果是质料或其生产工艺的问题，可以考虑选用新质料或新的成型工艺 。
2.选材依据
（1）负荷情况
工程质料在使用历程中受到种种力的作用，有拉应力、压应力、剪应力、切应力，扭矩、攻击力等 。质料在负荷下事情，其力学性能要求和失效形式是和负荷情况紧密相关的 。
在工程实际中，任何机械和结构，必须包管它们在完成运动要求的同时，能宁静可靠地事情 。例如要包管机床主轴的正常事情，则主轴既不允许折断，也不允许受力后爆发太过变形 。又如千斤顶顶起重物时，其螺杆必须坚持直线形式的平衡状态，而不允许突然弯曲 。对工程构件来说，只有满足了强度、刚度和稳定性的要求，才华宁静可靠地事情 。实际上，在质料力学中对证料的这三方面要求都有具体的使用条件 。在剖析质料的受力情况，或凭据受力情况进行质料选择时，除了考虑质料的力学性能外，还必须应用质料力学的有关知识进行科学的选材 。
（2）质料的使用温度
大大都质料都在常温下使用，虽然也有在高温或低温下使用的质料 。由于使用温度差别，要求质料的性能也有很大差别 。
随着温度的降低，钢铁质料的韧性和塑性不绝下降 。当温度降低到一定水平时，其韧性、塑性显著下降，这一温度称为韧脆转折温度 。在低于韧脆转折温度下使用时，质料容易爆发低应力脆断，从而造成危害 。因此，选择低温下使用的钢铁时，应选用韧脆转折温度低于使用工况的质料 。种种低温用钢的合金化目的都在于降低碳含量，提高质料的低温韧性 。
随着温度的升高，钢铁质料的性能会爆发一系列变革，主要是强度、硬度降低，塑性、韧性先升高此后又降低，钢铁受高温氧化或高温腐化等 。这都对证料的性能爆发影响，甚至使质料失效 。例如，一般碳钢和铸铁的使用温度不宜凌驾480℃，而合金钢的使用温度不宜凌驾1150℃ 。
（3）受腐化情况
在工业上，一般用腐化速度体现质料的耐蚀性 。腐化速度用单位时间内单位面积上金属质料的损失量来体现 ；也可用单位时间内金属质料的腐化深度来体现 。工业上常用6类10级的耐蚀性评级标准，从I类完全耐蚀到VI类不耐蚀，见表2 。
大大都工程质料都是在大气情况中事情的，大气腐化是一个普遍的问题 。大气的湿度、温度、日照、雨水及腐化性气体含量对证料腐化影响很大 。在常用合金中，碳钢在工业大气中的腐化速度为10^-605m/d，在需要时常涂敷油漆等� ；げ愫笫褂� 。含有铜、磷、镍、铬等合金组分的低合金钢，其耐大气腐化性有较大提高，一般可不涂油漆直接使用 。铝、铜、铅、锌等合金耐大气腐化很好 。
（4）耐磨损情况
影响质料耐磨性的因素如下：
①质料自己的性能：包括硬度、韧性、加工硬化的能力、导热性、化学稳定性、外貌状态等 。
②摩擦条件：包括相磨物质的特性、摩擦时的压力、温度、速度、润滑剂的特性、腐化条件等 。
一般来说，硬度高的质料不易为相磨的物体刺入或犁入，并且疲劳极限一般也较高，故耐磨性较高 ；如同时具备较高的韧性，纵然被刺入或犁入，也不致被成块撕掉，可以提高耐磨性 ；因此，硬度是耐磨性的主要方面 。另外，质料的硬度在使用历程中，也是可变的 。易于加工硬化的金属在摩掠历程中变硬，而易于受热软化的金属会在摩擦中软化 。
3.质料成型工艺的选择依据
一般而言，当产品的质料确定后，其成型工艺的类型就概略确定了 。例如，产品为铸铁件，则应选铸造成型 ；产品为薄板件，则应选板料冲压成型 ；产品为ABS塑料件，则应选注塑成型 ；产品为陶瓷件，则应选相应的陶瓷成型工艺等 。然而，成型工艺对证料的性能也爆发一定的影响，因此在选择成型工艺中，还必须考虑质料的***终性能要求 。
（1）产品质料的性能
①质料的力学性能 。
例如，质料为钢的齿轮零件，当其力学性能要求不高时，可接纳铸造成型 ；而力学性能要求高时，则应选用压力加工成型 。
②质料的使用性能 。
例如，若选用钢材模锻成型制造轿车、汽车发动机中的飞轮零件，由于轿车转速高，要求行驶平稳，在使用中不允许飞轮锻件有纤维外露，以免爆发腐化，影响其使用性能，故不宜接纳开式模锻成型，而应接纳闭式模锻成型 。这是因为，开式模锻成型工艺只能铸造出带有飞边的飞轮锻件，在随后进行的切除飞边修整工序中，锻件的纤维组织会被切断而外露 ；而闭式模锻的锻件没有飞边，可克服此缺点 。
③质料的工艺性能 。
质料的工艺性能包括铸造性能、铸造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等 。例如，易氧化和吸气的非铁金属质料的焊接性差，其连接就宜接纳氩弧焊接工艺，而不宜接纳普通的手弧焊接工艺 ；聚四氟乙烯质料，尽管它也属于热塑性塑料，但因其流动性差，故不宜接纳注塑成型工艺，而只宜接纳压制烧结的成型工艺 。
④质料的特殊性能 。
质料的特殊性能包括质料的耐磨损、耐腐化、耐热、导电或绝缘等 。例如，耐酸泵的叶轮、壳体等，若选用不锈钢制造，则只能用铸造成型 ；选用塑料制造，则可用注塑成型 ；如要求既耐热又耐腐化，那么就应选用陶瓷制造，并相应地选用注浆成型工艺 。
（2）零件的生产批量
关于成批大宗生产的产品，可选用精度和生产率都比较高的成型工艺 。虽然这些成型工艺装备的制造用度较高，但这部分投资可由每个产品质料消耗的降低来赔偿 。如大宗生产锻件，应选用模锻、冷轧、冷拔和冷挤压等成型工艺 ；大宗生产非铁合金铸件，应选用金属型铸造、压力铸造、及低压铸造等成型工艺 ；大宗生产MC尼龙制件，宜选用注塑成型工艺 。
而单件小批生产这些产品时，可选用精度和生产率均较低的成型工艺，如手工造型、自由铸造、手工焊，及它们与切削加工相联合的成型工艺 。
（3）零件的形状庞洪水平及精度要求
形状庞大的金属制件，特别是内腔形状庞大的零件，可选用铸造成型工艺，如箱体、泵体、缸体、阀体、壳体、床身等 ；形状庞大的工程塑料制件，多选用注塑成型工艺 ；形状庞大的陶瓷制件，多选用注浆成形或注射成型工艺 ；而形状简单的金属制件，可选用压力加工或焊接成型工艺 ；形状简单的工程塑料制件，可选用吹塑、挤出成型或模压成型工艺 ；形状简单的陶瓷制件，多选用模压成型工艺 。
若产品为铸件，尺寸要求不高的可选用普通砂型铸造 ；而尺寸精度要求高的，则依铸造质料和批量差别，可划分选用熔模铸造、气化模铸造、压力铸造及低压铸造等成型工艺 。若产品为锻件，尺寸精度要求低的，多接纳自由铸造成型 ；而精度要求高的，则选用模锻成型、挤压成型等 。若产品为塑料制件，精度要求低的，多选用中空吹塑 ；而精度要求高的，则选用注塑成型 。
（4）现有生产条件
现有生产条件是指生产产品现有的设备能力、人员技术水平及外协可能性等 。例如，生产重型机械产品时，在现场没有大容量的炼钢炉和大吨位的起重运输设备条件下，经常选用铸造和焊接联合成型的工艺，即首先将大件分成几小块来铸造后，再用焊接拼成大件 。
又如，车床上的油盘零件，通常是用薄钢板在压力机下冲压成型，但如果现场条件不具备，则应接纳其他工艺要领 。例如，现场没有薄板，也没有大型压力机，就不得不接纳铸造成型工艺生产 ；当现场有薄板，但没有大型压力机时，就需要选用经济可行的旋压成型工艺来取代冲压成型 。
（5）充分考虑利用新工艺、新技术、新质料的可能性
随着工业市场需求日益增大，用户对产品品种和品质更新的要求越来越强烈，使生产性质由成批大宗生产酿成多品种、小批量生产，因而扩大了新工艺、新技术、新质料的应用规模 。
因此，为了缩短生产周期，更新产品类型及质量，在可能的条件下就大宗接纳精密铸造、精密铸造、精密冲裁、冷挤压、液态模锻、超塑成型、注塑成型、粉末冶金、陶瓷等静压成型、复合质料成型、快速成型等新工艺、新技术、新质料，接纳无余量成型，使零件近净型化，从而显著提高产品品质和经济效益 。
除此之外，为了合理选用成型工艺，还必须对种种成型工艺的特点、适用规模以及成型工艺对证料性能的影响有比较清楚的了解 。金属质料的种种毛坯成型工艺的特点见表3 。
来源：材易通
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