宣布时间：2021-05-11点击：1898
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
