压制成型
成型工艺分为哪几类
成型工艺分为哪几类成型工艺是制造工程中的重要环节，用于将材料加工成所需的形状和尺寸。
根据不同的工艺特点和操作方法，常见的成型工艺可以分为以下几类：1.塑料成型工艺塑料成型工艺是将熔融态的塑料通过一定的方法和工具形成所需的产品形状的工艺过程。
常见的塑料成型工艺包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型等。
注塑成型是将熔化的塑料注入模具中，冷却后得到固态产品；挤出成型是将塑料熔化后通过挤出机挤出成型；吹塑成型是通过将熔化的塑料吹进模具中形成空心产品；压缩成型是将熔化的塑料放入模具，通过加压和冷却形成产品。
2.金属成型工艺金属成型工艺是将金属材料通过力的作用，使其发生塑性变形以得到所需形状和尺寸的工艺过程。
常见的金属成型工艺包括锻造、轧制、拉伸、冲压等。
锻造是将金属加热至一定温度后施加力使其变形成型；轧制是通过辊轧对金属进行塑性变形；拉伸是将金属材料拉伸至所需长度和形状；冲压是利用冲压模具对金属材料进行冲击和变形。
3.真空成型工艺真空成型工艺是利用真空态下的热塑性材料，将其加热软化后通过负压将其吸附成型于模具上的工艺过程。
常见的真空成型工艺包括真空吸塑成型、真空热成型等。
真空吸塑成型是将塑料片材加热至软化状态，然后用真空将其吸附在模具上形成所需形状；真空热成型是将热塑性材料加热至它的软化点，然后用真空将其吸附在模具上形成产品。
4.橡胶成型工艺橡胶成型工艺是将橡胶材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程。
常见的橡胶成型工艺包括压模成型、浇注成型、挤出成型等。
压模成型是将橡胶材料放置于模具中，通过压力和加热使其发生塑性变形；浇注成型是将橡胶液体倒入模具中，通过固化形成所需的产品；挤出成型是将橡胶熔化后通过挤出机挤出成型。
5.粉末冶金工艺粉末冶金工艺是利用金属或非金属粉末为原料，通过成型、烧结和后处理等工艺，制备出具有一定形状和性能的产品。
常见的粉末冶金工艺包括压制成型、烧结、热处理等。
压制成型是将粉末填充至模具中，通过压力使其形成一定形状；烧结是将成型后的粉末在高温下加热使其颗粒间发生结合；热处理是对烧结后的产品进行热处理，改变其结构和性能。
压制成型机理
压制成型机理压制成型是在一定压力下，使细粒物料在型模中受压后成为具有确定形状与尺寸、一定密度和强度的成型方法。
1）压制成型过程中细粒物料的位移和变形在模型内自由松装的细粒物料，在无外力情况下，是依靠颗粒之间的摩擦力和机械咬合，而相互搭接，在颗粒间形成大的孔隙，这种现象称为“拱桥效应”。
“拱桥效应”的特点：①颗粒间仅存在简单的面、线、点接触，具有不稳定性和流动性，处于暂时平衡状态。
②当向颗粒上稍施外力时，使“拱桥效应”遭到破坏，则颗粒向着自己有利方向发生位移，产生重新排列，导致颗粒间接触面积增大，孔隙度减少。
颗粒粉末位移的形式有：移近（A），分离（B），滑动（C），转动（D）和嵌入（E），使颗粒间接触面减少或增加。
随着施加压力的增大，除使颗粒间产生最大位移外，还发生颗粒变形。
细粒物料变形类别有：弹性变形：固体颗粒除去外力后可以恢复原状的变形。
塑性变形：具塑性的固体颗粒除去外力后不能恢复原状的变形为塑性变形，且物料塑性愈大则变形愈大；塑性变形程度随压力增大而增加。
脆性断裂：当脆性物料在外力下产生的颗粒结构发生的破坏性变形，易产生新的颗粒断面并使颗粒数增加。
压制机理第一阶段（A）：由于颗粒位移而重新排列并排除孔隙内气体，使物料致密化。
在这一阶段耗能较少但物料体积变化较大。
若属脆性物料时，则易被压碎，新生的细颗粒会充填在细小孔隙内，重新排列结果使密度增大，新生颗粒表面上的自由化学键能使各颗粒粘结，发生是脆性变形体（B1）。
若属塑性物料时，颗粒发生塑性变形时其颗粒间相互围绕着流动，产生强烈的范德华力粘结起来，发生塑性变形体（B2）。
实际上，在大多数情况下，两种机理同时发生，并在一定条件下能够引起机理的转换。
2）细粒物料密度在压制时变化规律模型中细粒物料在加压时其密度变化可分为三个阶段：在第1阶段内，压块的密度增加以颗粒位移为主，同时也可能发生少量颗粒变形。
在第2阶段内，情况视压制物料不同而异。
对于又硬又脆的物料，压制时，压块物料密度曲线变化比较平坦，但随着物料塑性增加，其密度增加较快。
玻璃的成型工艺简
印花是采用丝印刷方式用釉料将花纹图案印在制品表面。
所有玻璃制品彩饰后都需要通行彩烧，才能使釉料牢固的熔 附在玻璃表面平滑、光亮、鲜艳，且经久耐用。 玻璃蚀刻：利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面 的方法。先在玻璃表面涂覆石蜡、松节油等作为保护层并在其上 刻绘图案，再用氢氟酸溶液腐蚀刻绘所露出的部分。蚀刻程度可 通过调节酸液浓度和腐蚀时间来控制，蚀刻完毕除去保护层。多
(如镜子镀银、表面导电)等等。 玻璃彩饰：利用彩色釉料对玻璃制品道行装饰的过程。常见 的彩饰方法有喷花、贴花和印花等。彩饰方法可单独采用，也可 组合采用。
描绘是按图案设计要求用笔将釉料涂绘在制品表面。
喷花是将图案花样制成搂空型版紧贴在制品表面，用喷枪将 釉料喷到制品上。 贴花是先用彩色釉料将图案印刷在特殊纸上或薄膜上制成花 纸，然后将花纸贴到制品表面。
玻璃的成型工艺简介
玻璃的成型是将熔融的玻璃液加工成 具有一定形状和尺寸的玻璃制品的工艺过
程。
常见的玻璃成型方法有：压制成型、 吹制成型和拉制成型。
(1)压制成型 压制成型是在模具中加入玻璃熔料加压成形，多用于玻璃盘碟、 玻璃砖。图为玻璃压制成型示意图。
(2)吹制成型 吹制成型是先将玻璃粘料压制成雏形型块，再将压缩气体吹入处于热 熔态的玻璃型块中，使之吹胀成为中空制品。吹制成型可分为机械吹制成 型和人工吹制成型，用来制造瓶、罐、器皿、灯泡等。图为机械吹制法成 型广口瓶的示意图。
(2)玻璃制品的热加工有很源自形状复杂和要求特殊的玻璃制品．需要通过热加工进行最后成型。此外， 热加工还用来改善制品的性能和外观质量。 热加工的方法主要有：火焰切割、火抛光、 钻孔、锋利边缘的烧口等。
(3)玻璃制品的表面处理 表面处理包括玻璃制品光滑面与散光面的形成(如器皿玻璃的
粉末材料的主要成型方法
粉末材料的主要成型方法引言粉末材料是一种常见的材料形式，具有独特的性质和广泛的应用领域。
成型是将粉末材料转变为所需形状和尺寸的关键步骤之一。
本文将介绍粉末材料的主要成型方法，包括压制成型、注塑成型、烧结成型和3D打印等。
压制成型压制成型是最常见的粉末材料成型方法之一。
它通过将粉末材料放入模具中，施加高压使其变形并形成所需形状。
压制成型可以分为冷压成型和热压成型两种方式。
冷压成型冷压成型是将粉末材料在常温下进行成型的方法。
它适用于一些易于压制的材料，如金属粉末和陶瓷粉末。
冷压成型的步骤包括：1.将粉末材料放入模具中。
2.施加压力使粉末材料变形。
3.移除模具并得到成型件。
冷压成型的优点是成本低、工艺简单，但其成型密度较低，需要进一步处理以提高密度和强度。
热压成型热压成型是将粉末材料在高温下进行成型的方法。
它适用于一些高熔点材料和复杂形状的零件。
热压成型的步骤包括：1.将粉末材料放入模具中。
2.加热模具使粉末材料熔化或软化。
3.施加压力使粉末材料变形。
4.冷却模具并得到成型件。
热压成型的优点是成型密度高、强度好，但其成本较高，工艺复杂。
注塑成型注塑成型是将粉末材料通过注塑机进行成型的方法。
它适用于一些塑料粉末和橡胶粉末等可熔融的材料。
注塑成型的步骤包括：1.将粉末材料放入注塑机的料斗中。
2.通过螺杆将粉末材料加热熔化。
3.将熔化的材料注入模具中。
4.冷却模具并得到成型件。
注塑成型的优点是成型速度快、成型精度高，但其设备和模具成本较高。
烧结成型烧结成型是将粉末材料通过烧结过程进行成型的方法。
烧结是指将粉末材料加热至接近熔点的温度，使其颗粒之间发生结合，形成固体材料的过程。
烧结成型的步骤包括：1.将粉末材料放入模具中。
2.加热模具使粉末材料烧结。
3.冷却模具并得到成型件。
烧结成型的优点是成型密度高、强度好，适用于一些难以通过其他成型方法获得高密度材料的情况。
3D打印3D打印是一种近年来发展迅速的粉末材料成型方法。
压制成型技术及其理论
颗粒承受的应力达到了颗粒的屈服极限时，颗粒发生塑性变形。外力卸 掉后，颗粒的变形仍然保存。 断裂
颗粒承受的应力达到了颗粒的断裂强度时，颗粒发生破裂。但压制应力 一般没有达到使颗粒破裂的程度。
孔隙率/%
粉末的韧性对压制性能的影响
60
50
40
1
30
20
2
10
50 100 150 200 250 300
1
排列（颗粒重排）, 使拱桥效应破坏，
填充密度提高。
4
3
干压成型示意图（单向压） 1，阴模；2，上模冲； 3，下模冲；4，粉料
颗粒位移的几种形式
第3步：粉末变形
压力增大到一定程度时，颗粒产生变形。随压力增大，颗 粒依次以三种机制变形：
弹性变形 颗粒承受的应力达到了颗粒的弹性极限时，颗粒发生弹性变形。外力卸
压力/MPa
不同粉料的压缩性能 1，二氧化钍粉；2，镁粉
随着压力的增加， 粉体成型坯的孔隙率降 低；在同样压力下，镁 粉压坯中的孔隙率明显 低于二氧化钍粉压坯， 即镁坯料更容易压制。
粉末的压制理论简介
（一）基本定义
➢ 密度
= 质量/体积（g/cm3)
➢ 比容
= 1/ (cm3/g)
➢ 相对密度
（2）理想均匀压缩条件下粉末颗粒的位移规律
实际粉末颗粒层数取决于粉末体的高度H 和粉末的平
均粒度。设粉末的平均粒度为φ，粉末体高度为H，则粉
末体内颗粒层数的极限值为：。
n H
又 因为 n >> 1, 所以 n - 1 ≈ n，则
d
(dn
dn' )
H h n 1
H h n
第六章压制成型
流动性要适中： 流动性要适中：
太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧， 太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧，或树脂 与填料分头聚集。 与填料分头聚集。 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料， 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料，不能模 压大型、 复杂及厚制品。 压大型、 复杂及厚制品。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
四、模压成型工艺和条件限制
高分子材料成型加工
模压压力的作用
促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 克服放出的低分子物及塑料中的挥发物所 产生的压力，从而避免制品出现气泡、 产生的压力，从而避免制品出现气泡、肿胀 或脱层。 或脱层。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。
高分子材料成型加工
4.压缩率 4.压缩率 定义： 定义：粉状或粒状的热固性塑料的表观比重与制 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 Rp = d2 / d1 Rp值总是＞ 1 Rp值总是 值总是＞ Rp 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 解决方法： 解决方法： 预压。 预压。
高分子材料成型加工
排气
赶走气泡、水份、挥发物，缩短固化时间 赶走气泡、水份、挥发物， 过早， 过早，不能完全排气 过迟，制品表面已经固化，气体不能顺利排出 过迟，制品表面已经固化，
保压固化
经过固化后， 经过固化后，原来可溶可熔的线型树脂变成了 不溶不熔的体型结构的材料。 不溶不熔的体型结构的材料。 固化速率不高的塑料也可在制品能够完整地脱 模时固化就暂告结束， 模时固化就暂告结束，然后再用后处理来完成 全部固化过程，以提高设备利用率。 全部固化过程，以提高设备利用率。
压制成型
2、模压成型 将粉状、粒状、碎屑状或纤维状的塑料放入加热的阴模模 槽中，合上阳模加热使其熔化，并在压力作用下使物料充满
模腔，形成与模腔形状一样的模制品，再经加热或冷却，脱
模后就得到制品。
3、层压成型 以片状材料作填料，通过压制成型。将这种层压材料 的成型方法称为层压成型。其填料通常是片状（或纤维 状）的纸、布、玻璃布、木材厚片等。
的模压成型(即压缩模塑)、橡胶的模压成型(即模型硫化)和 增强复合材料的模压成型，后者包括复合材料的高压和低 压压制成型。
压制成型的主要特点：需要较大的压力。 加压目的：加速热固性塑料和橡胶成型时的物理化学变化， 防止制品出现气泡，保证制品的质量。 对于有些不饱和聚酯树脂的压制成型，因为没有低分子物 析出，一般不用加压或仅需加少量的压力即可，这样的压制 为低压成型或接触成型。
以缩短成型周期。脱模通常是靠顶出杆来完成的。
对形状较复杂的或薄壁制件应放在与模型相仿的型面上加压
冷却，以防翘曲，有的还应在烘箱中慢冷，以减少因冷热不
均而产生内应力。
5 制品后处理 为了提高热固性塑料模压制品的外观和内在质量，脱模后需 对制品进行修整和热处理。修整主要是去掉由于模压时溢料 产生的毛边；热处理是将制品置于一定温度下加热一段时间， 然后缓慢冷却至室温.
影响预压料质量的因素主要有模塑料的水分，颗粒大小，
压缩率，预压温度和压力等。
模塑料中水分含量太少不利于预压，过多会影响
制品的质量。
颗粒最好大小相同，粗细适度，因为大颗粒预压物
空隙多，强度不高；细小颗粒过多时，易封入空气，
粉尘也大。
压缩率在3.0左右为宜，太大难于预压，太小则无预压
6.3 压制成型
不同温度时，热固性塑料固化时间对变形的影响
第四节 压延成型
压延成型是生产薄膜和片材的主要方法，它是将已经塑 化的接近粘流温度的热塑性塑料通过一系列相向旋转着 的水平辊筒间隙，使物料承受挤压和延展作用，成为具 有一定厚度宽度与割面光洁的薄片状制品。 压延成型优缺点 优点：压延成型具有较大的生产能力，较好的产品质量， 还可制取复合材料，印刻花纹等 缺点：所需设备庞大，精度要求高、辅助设备多，同时 制品的宽度受压延机辊筒最大工作长度的限制
存料旋转不佳，会使产品横向厚度不均，薄膜有气泡，硬片 有冷疤。
存料旋转不佳的原因：辊温太低，料温太低，辊距调节不当。
（4）压延效应
压延过程中，压延机相邻辊筒间的转速、温度以及表面
粗糟度等的差异，物料在两辊间隙的钳住区中受到很大的剪
切和拉伸作用，压延物也因此产生沿其纵向的分子取向，从 而造成压延物在性能上表现出各向异性，这种现象在压延成
模压时间太短，树脂固化不完全，制品物理机械性能差， 外观无光泽，制品脱模后易出现翘曲、变形等现象 过分延长模压时间会使塑料过“过熟”，不仅延长成型周 期、降低生产率、多消耗热能和机械功，而且树脂交联过 度会使制品收缩增加，引起树脂与填料间产生内应力，制 品表面发暗和起泡，而使制品性能降低，严重时会使制品 破裂。
7、模具吹洗：脱模后用压缩空气吹洗模腔和模具。铜刷等
8、后处理：后处理温度比成型温度高10
热固性树脂在成型加工过程中，不仅有物理变化，而且还 进行着复杂的化学交联反应。影响模压成型的主要因素有 温度、压力以及时间 1、温度 模压时所规定的模具温度，它影响塑料的流动、充模、固 化、交联反应速度 （1）对流动性的影响
温度太低，固化慢，制品无光泽，表面肿胀等
2、模压压力
塑料成型模具分类及特点
置于中空制品吹塑模 ↓
管坯中心通压缩空气 ↓
吹胀（贴紧模具吹塑
六、真空或压缩空气成型 热塑性片材的热成型
用压缩空气吹成或用真空吸 成盘状制件或浅凹壳体容器
预制片材压紧在模具周边上 ↓
加热软化 ↓
在靠近模具的一面抽成真空 或反面施加压缩空气 ↓ 成型
七、其它
热塑件塑料：模具需同时具有加热和冷却两种功能 塑料加入型腔→逐渐加热、施压→融化充模→冷却至热 变形温度以下→开模取件（成型周期长，只适于对制品 有特殊要求的场合）
2．特点
优点： （1）易成型，操作方便 （2）模具和设备比注射成型投资少 （3）用于加工纤维塑料，塑件的强度高，特别适用于流
动性差的塑料和大型制品
Bakelite (also called catalin, Patent No. 942,699) is a dense synthetic polymer (a phenolic resin) that was used to make jewelry, game pieces, engine parts, radio boxes, switches, and many, many other objects. Bakelite was the first industrial thermoset plastic (a material that does not change its shape after being mixed and heated). Bakelite plastic is made from carbolic acid (phenol) and formaldehyde, which are mixed, heated, and then either molded or extruded into the desired shape. The Nobel Prize winning German chemist Adolf von Baeyer had experimented with this material in 1872, but did not complete its development or see its potential.
高分子成型加工原理 第四章压缩模塑
4.8 冷压烧结成型
氟塑料，熔体在成型温度下具有很高的 粘度，事实上难以熔化，不能用一般热塑性 塑料的方法成型。 只能用类似粉末冶金烧结成型的方法， 通称冷压烧结成型。 成型时，先将一定量的含氟塑料放入常 温下的模具中，在压力作用下，压制成密实 的形坯，然后送至烘室内进行烧结，冷却后 即成为制品。
三、局限性
1.如果生产效率低，则运营成本高；
2.不适于松散度大的长纤维塑料；
3.不适于结构复杂、混色斑纹制品。
4.2.1 压缩粉的性能对预压的影响
一、水分
水分含量少，不利于预压；水分含量过大， 则不利于模压，导致性能劣化。
二、颗粒均匀度 大小相间适宜。 如大颗粒多，则预压物含孔隙多，强度低； 细小颗粒多，则加料装置易阻塞，易封入空气， 易在阴阳模中造成销塞。
4.3
预热
为提高制品质量和便于模压进行，须预热。 作用
干燥
提供热料
一、热固性塑料预热的优点
1.缩短闭模时间，加快固化速率，缩短模塑周期 2.增进制品固化的均匀性，提高制品物理力学性能 3.提高塑料的流动性，降低塑模损耗和废品率，减 小制品的收缩率和内应力，提高制品因次稳定性 和表面光洁度。
4.降低模压压力
（5）制品的密度随模压压力的增加而增加，但 是有限。 二、模压温度
模压温度：指模压时所规定的模具温度，并不等 于模具型腔内塑料的温度。 模压温度是使热固性塑料流动、充模、并最 后固化成型的主要原因，决定了成型过程中聚合 物交联反应的速度，从而影响塑料制品的最终性 能。
模压温度对制品性能的影响： （1）温度升高，加速热固性塑料在模腔中的固化 速度，固化时间缩短。 高温有利于缩短模压周期； （2）过高温度，会因固化速度太快而使塑料流动 性迅速降低，引起充模不满， 特别是形状复杂、壁薄、深度大的制品； （3）温度过高，能引起色料变色、有机填料等分 解，使制品表面暗淡；
5、压延与压制
压延与压制1.简要叙述压制成型的原理和方法。
参考答案：也称为压缩模塑或压制。
其定义为：将一定量的模压料(粉状、粒状或纤维状等塑料)放入金属对模中，在一定的温度和压力作用下成型并固化得到制品的—种方法。
在模压成型过程中需加热和加压，使模压料熔化(或塑化)、流动充满模腔，并使树脂发生固化反应。
其原理是把加压、赋形、加热等过程通过受热模具的闭合，实现模塑料的成型。
2.热塑性塑料和热固性塑料的压制成型有何异同点？参考答案：热塑性塑料的模压过程与热固性塑料基本相同，但是由于没有交联反应，所以在流满型腔后，须将模具冷却使其熔融塑料变为具有一定强度的固体才能脱模成为制品。
因此，模具需交替加热与冷却，周期长，不经济。
只用于模塑较大平面的或流动性差的塑料制品。
模压热固性塑料时，置于型腔中的热固性塑料在热的作用下，先由固体变为熔体，在压力下熔体流满型腔而取得型腔所赋予的形状，随着交联反应的进行，树脂的分子量增大、固化程度随之提高，模压料的粘度逐渐增加以至变为固体，最后脱模成为制品。
3.简要叙述压制成型的基本过程包括哪些步骤？参考答案：原料准备（原料配制、预压、预热、计量等）；模压（加热、加压、熔化、成型）；放气（热固性）；固化（ + 冷却定型）。
4.压制成型有哪些优缺点？参考答案：优点：对热塑性塑料：（1）适于投影面积大的制品；（2）能够克服大分子定向给制品带来的如翘曲等问题，特别是在生产大面积平板制品时；（3）适用于流动性特别差的塑料原料的成型；如：特种工程塑料（PEEK，PEEKK）; 高填充的塑料制品；对于热固性塑料：（1）注射等成型工艺会产生大量的浇注系统废料（流道赘物），对于热固性塑料而言，是不可再利用的，（2）注射制品的收缩率一般较大，而压制制品的收缩率一般很小，S压制 < S传递 < S注射，（3）压制可以生产“布基”增强的制品，（4）压制成型的设备投入等费用较低。
缺点：（1）塑化作用不强，成型过程中无物料补充，须对原料进行予塑化，计量要求准确、压缩比要小；（2）间歇操作，生产效率低，难以连续化、自动化；（3）生产周期长；（4）成型产品的形状、尺寸等受到一定的限制。
压制成型
热固性塑料的模压成型
将压塑料置于金属模具的型腔内，然后闭模 在加热、加压的情况下，使塑料熔融、流动，充 满型腔，经适当的放气，经保压后，塑料就充分 交联固化为制品。因为热固性塑料经交联固化后， 其分子结构变成三维交联的体型结成型是高分子材料成型加工技术中历 史最悠久，也是最为重要的一种工艺。 几乎所有的高分子材料都可用此方法来成 型制品。 考虑到生产效率、制品尺寸、产品使用的 特点，目前主要用于：热固性塑料、橡胶 制品、复合材料的成型。
引言
热固性塑料模压成型（压缩模塑） 模压成型 橡胶的模压成型（模型硫化） 增强复合材料的模压成型 复合材料的高压层压成型 层压成型 （不用模具） 复合材料低压成型（接触成型）
粉末冶金压制成形理论与工艺综述
粉末冶金压制成形理论与工艺综述一、本文概述粉末冶金压制成形理论与工艺综述是一篇全面探讨粉末冶金压制成型技术的文章。
粉末冶金，作为一种重要的材料制备技术，广泛应用于冶金、机械、电子、航空航天、新能源等领域。
压制成形作为粉末冶金的核心工艺之一，对于材料的性能、形状和尺寸精度具有决定性的影响。
本文将从粉末冶金压制成形的理论基础出发，详细阐述其工艺过程、影响因素、优化措施以及发展趋势，以期对粉末冶金压制成型技术的深入研究与应用提供有益的参考。
在概述部分，我们将简要介绍粉末冶金压制成型技术的基本概念、原理及其重要性。
对国内外粉末冶金压制成型技术的研究现状和发展趋势进行概述，以便读者了解该领域的最新动态和发展方向。
在接下来的章节中，我们将逐步深入探讨粉末冶金压制成形的理论基础、工艺过程、影响因素以及优化措施，以期为粉末冶金行业的发展提供有益的理论支持和实践指导。
二、粉末冶金压制成形理论基础粉末冶金压制成形是粉末冶金工艺中的核心环节，其理论基础涉及材料科学、力学、塑性成形理论等多个学科领域。
在这一部分，我们将详细讨论粉末冶金压制成形的基本原理、影响因素以及优化方法。
粉末冶金压制成形的基本原理是通过对粉末颗粒施加压力，使其在模具中发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的压坯。
这一过程中，粉末颗粒之间的摩擦、粘结和重排等行为对压坯的质量和性能具有重要影响。
粉末冶金压制成形受到多种因素的影响，包括粉末特性、模具设计、压制工艺参数等。
粉末特性如颗粒大小、形状、表面能等直接影响压坯的成形质量和性能。
模具设计则决定了压坯的形状、尺寸和精度。
压制工艺参数如压制压力、压制速度、保压时间等也对压坯的成形效果产生显著影响。
为了优化粉末冶金压制成形过程，研究者们提出了多种方法。
例如，通过改进粉末制备工艺，提高粉末的流动性和压缩性；优化模具设计，减少压坯内部的应力集中和缺陷；调整压制工艺参数，实现压坯的均匀致密化等。
随着数值模拟技术的发展，越来越多的研究者开始利用有限元分析等数值模拟方法对粉末冶金压制成形过程进行仿真研究，以进一步揭示其成形机理和优化方法。
(完整word版)压制成型机理
压制成型机理压制成型是在一定压力下，使细粒物料在型模中受压后成为具有确定形状与尺寸、一定密度和强度的成型方法。
1）压制成型过程中细粒物料的位移和变形在模型内自由松装的细粒物料，在无外力情况下，是依靠颗粒之间的摩擦力和机械咬合，而相互搭接，在颗粒间形成大的孔隙，这种现象称为“拱桥效应”。
“拱桥效应”的特点：①颗粒间仅存在简单的面、线、点接触，具有不稳定性和流动性,处于暂时平衡状态。
②当向颗粒上稍施外力时，使“拱桥效应”遭到破坏，则颗粒向着自己有利方向发生位移，产生重新排列，导致颗粒间接触面积增大，孔隙度减少。
颗粒粉末位移的形式有：移近（A），分离(B）,滑动（C)，转动（D)和嵌入（E），使颗粒间接触面减少或增加.随着施加压力的增大，除使颗粒间产生最大位移外,还发生颗粒变形.细粒物料变形类别有：弹性变形:固体颗粒除去外力后可以恢复原状的变形。
塑性变形：具塑性的固体颗粒除去外力后不能恢复原状的变形为塑性变形,且物料塑性愈大则变形愈大；塑性变形程度随压力增大而增加。
脆性断裂：当脆性物料在外力下产生的颗粒结构发生的破坏性变形，易产生新的颗粒断面并使颗粒数增加.压制机理第一阶段（A):由于颗粒位移而重新排列并排除孔隙内气体，使物料致密化.在这一阶段耗能较少但物料体积变化较大。
若属脆性物料时,则易被压碎,新生的细颗粒会充填在细小孔隙内,重新排列结果使密度增大，新生颗粒表面上的自由化学键能使各颗粒粘结，发生是脆性变形体（B1）。
若属塑性物料时,颗粒发生塑性变形时其颗粒间相互围绕着流动，产生强烈的范德华力粘结起来,发生塑性变形体（B2）。
实际上，在大多数情况下，两种机理同时发生,并在一定条件下能够引起机理的转换。
2）细粒物料密度在压制时变化规律模型中细粒物料在加压时其密度变化可分为三个阶段：在第1阶段内，压块的密度增加以颗粒位移为主,同时也可能发生少量颗粒变形。
在第2阶段内，情况视压制物料不同而异.对于又硬又脆的物料,压制时，压块物料密度曲线变化比较平坦，但随着物料塑性增加，其密度增加较快。
压制成型的工艺原理
1、粉料的工艺性质干压法或半干压法都是采用压力将陶瓷粉料压制烦忧一定形状的坯体。
通常将粒径小于1 mm的固体颗粒级成的物料称为粉料，它属于粗分散物系，有一些特殊物理性能。
a.粒度及粒度分布粒度是指粉料的颗粒大小，通常经r表示其半径，d表示其直径。
实际上并非所有粉料颗粒都为球状，一般将非球状颗粒的大小用等效半径来表示。
即将不规则的颗粒换算成和它同体积的球体，以相当的球体半径作为其粒度的量度。
粒度分布是指各种不同大小颗粒所占的百分比。
从生产实践中得知：一定压力下，很细或很粗的粉料被压紧成型的能力较差，亦即在相同压力下坯体的密度和强度相差很大。
此外，细粉加压成型时，颗粒间分布着大量空气会沿着加压方向垂直的平面逸出，产生坯体分层。
而含有不同粒度的粉料成型后密度和强度均高，这可用粉料的堆积性质来说明。
b.粉料的堆积特性由于粉料的形状不规则，表面粗糙，使堆积起来的粉料颗粒间存在大量空隙。
若采用不同大小的球体堆积，则小球可填充在等径球体的空隙中。
因此，采用一定粒度分布的粉粒可减少其孔隙，提高自由堆积的密度。
例如，单一粒度的粉料堆积时的最低孔隙率为40%，若用两种粒度（平均粒径比为10:1）配合，则其堆积密度增大，如图5-26所示。
AB线表示粗细颗粒混合物的真实体积。
CD线表示粗细颗粒未混合前的外观体积（即真实体积与气孔体积之和）。
单一颗粒（即纯粗或纯细颗粒）的总体积为1.4，即孔隙率约40%。
若将粗细颗粒混合则其外观体积按照COD线变化，即粗颗粒约占70%、细颗粒约占30%的混合粉料其总体积约1.25，孔隙率最低约25%。
若采用三级颗粒配合，则可得到更大的堆积密度，图5-27所示为粗颗粒50%、中颗粒10%、细颗粒40%的粉料的孔隙率仅23%。
然而，压制成型粉料的粒度是经过“造粒”工序得到的，由许多小固体组成的粒团，即“假颗粒”。
这些粒团比真实固体颗粒大得多。
如半干压法生产墙地砖时，泥浆细度为万孔筛筛余1%〜2%，即固体颗粒大部分小于60顷。
(陶瓷科学与工艺学)第五章1成型-压制成型
2.3.3加压制度对坯体质量的影响
5、添加剂的选用 （1）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的摩擦，这种添加物又称润滑剂； （2）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加物又称粘合剂； （3）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通常采用表面活性物质。
第二节 成型与成型前后工艺的关系
5.2.1 成型对粉体的要求 d)颗粒的大小、形状---粉料的拱桥效应(或称桥接) 球形颗粒有利于提高流动性和松装密度。 颗粒粒度分布窄的高于粒度分布宽的松装密度。
等径球体堆积形式及孔隙率 粉料自由堆积的空隙率往往比理论计算值大得多，就是因为实际粉料不是球形，加上表面 粗糙图表，以及附着和凝聚的作用，结果颗粒互相交错咬合，形成拱桥型空间，增大了空 隙率。这种现象称为拱桥效应
第四节 冷等静压成型
5.4.3 等静压成型的缺陷和控制
1)填充不均匀而形成的颈部，这和粉料流动性差有关；
2)粉料填充不均匀或装料的橡胶袋无支撑而导致的不规则表面 3) 湿式等静压中因模具橡胶袋太硬或因粉料压缩性太大而形成的“象脚”形； 4)湿式等静压中因橡胶模具无支撑而形成的“香蕉”行； 5)成型中轴向弹性回弹形成的压缩裂纹，硬粉料更是如此； 6)由于压缩裂纹而形成分层，这来源于不合适的或过厚的橡胶材料或较弱的坯块； 7)不规则表面形状：与密封橡胶袋材料不合适或太厚，坯体强度低或小的角半径有关； 由于不充分的弹性而形成的轴向裂纹。
(陶瓷科学与工艺学)第五章1成型-压 制成型
5 陶瓷坯体的成形
课后习题
1.列举陶瓷坯体的基本成型方法。 2.试分析注浆成型过程中影响泥浆流动性和稳定性因素有哪些？ 3.干压成型中，怎样的粉体有利于获得高密度的成型坯体？ 4.简述干压制成型过程中坯体易于出现层裂的原因。 5.弹性后效定义 6.简述成型对烧结有哪些影响？ 7.简述干燥过程的不同阶段及影响因素。
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制品 电器制品、机器零件、日用品 轮胎、胶带、胶管、胶鞋、密封件、各种橡胶工业品 增强复合材料（层压板、玻璃钢等）
热固性树脂、增强材料
ห้องสมุดไป่ตู้
挤出
连续材料：管棒板片、挤吹薄膜、挤出流延薄膜、单丝 所有材料（热塑、热固、橡、纤） （鱼网、刷子）、纤维、线缆包覆层、异型材、复合物 热塑性塑料、某些热固性塑料、 橡胶 各种模型制品（日用品、工业品） 膜、片、复合材料（人造革、复合膜等） 中空制品 拉伸膜
大多为模型制品——有机玻璃、眼镜片；封装；大型管 材；搪塑制品；小~大型罐类制品。铸塑流延薄膜 泡沫材料 模型制品 胶乳制品——管、单丝、薄膜制品 纤维 超高强度纤维
高分子材料制造加工的发展方向
• 满足需要---对产品性能、质量的各种要求--设计 开发产品 • 低耗高效---原材料损耗少，成品率高，生产效率 高，能耗低。机械化、自动化、清洁化生产--研 发制造加工技术 • 绿色环保循环再生---对环境影响小，无毒无污染， 原料-产品-回收循环。原料来自可再生资源，产 品可回收利用或可降解--可持续发展（循环经济、 科学发展观 、可持续发展）
高分子材料成型方法
压制（模压） 挤出 注射 压延 二次成型——中空吹塑、拉伸膜、热成型、合成纤 维拉伸变形热定型 其他成型——铸塑、泡沫材料成型、冷压烧结、胶 乳制品加工、溶液纺丝、冻胶纺丝 热固性材料主要成型方式是压制 热塑性材料主要成型方式是挤出、注射、纺丝
成型方法 热固性塑料 压制 橡胶
适用原料
二、模压成型的设备和模具188 1、压机 • 上压式液压机：P188图6-1 • 下压式液压机：P188图6-2 • 压机构成：油缸、泵、阀、柱塞、上下模板（一活一固定，两板之间 放置模具）、顶出柱塞、机座、加热、时间控制等 • 压机参数---公称压力、柱塞直径、压板尺寸（决定制品面积大小）、 工作行程（决定模具厚度和制品厚度） 2、模具 • 分为两半：动模、定模 • 溢式模具：P189图6-3，结构简单成本低，易操作。不宜压制收缩率 大的塑料，用于制扁平小型低密度制品。模压时多余物料溢出。闭模 速度要适当。制品强度和厚度较难一致 。要求加料准确。浅 • 不溢式模具：P198图6-4，结构复杂成本高，阴模必须有顶出杆，操 作技术要求高。能压制收缩率大和流动性差的物料。加料必须准确一 致。模压时不易排气，固化时间长。深 • 半溢式模具：P190图6-5，分为有支承面和无支承面两种，结构及性 能介于两者之间 • 无论什么模具都要求加料必须准确、一致
第一节 热固性塑料的模压成型186
• 模压成型---将模塑料在已加热到指定温度的模具中加压， 使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热加压下经过一 定时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构 的热固性塑料制品 • 优点---工艺成熟、生产控制方便、成型设备和模具较简单， 所得制品的内应力小，取向程度低，不易变形 • 缺点---间歇操作，生产效率低，难以实现自动化生产，劳 动强度大，不能成型形状复杂和较厚制品（可用传递模塑 解决见第四节） • 适用原料---热固性塑料如酚醛塑料PF，氨基塑料如脲醛 UF、蜜胺MF，环氧树脂EP，有机硅树脂SI，不饱和聚酯 树脂UP，聚酰亚胺PI（耐高温的半梯形聚合物，不熔不 溶，模压加工时以聚酰胺酸为原料）。注意：模压前及模 压初期的物料是可熔可溶的 • 制品--电器、机器零件、日用品
3、成型收缩率 • 定义---常温常压下模具型腔的单向尺寸和制品单向尺寸之 差与模具型腔的单向尺寸之比 • 收缩可能导致质量问题---制品变形、扭曲、开裂 • 收缩的原因---交联，塑料热胀冷缩热胀系数塑料大于金属，脱模后 的弹性回复及塑性变形 • 影响收缩率的因素---塑料本性有小分子排出则收缩率大 、成型工艺 条件、制品形状大小 • 收缩率的大小---1%左右P187表6-1 4、压缩比 • 定义---制品相对密度除以模塑料表观相对密度 • 压缩比小一些好---压缩比大时，易混入空气，生产效率低 • 降低压缩比的方法---预压 • 压缩比的大小---2~18倍，P187表6-1
第六章 压制成型（P186）
• 背景---最早发展起来的成型方法、至今广泛应用 • 制成品---热固性塑料、橡胶、高分子基复合材料 • 定义---依靠加热加压，实现成型物料造型的一次 成型技术 • 特点---有压力（因为有小分子析出，当没有小分 子析出时可不加压如不饱和聚酯树脂） • 传递模塑---以模压成型为基础发展而来，其工艺 操作与压制成型较接近，用于压制成型形状复杂 及厚制品 • 制品实物
注射
压延
中空吹塑（注吹、挤吹） 拉幅（平挤拉、管膜拉） 二次 成型 热成型 合成纤维拉伸、变形和 热定型 铸塑 泡沫材料(各种方法) 其他 成型 冷压烧结 胶乳制品 溶液纺丝 冻胶纺丝
热塑性塑料、橡胶
仅适用于热塑性塑料
薄壳制品 纤维
含聚合物或单体的流体（熔体， 溶液，糊塑料……） 塑料、橡胶 难熔难溶树脂 胶乳 加热不熔融或分解的线形聚合物 超高分子量聚合物
一、热固性塑料的成型工艺性能186
1、流动性 • 热固性模塑料的流动性——在受热受压下充满模具型腔的能力 • 影响流动性的因素---①模塑料的性质。热固性树脂的性质和模塑料的 组成。树脂分子量低，反应程度低，填料颗粒细小且呈球状，低分子 物含量高，含水量高，则流动性好；②模具。模具型腔表面光滑且呈 流线型，流动性好；③成型工艺条件。预热及模具温度高，流动性好 • 流动性大小要适当---太小可能造成充料不足，太大则可能溢出模腔， 造成填塞不紧、分模面粘合，树脂与填料分离（偏析），影响产品质 量 2、固化速率 • 定义---热固性模塑料在一定温度和压力下压制标准试样时制品物理机 械性能达到最佳所需时间与试件厚度之比值（s/mm厚度） • 影响固化速率的因素---热固性塑料交联反应（主要影响因素）、预压 预热条件、成型工艺条件（温度、压力） • 固化速率大小要适当---太慢则生产效率低、太快则流动性差造成充料 不足，即未充满型腔就已固化，不能用于成型薄壁制品和形状复杂的 制品