材料成型新技术

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材料成型技术基础第一章第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介

材料成型技术基础第一章第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介

第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介一、模具快速成形技术快速成形(Rapid Prototyping,简称RP):利用材料堆积法制造实物产品的一项高新技术。

它能根据产品的三维模样数据,不借助其它工具设备,迅速而精确地制造出该产品,集中体现在计算机辅助设计、数控、激光加工、新材料开发等多学科、多技术的综合应用。

传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、刨、磨等多种机加工设备和各种工装、模具,成本高又费时间。

一个比较复杂的零件,其加工周期甚至以月计,很难适应低成本、高效率生产的要求。

快速成形技术是现代制造技术的一次重大变革。

(一)快速成形工艺快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成形机,将一层层的材料堆积成实体原型。

迄今为止,国内、外已开发成功了10多种成熟的快速成形工艺,其中比较常用的有以下几种:1.纸层叠法—薄形材料选择性切割(LOM法)计算机控制的CO2激光束按三维实体模样每个截面轮廓对薄形材料(如底面涂胶的卷状纸、或正在研制的金属薄形材料等)进行切割,逐步得到各个轮廓,并将其粘结快速形成原型。

用此法可以制作铸造母模或用于“失纸精密铸造”。

2.激光立体制模法—液态光敏树脂选择性固化(SLA法)液槽盛满液态光敏树脂,它在计算机控制的激光束照射下会很快固化形成一层轮廓,新固化的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复直至成形完毕,即快速形成原型。

激光立体制模法可以用来制作消失模,在熔模精密铸造中替代蜡模。

3.烧结法—粉末材料选择性激光烧结(SLS法)粉末材料可以是塑料、蜡、陶瓷、金属或它们复合物的粉体、覆膜砂等。

粉末材料薄薄地铺一层在工作台上,按截面轮廓的信息,CO2激光束扫过之处,粉末烧结成一定厚度的实体片层,逐层扫描烧结最终形成快速原型。

用此法可以直接制作精铸蜡模、实型铸造用消失模、用陶瓷制作铸造型壳和型芯、用覆膜砂制作铸型、以及铸造用母模等。

4.熔化沉积法—丝状材料选择性熔覆(FDM法)加热喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息作X-Y平面运动和高度Z方向的运动,塑料、石腊质等丝材由供丝机构送至喷头,在喷头中加热、熔化,然后选择性地涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层截面轮廓,层层叠加最终成为快速原型。

现代金属材料的制备与成型技术

现代金属材料的制备与成型技术

现代金属材料的制备与成型技术一、金属材料的制备技术:1.熔炼法:熔炼法是制备金属材料最常用的方法之一、它通过将金属原料加热至熔化状态,然后通过冷却凝固形成所需形状的材料。

熔炼法可分为电熔法、真空熔炼法、坩埚熔炼法等。

2.粉末冶金法:粉末冶金是一种将金属粉末通过成形与烧结来制备金属材料的方法。

该方法不需要熔化金属,可直接使用金属粉末,在高压下成型成所需形状,然后通过烧结得到金属材料。

3.化学法:化学法是一种利用化学反应来制备金属材料的方法。

常见的化学法包括电解法、沉积法和溶液法等。

这些方法通过将溶解金属离子的溶液与适当的反应剂反应,使金属离子还原成金属固体。

4.气相沉积法:气相沉积法是一种利用高温高压条件下,使金属原料气化后沉积在衬底上的方法。

这种方法可以制备薄膜、纤维等金属材料。

二、金属材料的成型技术:1.锻造成型:锻造是一种将金属材料加热至一定温度后施以一定的力使金属发生塑性变形,从而得到所需形状的方法。

锻造可分为自由锻造、模锻造和挤压锻造等。

2.压力成型:压力成型是一种利用压力来使金属材料发生塑性变形,从而得到所需形状的方法。

常见的压力成型包括挤压、拉伸、连续模锻等。

3.粉末冶金成型:粉末冶金成型技术是指利用金属粉末进行成型的方法。

通过将金属粉末与适当的粘结剂混合,然后在高压下成形。

最后通过烧结将金属粉末与粘结剂固化在一起,得到所需形状的金属成品。

4.焊接与连接:焊接是一种将两个或多个金属材料通过加热、溶解或者高压连接在一起的方法。

常见的焊接方法有电弧焊接、气焊、激光焊接等。

除了焊接外,还有螺纹连接、铆接和胶粘连接等方法。

三、现代金属材料的设备与工具:1.熔炉:熔炉是用于将金属原料熔化的设备,它可以提供高温条件,使金属原料达到熔点,进行熔炼制备。

2.成型机床:成型机床是用于金属材料成型的机床设备,如锻压机、冲床、拉伸机等。

它们通过施加力或者压力,使金属发生塑性变形,得到所需形状。

3.烧结炉:烧结炉是用于粉末冶金制备的设备,它可以将金属粉末在高温条件下烧结成一体。

材料成型新技术论文

材料成型新技术论文

材料成型新技术论文材料成型新技术的理论和方法,在现代制造业中占有举足轻重的地位。

这是店铺为大家整理的材料成型新技术论文,仅供参考!材料成型新技术论文篇一对高分子材料成型技术的思考摘要:本文主要介绍了高分子成型技术的基本原理、主要技术方法、及高分子材料成型行业的技术发展新动态。

关键词:高分子材料成型技术0、引言近年来,随着我国经济的快速发展,国家的科技实力有了很大的提高。

随着我国国防、载人航天等高科技领域对高性能聚合物材料的需求,我国在高分子材料成型加工技术更是取得了巨大的成就。

高分子材料即相对分子质量较高的化合物构成的材料,一般单元结构较复杂。

它的主要作用是制成各种各样的产品,因此能够将其制成不同形状的成型加工技术就极其重要。

1、高分子材料成型原理对于高分子材料,其主要性能不仅仅取决于分子的化学结构,还取决于于材料的形态。

而材料的形态主要是在其加工过程中形成的。

传统的高分子材料的加工过程和高分子材料的制备过程是分开的,其制备过程主要是聚合物的形成过程,而高分子材料的成型过程是将生成的聚合物采用一定的成型工艺,如挤塑、注塑、吹塑等工艺。

鉴于传统工具有高耗能、时间长等缺点,如今主要采用新的高分子材料反应加工工艺。

这种工艺将高分子材料聚合物的合成和聚合物的加工成型合为一体,采用的设备具有高分子合成及成型设备的双重功能。

这种工艺具有生产周期短、过程相对简单、节约能源等优点。

2、高分子成型主要技术方法2.1挤出成型技术挤出成型原理是利用螺旋杆加压,将塑化好的聚合物连续的从挤出机的机筒挤入机头,融化的聚合物通过机头口模成型,牵引拉出后进行冷却剂定型,最终形成制品。

几乎成型真的过程主要有加料、塑化、成型、定型等,一个合格的高分子材料制品需要各个环节均运作良好方可。

具体而言,挤出成型工艺,又可细分为以下几个方面:1)共挤出技术。

这种技术需要两台或两台以上的挤出机共同工作,每台挤出机出一种聚合物,最终同时挤出多种聚合物并在一个机头中成型的技术。

航空材料精密成型技术

航空材料精密成型技术

航空材料精密成型技术
航空材料精密成型技术是指利用先进的加工设备和工艺技术,对航空材料进行
精密成型加工,以满足航空产品对材料精度、表面质量和性能要求的技术。

航空材料精密成型技术在航空航天领域具有重要意义,能够提高航空产品的质量、性能和可靠性,推动航空工业的发展。

首先,航空材料精密成型技术可以提高航空产品的精度和表面质量。

航空产品
对材料的精度和表面质量要求非常高,而精密成型技术能够实现对材料的高精度加工和表面质量控制,确保航空产品的精度和表面质量达到要求。

通过精密成型技术,可以实现对航空材料的精密切削、成形和表面处理,提高航空产品的精度和表面质量。

其次,航空材料精密成型技术可以改善航空产品的性能。

航空产品对材料的性
能要求非常严格,而精密成型技术可以实现对材料的精密加工和成型,提高材料的力学性能、热学性能和耐腐蚀性能,改善航空产品的整体性能。

通过精密成型技术,可以实现对航空材料的精密成形和组织控制,提高航空产品的性能和可靠性。

最后,航空材料精密成型技术可以推动航空工业的发展。

航空工业是国家重点
支持的战略性新兴产业,而航空材料精密成型技术作为航空工业的关键技术之一,能够提高航空产品的质量、性能和可靠性,推动航空工业的发展。

通过精密成型技术,可以实现对航空材料的精密加工和成型,提高航空产品的竞争力和市场占有率,推动航空工业的发展。

综上所述,航空材料精密成型技术具有重要意义,能够提高航空产品的精度、
表面质量和性能,推动航空工业的发展。

随着航空工业的不断发展和航空产品对材料要求的不断提高,航空材料精密成型技术将会得到更广泛的应用和发展,为航空工业的发展注入新的活力。

四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆 Fus ed Dep osi tion Mod eling 快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。

丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。

热塑性丝状材料如直径为1.78m m的塑料丝由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。

一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。

这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。

这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。

但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。

适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。

由于甲基丙烯酸ABS M AB S 材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。

但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。

FD M快速原型技术的优点是:1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。

2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。

3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。

可快速构建瓶状或中空零件。

4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。

5、材料利用率高。

6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。

FDM快速原型技术的缺点是:1、做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。

2、速度较慢。

SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻Stereo litho gra phy原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。

在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。

材料成型工艺学挤压与拉拔新技术

材料成型工艺学挤压与拉拔新技术

4 连续挤压
有连续挤压和连续铸挤两种。 连续挤压(Conform) 20世纪70年代提出。
是挤压技术的一 次革命,可连续生 产,生产率、成品 率高;主要缺点是 生产的品种和规格 受到限制(适于合 金强度低、尺寸规 格小、形状简单的 场合)。
连续挤压复合
铝包钢线:1956年日立电 缆公司研制成功。生产方法 有:
1 比较空拉、固定短芯头拉拔、游动芯 头拉拔的特点
2 拉制品的残余应力、危害及消除措施
3 实现带滑动连续拉拔的条件
4 拉拔的历史与发展趋势
有无润滑和润滑两种方式。
无润滑:主要由于生产长制品, 一般要求 合金在挤压温度下有具有好的焊接性能, 且限于对焊合面的质量和性能要求不高的 制品。
润滑:目的是消除压余、提高成品率 ( 10~15%)、缩短非挤压间隙时间。
注:润滑挤压时一般采用凹形垫片以平衡 金属流动、防止缩尾、使接合界面成近似 平面(减少切头切尾损失)。
将液、固相共存的均匀混合的 非枝晶坯料由挤压筒内挤出成形 的加工方法。
特点:1)变形抗力低,可实 现大变形;2)可获得晶粒细小、 组织性能均匀的制品;3)有利 于低塑性、高强度、复合材料等 难变形材料的成形。
半固态坯料制备方法:在凝固过程中进行强烈的机械搅 拌、电磁搅拌、单辊剪切/冷却、倾斜板铸造、近液相线铸 造等,将枝晶破碎进而获得液相和细小等轴晶组成的半固 态坯料。利用半固态坯料直接成形的方法称为流变成形; 将坯料加热到半固态进行成形的方法称为触变成形。
包覆轧制:轧包后仅能表 明精整,不能拉拔,因此性 能较低;
热浸镀法:镀层厚度不均 且较脆,不宜再加工;
粉末挤压烧结法:将铝粉 挤压包覆在钢芯上,经烧结 再加工。技术成熟(美国), 我国尚未掌握。

浅谈新型金属材料成型加工技术

浅谈新型金属材料成型加工技术

浅谈新型金属材料成型加工技术摘要:随着现代科技技术的高速发展,新型金属材料也不断地被发掘。

新型金属材料被应用需要经历一系列的加工成型技术,随着新型金属材料的应用,新型金属材料成型加工技术也得到了相应的发展。

关键词:新型金属材料;成型加工技术;技术创新当前,新型的金属复合材料已经得到了广泛的应用,复合型材料虽然成本与技术要求都较高,但其所具有的材料特性也比普通材料更加优异,成为了工程建设的重要材料。

此外,更多的零件制作采用新型金属材料,也催生了很多先进的成型加工技术。

那么在新型金属兴盛的时代背景下,如何进一步精进新型金属材料成型加工技术是当前我们应该关注的问题。

1,新型材料的综述1.1新型材料的特性新型金属材料种类繁多,都为合金范畴。

因此其具有具较高的韧度和强度,抗压性、延展性、导电性、导热性等。

当前应用广泛的新型金属材料有形状记忆合金、高温合金以及非晶态合金。

1.2新型金属材料的工艺性能1.2.1焊接性焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。

它包括两个方面的内容:一是结合性能,二是使用性能。

焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断。

1.2.2可锻性可锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺时会改变形状而不产生裂纹的性能。

可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素。

1.2.3铸造性金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。

铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。

流动性是指液态金属充满铸模的能力,流动性愈好,愈易铸造细薄精致的铸件。

收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度,收缩愈小,铸件凝固时变形愈小。

偏析是指化学成分不均匀,偏析愈严重,铸件各部位的性能愈不均匀,铸件的可靠性愈小。

1.2.4切削加工性金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力,也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。

材料成型技术的现状及发展趋势浅析

材料成型技术的现状及发展趋势浅析

材料成型技术的现状及发展趋势浅析摘要:随着我国社会的进步与综合国力的提升,工业发展十分迅速,材料成型技术是高新技术工业一种先进技术,应用的领域十分广泛,有助于促进我国经济的不断发展。

本文结合这一话题对材料成型技术的现状进行分析,从而对其发展趋势进行阐述。

关键词:材料成型技术;现状;发展趋势现阶段,我国处于经济高速发展时期,各领域都取得较快的发展,对于材料需求也日益增多。

当前材料成型技术逐渐成熟,充分发挥材料的特点,能够决定材料的产品质量、属性、用途,常用的材料成型技术有焊接、铸造等,在许多领域中发挥重要的作用,有助于推动我国工业的向前发展。

一、我国材料成型技术发展现状(一)铸造技术此技术主要应用在金属材料中,其主要通过熔炼金属,使其成为液体,再将其注入到铸型中,等待其凝固后,进行清理工作,完毕后得出其尺寸、形状,然后确定其性能,得到铸件材料的成型工艺。

目前铸造有许多种方式,并从中分为许多种类,例如,根据铸型分类,分为砂型铸造、金属型铸造;根据金属液的浇注工艺分为重心铸造、压力铸造。

当前铸造技术应用最为广泛,也是常用的一种工艺。

随着时代的发展,铸造技术已日趋成熟,成为当前先进快速成型技术,其在操作时,主要通过CAD模型直接驱动,然后加热喷头需要用计算机控制,再进行平面运动与高度方向运动,在此过程中,需根据截面轮廓信息进行,再利用供丝机将丝材送到喷头处,通过加热后融化涂在工作台上,从点到面的精确,由面到体积的堆积成零件。

当前市面的成型方法种类有许多,常见的有立体平版印刷方式、逐层轮廓成型法等。

我国铸造成型工艺技术当前在处于完善阶段,与发达国家的技术还相差甚远。

不仅铸件质量不合格,而且工艺水平不精,还存在余量过剩的现象。

在大型铸件中,偏析、径粒过大的情况时常发生,导致铸件存在大量裂纹,而且浇注系统设计也不够完善,其中有卷气、夹杂的情况,铸造出来的产品合格率不高,并且还未将原材料、能源等充分利用,最终还容易出现环保等问题。

复合材料模压成型设备中的自动化控制系统新技术研究

复合材料模压成型设备中的自动化控制系统新技术研究

复合材料模压成型设备中的自动化控制系统新技术研究自动化控制系统是复合材料模压成型设备中的重要组成部分,它在生产过程中起着关键的作用。

随着材料科学技术的不断发展和进步,自动化控制系统也在不断研究和创新,以满足对生产效率和品质的更高要求。

本文将对复合材料模压成型设备中的自动化控制系统的新技术研究进行探讨。

首先,针对目前自动化控制系统中存在的问题,研究人员提出了一些新技术,以提高系统的性能和可靠性。

例如,引入了先进的传感器技术,可以实时监测模具温度、压力和湿度等重要参数,从而实现对模压过程精确控制。

此外,利用机器视觉技术对模具和材料进行实时检测和分析,可以避免因模具磨损或材料质量问题导致的生产缺陷。

这些新技术的引入使得模压成型设备的自动化控制系统更加智能化和精细化。

其次,自动化控制系统中的人机交互界面也是研究的重点之一。

为了更好地操作和监控设备,研究人员提出了基于触摸屏的人机交互界面设计。

通过直观的图形界面和简洁的操作方法,操作人员可以轻松地完成各种设置和调整,并实时了解设备的运行状态。

同时,该界面还可以提供故障诊断和维护建议,便于用户进行设备维修和保养。

这些新技术的应用提高了自动化控制系统的人机交互效果,提升了生产效率和用户体验。

另外,网络技术的发展也为自动化控制系统的研究带来了新的机遇。

通过将设备与云服务器相连接,可以实现远程监测和参数调整。

生产管理人员可以通过手机或电脑随时随地查看设备运行情况,并进行远程操作。

同时,通过云服务器分析大数据,研究人员可以获得更多关于设备性能和生产效率的信息,从而对系统进行优化和改进。

网络技术的应用使得企业的生产管理更加便利和智能化。

此外,自动化控制系统的能源管理也成为当前研究的重点之一。

为了减少能源消耗和碳排放,研究人员提出了一些新的节能技术。

例如,利用变频调速技术,可以根据生产需要调整设备的运行速度,避免过度能耗。

另外,利用废热回收技术,可以将设备产生的废热重新利用,减少能源的浪费。

轻量化材料一体化压铸成型技术方案(二)

轻量化材料一体化压铸成型技术方案(二)

轻量化材料一体化压铸成型技术方案一、实施背景随着全球能源短缺和环境污染问题的日益严重,汽车制造业正在寻求更加环保、高效的制造方式。

轻量化材料一体化压铸成型技术应运而生,成为汽车产业转型升级的关键技术之一。

二、工作原理轻量化材料一体化压铸成型技术结合了材料科学、机械工程、模具设计等多个学科领域的知识,采用高压铸造的方式,将多个零部件一次压铸成型,从而减少了生产过程中的繁琐工艺和模具成本。

具体工作原理如下:1.材料选择:选用轻量化材料,如铝合金、镁合金等,具有高强度、低密度的特点,可有效降低车身重量。

2.高压铸造:利用高压铸造机,将熔融状态的金属液体快速压入模具,填充模具的各个部分,形成复杂的零部件结构。

3.冷却定型:通过冷却系统将压铸件冷却定型,保证其尺寸稳定性。

4.取出清理:将压铸件从模具中取出,进行表面清理和修整。

三、实施计划步骤1.材料研发:与材料供应商合作,研发适用于一体化压铸成型的轻量化材料。

2.模具设计:根据产品需求,设计合理的模具结构,确定各部分的尺寸和形状。

3.设备选型:根据生产需求,选择合适的压铸机和辅助设备。

4.工艺调试:进行试制和调试,确定最佳的工艺参数,如压力、温度、时间等。

5.生产实施:按照调试好的工艺参数进行批量生产。

6.质量控制:建立完善的质量控制体系,确保产品质量符合要求。

四、适用范围轻量化材料一体化压铸成型技术适用于汽车制造业中的多个领域,如车身结构件、底盘零部件、发动机零部件等。

同时,也可应用于航空航天、电子设备等领域。

五、创新要点1.材料创新:研发新型轻量化材料,提高材料的综合性能,以满足一体化压铸成型的需求。

2.工艺创新:优化压铸工艺参数,提高生产效率和质量稳定性。

3.技术集成:将多个学科领域的技术进行集成,实现轻量化材料一体化压铸成型技术的整体优化。

4.生产管理创新:引入先进的生产管理理念和技术手段,提高生产效率和成本控制水平。

六、预期效果1.重量减轻:采用轻量化材料和一体化压铸成型技术,可有效降低产品重量,从而提高燃油经济性和减少碳排放。

材料成形新技术

材料成形新技术
材料成形新技术

当前,节能、环保、安全、舒适、智能和网络是汽
车技术发展的总趋势,尤其是节能和环保更是关系
人类可持续发展的重大问题。因此,降低燃耗、减
少向大气排出CO2和有害气体及颗粒已成为汽车工 程界主攻的方向。

为了达到进一步减小质量及降低成本的目的,除了
开发高强度钢、铝、镁钛等轻合金材料外,近年来

分为连续搅拌和非连续搅拌.

5) 半固态金属成形技术的特点
——重熔加热后的半固态金属坯料的粘度很高,
可以方便地机械搬运,也便于实现自动化操作;
在高速剪切作用下,半固态金属坯料的粘度又可
迅速降低,便于成形。 ——半固态成形时,金属在充型过程中,不易 发生喷溅,减轻了合金的氧化和裹气,提高了铸 件的致密性。因此.可以通过热处理来进一步提
落,容易实现自动操作。
缺点:模具安装和嵌镶件的安放比较麻烦;占地面
积较大。

2、立式注射机的特点 优点:占地面积小, 模具拆装方便,成型 制件的嵌件易于安放。 缺点:顶出不易实现 自动化,机身较高, 稳定性差,加料维修 不便。 适应:注射量在 60cm3以下的小型注 射机。
立式注塑机两次注塑.WM 双色注射成型机录像
加料 预热 注射充模 保压补缩 冷却定形 开模
清模
注射过程
塑件脱模
注射
保压
倒流
冷却
图3-2 注射过程型腔内压力的变化
图3-3 注塑过程塑料温度随时间变化的关系
5.1.3.3 塑件后处理:
塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致
在使用过程中变形或开裂,应该采用后处理来
消除或减小。
消除塑件内应力的方法有:
于1967年提出的.

材料成型技术的现状及发展趋势

材料成型技术的现状及发展趋势

材料成型技术的现状及发展趋势摘要:随着社会的不断发展,各个领域对材料的需求也越来越大。

材料成型技术决定了材料的产品质量与生产规模,本文通过对现阶段铸造、锻造、焊接等几种常用材料成型技术现状进行分析,展望材料成型技术的发展趋势。

关键词:材料成型技术;现状;发展趋势一、我国材料成型技术的现状(一)铸造技术现状铸造技术主要用于金属材料,它是通过将金属熔炼成液体注入到铸型中,经过凝固、清理后得到预先设计的尺寸、形状和性能的铸件的材料成型工艺。

铸造按照不同方式分类有众多的种类,比如按铸型分类有砂型铸造和金属型铸造;按金属液的浇注工艺可以分为重力铸造和压力铸造等。

总之,铸造现代材料制造工业是最基本、最常用的工艺。

现代铸造主要是快速成型技术,是指通过CAD模型直接驱动,计算机控制加热喷头根据截面轮廓信息做平面运动和高度方向运动,丝材由供丝机送至喷头加热融化后涂覆在工作台上,精确地由点到面,由面到体积的堆积成零件。

目前市场上常见的成型方法已经有十余种,比如立体平版印刷法,逐层轮廓成型法,光掩模法融化堆积法和选择性激光烧结法等[1]。

我国材料铸造成型工艺技术水平远远落后于世界发达国家水平,具体体现在:铸件的质量差,工艺水平较低,加工余量过多;大型铸件的厚大断面存在宏观偏析、晶粒粗大等问题;铸件裂纹问题较多;浇注系统设计存在卷气、夹杂等缺陷,使铸件的出品率和合格率较低;能源和原材料利用水平较低;环境污染严重等众多方面。

(二)电焊技术现状电焊也是材料成型中经常用到的技术之一,它主要应用于材料的连接、造型、封闭等方面。

当前,我国主要使用的电焊成型技术主要有弧焊、电阻焊和特种焊等几种。

弧焊技术主要是气体保护焊和内燃机动力焊,常用于铁轨、油管、气管等材料的焊接;激光焊、电子束焊以及搅拌摩擦焊等特种焊接技术也开始应用在我国材料成型方面[2]。

目前,我国的电焊技术仍存在着一些问题,比如,对环境的高污染,对施工人员的健康危害较大,且对电焊施工人员的技术水平要求较高;另外,焊接大量地依靠人工操作,产品生产效率较低,人工失误容易造成产品质量的不合格等。

新型金属材料成型加工技术分析

新型金属材料成型加工技术分析

新型金属材料成型加工技术分析摘要:在中国经济和技术水平不断提高的背景下,新型金属材料的数量不断增加,可以得到广泛应用,相应的加工技术也越来越受到重视。

为了进一步提高新型金属材料的应用效果,本文对新型金属材料成型加工技术进行了分析,以供参考。

关键词:新型金属材料;成型加工技术;应用措施引言随着当代中国科学技术的飞速发展,各种新型金属材料得到了广泛的应用。

与普通形式的金属材料相比,新型金属材料的应用可以显示出更多的优势,并且已经在多个领域的生产和加工工作中占据了至关重要的地位。

基于此,为了进一步提高新型金属材料的应用效果,有必要不断改进相应的加工技术,尤其是成型加工技术,这会对新型金属材料质量产生影响。

由此可见,分析新型金属材料的成型加工技术具有重要意义。

一、新型金属材料的优势新型金属材料主要是合金材料,具有延展性强、化学财产更活跃的特点,也能呈现出更美丽的色泽。

根据目前的情况,使用最广泛的金属材料类别包括非晶合金、高温合金和记忆合金。

对于这种类型的金属材料,其可焊性很强。

为了促进使用这种金属材料制造具有良好焊接性的部件,有必要在焊接过程中合理地为合金预留孔或间隙。

为了优化导热性,可以提高焊接效果。

此外,在新型金属材料中,另一个显著特征是良好的成形性,这可以显著提高金属材料的塑性,优化材料的整体性能,从而更有利于金属成形。

除此之外,新型金属材料具有更高的熔点和更弱的流动性,可以更好地保证成型和加工的有效性。

二、当前新型金属材料成型加工技术应用情况当代中国的工业发展非常迅速,对新型金属材料及相关技术的研究不断增加。

然而,从实践的角度来看,尽管各种新型金属材料得到了广泛的应用,但相关的成形和加工技术并没有得到显著的发展,一些相关人员对新型金属材料的成形和处理技术认识不足,限制了企业的经济效益。

此外,一些企业为了降低生产和开发成本,拒绝应用新技术开展加工工作,影响了金属材料成型加工技术的发展。

此外,在金属复合材料中加入适量的增强剂有利于提高复合材料的整体强度和耐磨性。

新型无机材料:无机材料成型技术

新型无机材料:无机材料成型技术

粉料本征特性
堆集方式 最大填充率为面心立方密堆或六方密堆(74.05%) 简立方堆集 (52.36%) 振动: 可提高堆积密度
粒径配比 大小球搭配, 可能的填充率越高
流动性
粒形圆润,流动性好,可获得较大填充密度
加压方式
单向加压 一端加压, 受压面密度大, 未加压端密度小
双向加压:坯体两边受压,两端密度大,中间密度小 改进的双向加压:
乙烯醇单体不存在,PVA由聚醋酸 乙烯(PVAc)皂化而成。 含大量亲水性羟基,是水溶性物质
(成本1~1.2万元/吨)
皂化PVAc, 生成粉状PVA, PVA溶于乙 醇或甲醇中, 加入酸催化剂和丁醛, 进行缩聚反应而成。
含羟基、乙酰基和羧基 可溶于极性和非极性溶剂中。
(成本9.5万元/吨)
纤维素基团:n×C6H10O5 含有大量羟基,大多数水溶性
和粒径。一般制备的晶粒具有严重的团聚现象 粉体处理(搅拌磨、振动磨、滚动磨)
打开颗粒团聚体,获得窄颗粒尺寸分布的粉料
硬团聚的ZrO2粉末颗粒的电子显微照片
浆料制备
流延浆料配制是流延成型技术的关键: (1) 合适的流动性, (2) 分散特性, (3) 良好的干燥特性, (4) 易加工性
分散剂

增塑剂
流延设备
流延机是流延成型主要设备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ其结构示意图如下
实验流延机
流延厚度
研究发现,流延干坯片的厚度D与各种流延参数的关系为:
D h (1 h2P ) 2 6 v0 L
其中α为湿坯干燥时厚度的收缩系数,h和L分别是刮刀刀刃间 隙的高度和长度,η为浆料粘度,△P为料斗中的压力,而v0为载 体线速度 厚 膜: 刮刀口间隙↑料浆液面↑载体线速↓料浆粘度↓ 薄膜:相反

高性能陶瓷材料制备工艺的新技术与新方法

高性能陶瓷材料制备工艺的新技术与新方法

高性能陶瓷材料制备工艺的新技术与新方法随着科技的进步和工业的发展,高性能陶瓷材料在各个领域得到了广泛应用。

传统的陶瓷材料存在着制备过程复杂、成本高、尺寸难控制等问题,因此,研发新技术和新方法是提高陶瓷材料制备工艺性能的关键。

首先,化学合成法是一种制备高性能陶瓷材料的重要方法。

传统的制备工艺通常采用高温烧结方法,存在能耗高、设备复杂等问题。

而化学合成法通过溶液中的化学反应进行材料合成,可以在低温下制备出高纯度、均匀分散的纳米颗粒。

这种方法相对简单且能耗低,有利于提高陶瓷材料的性能,并且可以实现针对性的控制材料的形貌和尺寸。

例如,溶胶-凝胶法是一种常用的化学合成方法,通过水解和缩聚反应制备出陶瓷材料的前驱体,并通过热处理转化为陶瓷材料。

此外,溶胶凝胶法还可以控制前驱体的成分和结构,获取不同性能的陶瓷材料。

其次,电场辅助法是一种新兴的制备高性能陶瓷材料的技术。

这种方法是通过外加电场影响材料的结晶过程,实现陶瓷材料晶粒的定向排列和尺寸的控制。

通过电场辅助法可以制备出具有优异力学性能、高介电性能和磁性功能的陶瓷材料。

例如,电场辅助烧结法是一种通过应用外加电场促进陶瓷材料的烧结过程,实现晶粒的定向排列和尺寸的控制。

这种方法可以提高材料的致密度和力学性能,并且制备出具有优异的导热性能和磁性能的材料。

此外,激光选择性烧结技术是一种非常有前景的高性能陶瓷材料制备方法。

该方法利用激光束对材料进行选择性烧结,实现二维和三维结构的精确控制。

激光选择性烧结技术具有制备复杂形状和高精度材料的优势,特别适用于制备微纳米尺度的陶瓷材料。

例如,通过激光选择性烧结技术可以制备出具有高光学透明性和低热膨胀系数的陶瓷材料,这在光电子领域有重要应用。

综上所述,化学合成法、电场辅助法和激光选择性烧结技术是近年来发展起来的新技术和新方法,可以有效地提高高性能陶瓷材料的制备工艺。

这些方法具有制备过程简单、能耗低、成本较低和材料性能优越的特点,为高性能陶瓷材料的发展开辟了新的途径。

材料成型新技术

材料成型新技术

材料成型新技术
材料成型新技术是指利用先进的制造技术和工艺,对材料进行精度、高效、低耗的成型加工。

常见的材料成型新技术包括:3D打印、数字化加工、激光加工、高精度注塑、挤压成型、复合材料制造等。

其中,3D打印技术是近年来发展最快的材料成型新技术之一,它可以直接从3D 模型中逐层制造出三维实物,可以快速制作复杂的零部件和产品原型。

数字化加工是利用计算机辅助设计(CAD)软件对产品进行设计,再通过数字化加工设备将设计转化为物理实体的过程。

它可以高效地生产各种非常规形状的材料和构件。

激光加工是利用高能量密度激光束对材料进行加工和切割的技术,可以高效地生产精细、复杂的零部件。

除此之外,高精度注塑、挤压成型、复合材料制造等技术都有着广泛的应用领域,如汽车、航空航天、电子、医疗设备等领域。

这些新技术的应用将推动材料成型领域的可持续发展。

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激光表面加工技术
激光技术是20世纪对人类文明及社会进步影响最深远的重大科技成果之一。

激光加工是指激光束作用于物体的表面而引起物体形状改变或物体性能改变的加工过程。

激光加工技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、能源和机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染及减少材料消耗等起到越来越重要的作用。

1激光表面处理
激光表面处理是采用大功率密度的激光束,以非接触性的方式加热材料表面,借助于材料表面本身传导冷却,来实现其表面改性的工艺方法。

它在村料加工中具有的许多优点是其他表面处理技术所难以比拟的。

激光表面改性技术的研究始于20世纪60年代,但是直到20世纪70年代初研制出大功率激光器之后,激光表面改性技术才获得实际的应用。

并在近十年内得到迅速的发展。

它包括激光表面相变强化(激光淬火)、激光表面熔凝、激光表面合金化、激光熔覆和激光冲击强化等内容。

激光表面改性技术的多样性主要取决于3个因素:激光类型、激光应用方式及所处理的材料种类。

在激光表面改性中应用的激光类型主要有3种:C02激光、N D:YAG激光和准分子激光,其他类型的激光还有铜蒸汽激光、红宝石激光及氩离子激光等。

材料性能的改变依所用激光不同,分别由加工过程的热效应和光化学作用引起。

在激光表面处理过程中,激光能量及激光与被加工材料的作用时间对加工效果起着重要作用。

实践证明,激光表面改性己因其本身固有的优点而成为发展迅速、有前途的表面处理方法。

激光表面改性技术广泛应用于航宅航天、机械、电器、兵器和汽车制造等行业。

2激光表面工程
激光表面工程是采用激光在材料表面制各出新性能表面层的技术,主要包括
激光熔凝和非晶化.激光合金化及熔覆、激光气相渗、激光硬化、激光织构化等技术。

2.1激光非晶化
金属材料的非晶组织具有优异的综合性能,如高强韧度、高耐蚀性、良好的电学及磁学性能。

与现有的形成非晶的方法相比,激光表面非晶化具有高效易控地在形状复杂的制品表面上选区或大面积形成非晶层的可行性,可扩展非晶材料的实际应用领域;同时也可扩大形成非晶合金系的范围。

激光快凝非晶化的一个关键问题是制备表面较大面积的非晶组织。

清华大学钟敏霖等人采用激光预处理技术,探索了较大面积激光非晶化的新途径。

激光非晶化的生产应用表明,激光非晶化使国产钢使用寿命从一年左右提高到两年以上。

2.2激光合金化与熔覆
激光合金化与激光熔覆的显著特点是:选区,对基体热损伤少,工件畸变小。

已用于冷轧辊,船用发动机大型阀座阀门等修复和用于汽轮机长叶片抗水蚀层的制造以及喷气发动机超级合金叶片的制造和修复等,应用的合金系与等离子喷镀相近,但使用性能要提高1~5倍。

最新的发展是复合型梯度热障涂层的制备。

热障涂层(TBCS)(主要成份为MCRAIY+ZRO),主要用途是冶金高炉高温燃料喷咀,喷气发动机叶片(工作温度从930度提高到1430度)和多种高温测量头等。

目前已有的制备方法是等离子喷镀和物理气相沉淀方法.现有的问题是易出现较大的裂纹、孔洞,结合不牢,物理气相法:工艺特别复杂,因此采用等离子蒸镀与激光复合工艺或者采用激光一次融熔工艺,为TBCS制备提供了新技术途径。

采用将金属粉与陶瓷粉(ZRO)混合一次性激光熔敷的新方法,利用激光加热熔化状态陶瓷与合金熔体互不润湿且密度不同的特性,制得了具有分层结构的致密无裂纹的涂层。

采用激光重熔快凝对等离子喷涂的热障涂层进行致密化处理,也获得了理想热障涂层设计要求的柱状组织结构。

2.3激光气相渗技术
激光气相渗实质上是利用激光进行气体合金化的过程,主要是渗N、C、B或者共渗,其特点是选区渗,一件不整体加热,与激光热处理的叠加效应。

主要用了:轻金属表面如铝、钛台金等,例如在纯钛及Ti-15Mo合金基材上通过激光熔化基材,通以氮气流。

基材表层合金化氦涂层中的T I N 枝晶组织硬度高达1000HV。

2.4激光硬化
(1)激光相变硬化
激光相变硬化是利用工件在激光作用下,通过自冷淬火,获得组织硬化的方法。

我国在工业上成功应用的例子很多,如各类发动机缸套(缸体),激光硬化提高寿命1~3倍;长泵筒激光硬化技术,使用寿命提高1倍以上。

(2)激光冲击硬化
激光冲击硬化又与激光相变硬化不同,它是利用功率密度100~1012瓦每平方厘米的高能激光束在极短的时间内(1~100ns),照射金属表面,使表层产生爆炸性汽化,原子从表面逸出,产生动能脉冲,向着材料内部形成很大冲击波并传播,使材料显微组织和应力状态发生改变,从而使之硬化。

它一般产生大量缠结位错和表面压应力,组织细化,能改善材料的耐蚀性和耐磨性,提高硬度及疲劳寿命。

激光磁畴细化可使硅钢片的磁畴细分,铁磁损耗降低,而整体硅钢片不发生畸变,硅钢片表面不被破坏。

3激光表面加工技术的现状与发展
激光加工技术是由光、机、电多种科学和技术集成的高技术,激光加工系统正在实现小型化、柔性化、智能化。

加工尺寸范围从宏观向微米、纳米发展,加工材料和器件的选材,从国防和民用工业领域所要加工的金属、非金属到
生物医用材料等正在不断创造新的市场,形成新产业。

我国在自行研究开发的同时应该积极学习,引入国外激光加工新技术,推动激光加工技术在我国工业的应用和发展,与国外先进水平相比.我国激光加工市场所占分额不到1%.激光表面工程与加工技术还远没有为国内纵多企业界所接受.这一方面是由于激光加工设备的价格相对偏高,另一方面是有关该技术的宣传、普及还不够。

但是.随着我国加入WTO组织.对产品质量的要求越来高。

激光加工技术的快速和高质量的功能将为更多的企业家所承认。

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