工程材料与材料成形工艺简介PPT课件

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02
工程材料
金属材料
定义
金属材料是指以金属元素或以 金属元素为主构成的具有金属
特性的材料的统称。
分类
黑色金属、有色金属、特种金属 。
特点
高强度、高硬度、良好的塑性和韧 性。
非金属材料
01
02
03
定义
非金属材料是以非金属元 素或非金属元素为主构成 的具有非金属特性的材料 的统称。
分类
塑料、橡胶、陶瓷、玻璃 等。
工程材料与成型工艺的发展趋势
发展趋势
随着科技的不断发展,工程材料与成型工艺也在不断进步。新型工程材料的 不断涌现,成型工艺的不断创新,使得工程材料与成型工艺在未来的应用中 更加广泛和高效。
未来展望
未来,工程材料与成型工艺将会朝着更加高效、节能、环保、可持续发展的 方向发展。同时,随着工业4.0的到来,工程材料与成型工艺将会更加智能化 、自动化、数字化。
03
在满足性能要求的前提下,优先选择成本低、来源广泛、易于
加工的材料,同时考虑材料对环境的影响。
成型工艺选择的原则和方法
符合材料特性
满足使用要求
选择与材料特性相匹配的成型工艺,如塑料 材料宜采用注射成型工艺。
根据产品形状、尺寸和性能要求选择合适的 成型工艺。
考虑生产批量
考虑经济效益
生产批量不同,所需的设备和工艺也不同, 应根据实际情况选择最经济的生产方法。
案例二:航空航天中的材料与工艺应用
总结词
航空航天领域对材料和工艺的要求极为苛刻,需要克服高强度、高温、腐蚀等多种复杂条件。
详细描述
航空航天领域需要使用各种高性能材料,如钛合金、高温合金、复合材料等,以及各种先进成型工艺,如真空 吸铸、粉末冶金、3D打印等。在航空航天领域,材料和工艺的选择和优化直接影响到飞行器的性能、安全和 可靠性,因此需要加强研究和技术创新。

《材料成型与工艺》PPT课件

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《材料成型与工艺》PPT 课件
产品造型材料及工艺
第七章 涂装工艺
复习:金属涂装技术 在制品表面形成以有机物为主体的涂层,并干燥成膜的工艺,称为涂装技术,简称为
涂装。涂装所用的材料是各种涂料。涂装工艺一般包括制件表面涂装前处理、涂敷涂料及 涂层干燥三大步骤。 涂装的目的有三方面:
①保护作用。防止制品表面受腐蚀、被划伤、脏污,提高制品的耐久性。 ②装饰作用。将制品表面装饰成涂层所具有的色彩、光泽和肌理,使制品外观在视觉 感受上成为美观悦目的制品。 ③特殊作用。使制品具有隔热、绝缘、耐水、耐辐射、阻尼、杀菌、吸收雷达波、 隔音、导电等特殊功能。特别是通过涂装与其它表面处理技术相更加的多重处理,可获得 能适应相当苛刻条件和使用环境的防护装饰涂层。


强单

广

7.3.2 涂料的性质与装饰效果
1.色彩
2.光泽 3.粘度 4. 附着性
第七章 涂装工艺
@ 2008 Fujian University of Technology. Department of Machine electrical. Industrial design specialty.
2.通用醇酸树脂漆
常用于不能进行烘干作业的 大型机床、农机、工程机械、
大型车辆等机械产品的涂装
3.底漆和防锈漆
醇酸树脂特点之一是对铁及 一些有色金属、木材等表面 有良好的附着力。因此,它 们被广泛用于各种设备的底

7.2.3 氨基树脂涂料
①清漆色浅、不易泛黄
②漆膜坚硬、附着性好、机械强度高、耐 候性、装饰性好
@ 2008 Fujian University of Technology. Department of Machine electrical. Industrial design specialty.

工程材料及成形工艺基础ppt

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焊接
通过加热或加压将两个或多个金属件连接在一起 ,以获得所需形状和尺寸的组件。包括电弧焊、 激光焊、气体保护焊等方法。
锻造
通过高温将金属坯料放在模具中锻打,以获得所 需形状和尺寸的零件。包括自由锻、模锻、精密 锻等方法。
塑料成形
通过加热和成型将塑料原料变成所需形状和尺寸 的零件。包括注射成形、挤出成形、吹塑成形等 方法。
3
复合材料
由两种或两种以上不同性质的材料组成,具有 优异的综合性能
工程材料的制造工艺
铸造
将液态金属倒入模具中凝固成型的过程,包括砂 型铸造、金属型铸造等
锻造
将固态金属进行压力加工,制成各种形状和尺寸 的零件
焊接
通过加热或加压,使两个或多个金属件连接起来 ,达到密封和连接的目的
工程材料的应用
钢铁
01
目前,智能成形技术在国内外得到了广泛的应用和推广,在提高生产
效率、降低生产成本、提高产品质量等方面发挥了重要作用。
03
智能成形技术的未来趋势
未来,智能成形技术将朝着更加智能化、自动化、绿色化的方向发展
,实现生产过程的全面自动化、智能化、信息化。
06
结论
材料成形工艺在制造业中的地位与作用
材料成形工艺是制造 业的基础
使用高压将金属液体注入金属模具,凝固后形成铸件。
锻压技术
自由锻
使用锻锤在空气中自由锻打金属坯料,使其变形并形成所需形状。
模锻
使用模具限制金属坯料在变形过程中移动,使其形成所需形状。
焊接技术
熔化焊
将两个金属件加热至熔化状态,然后将其连接在一起。
压焊
通过加压将两个金属件连接在一起,其中一个或两个金属件 需要加热。
铝合金具有轻质、高强、耐腐蚀等特 点,在交通运输、航空航天、建筑等 领域得到广泛应用。

工程材料及成形工艺基础 ppt课件

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概述—特点、分类
特点:
优点:零件的形状复杂; 工艺灵活; 成本较低。
缺点:机械性能较低; 精度低; 效率低、劳动条件差
铸造方法
砂型铸造——90%以上;
特种铸造——铸件性能较好,精度低,效率高 金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造……
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概述—本章要点
本章要点 金属铸造性能 砂型铸造 铸造工艺设计要点 特种铸造
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铸件的结构工艺性
进行铸件结构设计,不仅要保证其力学性能 要求,还必需考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件 结构的要求,使铸件的结构与这些要求相适应。使 这些铸件具有良好的工艺性,以便保证铸件质量, 降低生产成本,提高生产率。
一、铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷
铸件的结构,如果不能满足合金铸造性能的要 求,将可能产生浇不足、冷隔、缩松、气孔、裂 纹和变形等缺陷。
不用或少用型芯
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型芯稳固、排气清理方便
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3. 铸件的结构斜度
垂直于分型面的非加工面上设计出结构斜度, 斜度较大。与拔模斜度不同,结构斜度是在设计时 设计上去的,不再被加工掉。
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4. 组合铸件的应用
大型复杂铸件.
三、 铸件结构要便于后续加工 减少加工量,便于加工
1. 铸件外形尽量简单
(1)避免外部的侧凹,减少分型面或外部型芯: (2)分型面应平直: (3)凸台和筋的设计应便于造型和起模: (4)铸件的垂直壁上应考虑给出结构斜度:
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减少分型面数目
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《材料成型技术》课件

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锻造
通过对金属进行加热和冷却,使其在压力下改变形 状,常用于制造零件和工具。
挤压
将材料穿过模具的缝隙,使其变形成所需形状,常 用于制造管道、线材等。
铸造
将液态材料注入模具中,待冷却后得到所需形状, 广泛应用于汽车、航空等行业。
成型
通过热塑性材料的加热和压力,将其形成所需形状, 常见于塑料制品生产。
常见的材料成型技术
局限性
• 材料限制 • 工艺复杂性 • 有限的成型尺寸
材料成型技术的发展趋势
1
智能化制造
通过引入自动化和智能化技术,提高生产效率和质量。
2
新材料应用
开发和使用新型材料,提高产品性能和使用寿命。
3
环保节能
减少能源消耗和废弃物产生,实现可持续发展。
总结和展望
材料成型技术在各个领域都扮演着重要角色,随着科学技术的进步,我们可以期待在未来看到更多创新和突破。
《材料成型技术》PPT课 件
材料成型技术是一门研究材料加工和加工工艺的学科,涵盖了大量不同类型 的材料和方法,对各个领域的工业和科研都具有重要的意义。
什么是材料成型技术
材料成型技术是通过加热、压力、变形等方式将原材料转变为所需形状和尺寸的工艺。它包括了常见的加工方法, 如锻造、铸造、挤压等。
不同类型的材料成型技术
航空航天领域对高强度和轻质的材料需求较高, 成型技术为其提供了多种解决方案。
3 电子产品
4 建筑领域
成型技术在电子产品制造中的应用包括电路板、 塑料外壳等部件的生产。
通过材料成型技术可以生产建筑中常见的构件, 如钢结构、玻璃幕墙等。
材料成型技术的优势与局限性
优势
• 高效生产 • 多样化的产品形状 • 成本效益

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课程目标
明确课程的教学目标,如提高学生的材料选用能力、成型 工艺设计能力等。
强调课程对学生的综合素质和能力的培养,如创新思维、 实践能力等。
课程内容
介绍课程的主要内容,包括工程材料的种类、性能和选用原则,以及各种成型工 艺的原理和应用范围等。
强调课程内容的实用性和针对性,以帮助学生更好地掌握实际应用技能。
02
工程材料
工程材料的分类
按化学成分
金属材料、非金属材料、复合材料
按用途
结构材料、功能材料
按物理性能
金属材料、高分子材料、复合材料、无机非金属 材料
工程材料的性能
01
02
03
使用性能
强度、硬度、韧性、耐磨 性、耐腐蚀性等
工艺性能
可塑性、可焊性、铸造性 、切削加工性等
经济性能
成本、资源利用、环境影 响等
03
成型工艺
成型工艺的分类
• 铸造工艺 • 砂型铸造 • 精密铸造 • 压力铸造 • 锻压工艺 • 自由锻 • 模锻 • 板料冲压 • 焊接工艺 • 电弧焊 • 激光焊 • 超声波焊 • 注塑工艺 • 立式注塑 • 卧式注塑 • 精密注塑
成型工艺的特点
• 铸造工艺 • 可以制造形状复杂的零件 • 成本低,易于批量生产 • 但存在废品率高、质量不稳定的缺点 • 锻压工艺 • 可制造出高精度、高质量的零件 • 生产效率高,易于实现自动化生产 • 但模具成本高,对材料要求高 • 焊接工艺 • 适用于批量小、形状复杂的零件 • 设备简单,操作灵活 • 但对操作技能要求高,质量不稳定 • 注塑工艺 • 可制造出形状复杂、尺寸精确的零件 • 生产效率高,易于实现自动化生产 • 但模具成本高,对材料要求高
智能材料

《材料成形工艺》课件

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建筑领域
在建筑领域中,焊接工艺被用 于钢结构、钢筋混凝土结构的
连接和加固。
05
热处理工艺
热处理工艺的原理
热处理是通过加热、保温和冷却的方式改变金属材料的内部组织结构,以达到改善其力学性能、提高 耐腐蚀性和加工性的目的。
热处理过程中,金属材料内部的原子或分子的运动速度会随着温度的升高而加快,当温度达到一定的临 界点时,原子或分子的排列会发生改变,形成新的晶体结构。
焊接工艺的原理基于金属的热传导和热对流,以及液态金属的流动和结晶。
焊接工艺的种类
01
熔焊
将待焊接的金属加热至熔化状态,然后通过液态金属将两块金属连接在
ห้องสมุดไป่ตู้
一起。常见的熔焊方法有电弧焊、气焊等。
02
压焊
通过施加压力将两块金属连接在一起,常见的压焊方法有电阻焊、摩擦
焊等。
03
钎焊
利用熔点低于母材的钎料,将其加热至熔化状态,润湿并填满母材接头
模锻
将金属坯料放入模具中,在压力 作用下进行塑性变形,以获得所 需形状和尺寸的加工方法。
特种锻造
针对特殊要求或特殊材料,采用 特殊的工艺和工具进行塑性变形 的加工方法。
锻造工艺的应用
航空航天领域
由于对材料性能要求极高,锻造工艺广泛应用于航空航天领域的 各种零件制造,如发动机叶片、涡轮盘等。
汽车工业
热处理工艺的原理就是通过控制加热、保温和冷却三个阶段的时间和温度,使金属材料内部组织结构发 生变化,从而达到所需的性能要求。
热处理工艺的种类
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
退火
将金属材料加热到一定 温度后保温一段时间, 然后缓慢冷却至室温。 退火可以消除金属内部 的应力,提高其塑性和 韧性。
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以分子键和共价键
价 键
为主
塑性、耐蚀性、电
绝缘性、减振性好,
密度小


包括塑料、橡胶及

合成纤维等
高分子材料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制 造工业和化学、交通运输、航空航天等工业中被广泛应用。
烯丙酰氯-苯乙烯
复合材料
是把两种或两种以上不同性质或不同结构的材料 以微观或宏观的形式组合在一起而形成的材料。

造 卫 星
国 第 一 颗

说明了我国


在材料的开

发、研究及
一 颗
应用等方面
原 子
有了飞跃的
弹 爆
发展。

长 征 火 箭 大 家 族
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”一号
发射成功


舟 ”




“ 神 往舟 发二 射号 工” 位飞 船 运
“神舟”二号发射成 功
扫描电子显微镜
1934年位错理论的 提出,解决了晶体理 论计算强度与实验测 得的实际强度之间存 在的巨大差别的矛盾, 对于人们认识材料的 力学性能及设计高强 度材料具有划时代的 意义。
金属钛中的位错
材料发展的历程示意图
2、材料科学
材料科学是以材料为
研究对象的一门科学。
主要研究内容:
挑战者号爆炸瞬间


国产涡喷-7涡轮喷气发动机
➢材料的发展与人类社会简图
材料是人类进化的里程碑。 象形尊(西周) 由于材料的重要性,历史 学家根据人类所使用的材 料来划分时代。
铁器
石器
半导体材料的工业化生产推动计算机技术。
龙芯
联想计算机
高温高强度的结构材料与航空工业和宇航工业
光导纤维与现代的光纤通讯。
第一颗人造卫星及其运载火箭
⑴ 研究材料的化学组成、结构与性能的关系;
⑵ 研究材料的形成机理和制取方法;
⑶ 研究材料物理性能的测试方法和技术;
⑷ 分析材料的损坏机理;
⑸ 研究材料的合理加工方法和最佳使用方案
二、工程材料的分类
工程材料是用于制造工程结构和机械零件并主 要要求力学性能的结构材料。
按组成与结合键分: 1、金属材料 2、陶瓷材料 3、高分子材料 4、复合材料
中国的航天事业-“神舟”号
飞船
“神舟”三号
发射成功









“神舟”四号
神 舟
发射成功





中国的航天事业-“神舟”五号载人飞 船
升 空
杨 利

返 回
全人类共同的家园
飞天
返回舱
人类对材料的认识是逐步深入的。
1863年,光学显微镜首次应用 于金属研究,诞生了金相学,使 人们能够将材料的宏观性能与微 观组织联系起来。
工艺-组织-性能之间关系的例子
Steel with 0.4%C
① 化学成分(成分):组成材料各元素在材料中的浓度。 ② 组织:用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察
到的金属内部的情景。 习惯上把用肉眼或几十倍放大镜观察到的组织称低倍组
织或宏观组织。 放大100∼2000倍的组织称高倍组织或显微组织。 在电子显微镜下放大几千∼几十万倍的组织称精细组织
三、工程材料的应用和发展
随着经济的飞速发展和科学技术的进步,对材料的要 求越来越苛刻,结构材料向高比强、高刚度、高韧性、 耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。
国产东风4D-0088内燃机车
美国F-117隐身飞机
新材料在不断地涌现。
机械工业是材料应用的重要领域。
随着机械工业的发展,对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中,会遇到越来越多的材料
金属材料
黑色金属 有色金属—轻金属,重金属,贵金属,稀有金属
以金属键结合为主 良好的导电性、导
热性、延展性和金 属光泽 用量最大、应用最 广泛
金属材料制品
陶瓷材料
以共价键和离子键 为主
熔点高、硬度高、 耐腐蚀、脆性大
分为传统陶瓷、特 种陶瓷和金属陶瓷 三类
陶瓷制品
陶瓷发动机
高分子材料
或电镜组织。
钢的宏观组织、显
微组织和电镜组织








观 组 织
电 镜 组

③ 结构:材料中各原 子的具体组合状态。 一般通过X-射线衍 射或透射电镜研究。
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出 过重大贡献。
司母戊鼎
河南安阳晚商遗址出土 青铜铸造 高133厘米 重875kg 饰纹优美
越王勾践剑
春秋晚期越国青铜兵器 出土于湖北江陵楚墓 长55.7厘米 剑锷锋芒犀利 锋能割断头发
古代剑刃制造中的特殊技术




春秋战国时代的
古 已
青铜剑,剑身及
有 之
这 是 古 代 剑 刃 截 面
剑锋由不同成分

的青铜组成,是
复合材料很好的
例子
黄石铜矿遗址
春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨 实属罕见
新中国成立后,先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢 等大型钢铁基地。钢产量由49年的15.8万吨上升 到现在的一亿吨。
攀钢夜景
鞍钢
原子弹、氢 弹的爆炸, 卫星、飞船 的上天等都
光学显微镜
灰铸铁的显微组织
Pb-Sn共晶组织
1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于 晶体衍射分析,使人们对固体材料微观结构的认识 从最初的假想到科学的现实。
Si表面的重构图象
X-射线衍射仪
1932年发明了电子 显微镜,把人们带 到了微观世界的更 深层次(10-7m)
光镜下
电镜下
透射电子显微镜
及材料加工方面的问题。 要求机械工程技术人员掌握必要的材料科学与材料
工程知识,具备正确选择材料和加工方法、合理安 排加工工艺路线的能力。
铸造一级涡轮盘
四、机械工程材料课程的性质和任务
课程性质:是机械类和近机类各专业的技术基础课 课程任务:
⑴ 了解工程材料的一般知识; ⑵ 建立化学成分、组织结构、加工工艺与性能之 间的关系:
包括: 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料
玻璃纤维增强高分子复合材料
现代航空发动机燃烧室温度最高的材料就是通过粉末 冶金法制备的氧化物粒子弥散强化的镍基合金复合材 料。很多高级游艇、赛艇及体育器械等是由碳纤维复 合材料制成的,它们具有重量轻,弹性好,强度高等 优点。
航空发动机
工程材料与材料成型工艺简介
一、材料和材料成型 二、工程材料的分类 三、工程材料的应用和发展 四、机械工程材料课程的性质和任务





一、材料和材料成型
航 天

1、材料

材料是指人类用以制造各种有 用器件的物质。
材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
锉刀
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