宣布时间：2021-05-11点击：2603
基来源则
在举行质料及成型工艺的选择时，要思量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，同时还要思量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个方面举行思量。
适用性原则
适用性原则是指所选择的质料必需能够顺应工况，并能抵达令人知足的使用要求。知足使用要求是选材的须要条件，是在举行质料选择时首先要思量的问题。
质料的使用要求体现在对其化学因素、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。为知足质料的使用要求，在举行质料选择时，主要从零件的负载情形、质料的使用情形和质料的使用性能要求三个方面思量。零件的负载情形主要是指载荷的巨细和应力状态。质料的使用情形指质料所处的情形，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。只有将以上三方面举行充分的思量，才华使质料知足使用性能要求。
工艺性原则
一样平常地，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思量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弱点，统一质料的零件，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，当零件形状较量重大、尺寸较大时，用铸造成型往往难以实现，若接纳铸造或焊接，则其质料必需具有优异的铸造性能或焊接性能，在结构上也要顺应铸造或焊接的要求。再如，用冷拔工艺制造键、销时，应思量质料的伸长率，并思量形变强化对证料力学性能的影响。
经济性原则
在知足质料使用要求和工艺要求的同时，也必需思量质料的使用经济性。经济性原则是指在选用质料时，应选择性能价钱比高的质料。质料的性能就是指其使用性能。质料的使用性能一样平常可以用使用时间和清静水平来代表。质料价钱主要由本钱决议。质料的本钱包括生产本钱和使用本钱。一样平常地，质料本钱由原质料本钱、原质料使用率、质料成型本钱、加工费、装置调试费、维修费、治理费等因素决议。
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：首先凭证使用工况及使用要求举行质料选择，然后凭证所选质料，同时团结质料的本钱、质料的成型工艺性、零件的庞洪水平、零件的生产批量、现有生产条件和手艺条件等，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详细的负荷情形、应力状态、温度、侵蚀及磨损等情形。
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，要求质料还必需有某些特殊的物理、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；化工装备则要求质料有高的抗侵蚀性能；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，应附加对耐大气侵蚀性的要求等。
(1)通太过析或试验，结条约类质料失效剖析的效果，确定允许质料使用的各项广义许用应力指标，这样用强度、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，以主要指标作为选材的主要依据。
(3)凭证主要性能指标，选择切合要求的几种质料。
(4)凭证质料的成型工艺性、零件的庞洪水平、零件的生产批量、现有生产条件、手艺条件选择质料及其成型工艺。
(5)综合思量质料本钱、成型工艺性、质料性能、使用的可靠性等，使用优化要领选出***适用的质料。
(6)须要时选材要经由试验投产，再举行验证或调解。
上述只是选材办法的一样平常纪律，其事情量和耗时都是相当大的。关于主要零件和新质料，在选材时，需要举行大宗的基础性试验和批量试生产历程，以包管质料的使用清静性。对不太主要的、批量小的零件，通常参照相同工况下同类质料的使用履向来选择质料，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损，应找出引起失效的缘故原由，并接纳响应的步伐。若是是质料或其生产工艺的问题，可以思量选用新质料或新的成型工艺。
2.选材依据
（1）负荷情形
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形细密相关的。
在工程现实中，任何机械和结构，必需包管它们在完成运动要求的同时，能清静可靠地事情。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，其螺杆必需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，只有知足了强度、刚度和稳固性的要求，才华清静可靠地事情。现实上，在质料力学中对证料的这三方面要求都有详细的使用条件。在剖析质料的受力情形，或凭证受力情形举行质料选择时，除了思量质料的力学性能外，还必需应用质料力学的有关知识举行科学的选材。
（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一直下降。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转变，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侵蚀等。这都对证料的性能爆发影响，甚至使质料失效。例如，一样平常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）受侵蚀情形
在工业上，一样平常用侵蚀速率体现质料的耐蚀性。侵蚀速率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侵蚀深度来体现。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形中事情的，大气侵蚀是一个普遍的问题。大气的湿度、温度、日照、雨水及侵蚀性气体含量对证料侵蚀影响很大。在常用合金中，碳钢在工业大气中的侵蚀速率为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，其耐大气侵蚀性有较大提高，一样平常可不涂油漆直接使用。铝、铜、铅、锌等合金耐大气侵蚀很好。
（4）耐磨损情形
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、化学稳固性、外貌状态等。
②摩擦条件：包括相磨物质的特征、摩擦时的压力、温度、速率、润滑剂的特征、侵蚀条件等。
一样平常来说，硬度高的质料不易为相磨的物体刺入或犁入，并且疲劳极限一样平常也较高，故耐磨性较高；犹如时具备较高的韧性，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
一样平常而言，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，则应选响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，还必需思量质料的***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、汽车发念头中的飞轮零件，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，以免爆发侵蚀，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。这是由于，开式模锻成型工艺只能铸造出带有飞边的飞轮锻件，在随后举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，可战胜此弱点。
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、热处置惩罚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，其毗连就宜接纳氩弧焊接工艺，而不宜接纳通俗的手弧焊接工艺；聚四氟乙烯质料，只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、耐侵蚀、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；如要求既耐热又耐侵蚀，那么就应选用陶瓷制造，并响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较量高的成型工艺。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团结的成型工艺。
（3）零件的形状庞洪水平及精度要求
形状重大的金属制件，特殊是内腔形状重大的零件，可选用铸造成型工艺，如箱体、泵体、缸体、阀体、壳体、床身等；形状重大的工程塑料制件，多选用注塑成型工艺；形状重大的陶瓷制件，多选用注浆成形或注射成型工艺；而形状简朴的金属制件，可选用压力加工或焊接成型工艺；形状简朴的工程塑料制件，可选用吹塑、挤出成型或模压成型工艺；形状简朴的陶瓷制件，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通俗砂型铸造；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装备能力、职员手艺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装备条件下，经常选用铸造和焊接团结成型的工艺，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，但若是现场条件不具备，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）充分思量使用新工艺、新手艺、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，使生产性子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、新手艺、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细密铸造、细密铸造、细密冲裁、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、新手艺、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，还必需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较量清晰的相识。金属质料的种种毛坯成型工艺的特点见表3。
泉源：材易通
