材料加工成形技术方法及新进展
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上述三种材料都有：天然材料和人造材料两种 复合材料 （复合材料是由前三者相互构成的 ）
.
材料分类框图：
材料
金属材料
无机非金属材料
有机高分子材料
天然材料
人造材料
天然材料
人造材料
天然材料
人造材料
复合材料 .
三种材料细分为：
金属材料：钢铁、铜合金、铝合金、镁合金等； 有机高分子材料：塑料、树脂、橡胶等； 无机非金属材料：除金属材料、高分子材料以外的所有材
复合材料根据其基体材料的不同，又可分为：聚合物基 复合材料（如树脂基复合材料）、金属基复合材料、 无机非金属基复合材料（陶瓷基复合材料）三种。
在复合材料中：以树脂基复合材料用量最大，占所有复 合材料用量的90% 。
.
2）材料的其它分类：
根据性能特征分类
结构材料（structure materials）、功能材料（function materials）。
.
（2）特点
与机械切削加工比较，材料成形加工有如下特点：
第二次 革命
第三次 革命
第四次 革命
第五次 革命
公元前4000年 （中国：公元前 2000年） 公元前1350~1400 年（中国：公元 前500~600年） 公元1500年
20世纪初期
20世纪末期
从漫长的石器 时代进入青铜 器时代
从青铜器时 代进入铁器时 代
从铁器时代 进入合金化时 代
合成材料时 代的到来
.
1.2 材料加工成形的作用、特点及精确成形技术
（1）作用:
1).材料加工技术（Materials Processing Technology）通常是指 铸造、连接、塑性加工、粉末冶金等单元或复合技术的总称（热加 工），此外还有机械切削加工（冷加工） 。几乎所有的材料都要进行 加工后才能进行使用，不经加工的材料直接利用很少。
2).采用铸造方法可以生产各种类和大小的金属零件。铸件在一般机 器生产中占总质量的40~80%。
3).采用塑性成形方法，可以生产钢锻件、钢板冲压件、各类有色金 属的锻件和板冲压件，还可生产塑料件与橡胶制品。在仪表和家用电 器中,塑性成形占~90% .
4).焊接成形技术的应用也极为广泛，它在钢铁、汽车和铁路车辆、 船舶、航空航天飞行器，原子能反应堆及电站、石油化工设备等制造 行业,焊接或连接成形技术都占十分重要的地位。
材料加工成形技术方法与新发展
报告人： 樊自田
.
内容提要
1、材料的分类及其成形加工方法 2、材料加工成形新方法 3、“材料加工工程”学科研究的基本要求
.
1、材料的分类及其成形加工方法
町田辉史等，将材料技术进步，概括为5次革命：
开始时间
时代特征
技术发展契机
对技术和产业的促进和带动作用举例
第一次 革命
.
（3）材料的成形方法分类 1）金属材料的加工成形：
金属材料 成形方法
液态金属 铸造成形
固态金属 塑性成形
重力下铸造
外力下铸造
体积金属成形
板料金属成形
砂型铸造 金属型铸造 熔模铸造 消失模铸造
压力铸造 离心力铸造 挤压铸造 反重力铸造
自由锻 胎模锻 模锻（开式、 闭式、特种）
冲裁 弯曲 拉深 特种成形
新材料设计 与制备加工工 艺时代的开始
1、铜的熔炼； 2、铸造技术
1、自然资源加工技术； 2、器具、工具的发达； 3、农业和畜牧业的发展
1、铁的规模冶炼； 2、锻造技术
1、低熔点合金的钎焊； 2、武器的发达； 3、铸铁技术、大规模铸铁产品； 4、混凝土等
1、高炉技术的发展和成 熟； 2、纯金属的精炼与合金 化
料。主要有：陶瓷、玻璃、胶凝材料（水泥、石灰和石 膏等）、混凝土、耐火材料、天然矿物材料等 。
.
复合材料：
由两个或两个以上独立的物理相，包括粘结材料（基 体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。
复合材料的组成分为两大部分：基体与增强材料。基体 是构成复合材料连续相的单一材料，增强材料是复合 材料中不构成连续相的材料。
金属材料 焊接成形
熔
压
钎
焊
焊
焊
（
（
、
主
电
粘
要
阻
接
是
焊
等
Biblioteka Baidu
电
、
弧
摩
焊
擦
）
焊
）
.
2）无机非金属材料的精确成形
陶瓷精确成形（塑性滚压成形法、注浆成形法、
粉料压力成形法和特种成形法四种）
玻璃精确成形（吹制法、拉制法、压制法和吹-压
制法四种）
.
瓶罐玻璃的成形---- “吹－吹法”成形
.
3）高分子材料的精确成形
前者以力学性能为主，后者以物理、化学特性为主。
根据用途分类
建筑材料（building materials）、航空材料（aviation materials）、 电子材料（electronic materials）、半导体材料（semiconductor materials）
根据状态分类
固体材料(solid materials)、液体材料(liquid materials)、粉末材料 (powder materials)
1.1 材料种类及其成形方法概述
(1)材料的定义 材料（materials）一般是指可以用来制造有用的构件、
器件或其他物品的物质。
(2)材料的分类 1) 根据化学组成和显微结构特点分类：
金属材料（metal materials）、 无机非金属材料（inorganic non-metallic materials）、 有机高分子材料（polymeric materials）
高分子材料成形方法
塑料成形
橡胶成形
注射成形 挤出成形 中空成形 压缩成形
压制成形 压铸成形 注压成形 压出成形
.
（2）根据材料被加工时所处的状态分类
1）液体材料成形（铸造、焊接） 2）固体（板、块）材料成形（锻造、冲压） 3）半固态成形（半固态铸造（流变和触变）、液态模锻 4）粉末材料成形（注射成形、喷射成形、粉末冶金）
1、钢结构（军舰、铁桥）； 2、蒸汽机、内燃机、机床； 3、电镀、电解铝； 4、不锈钢，铜、铝等有色合金等
1、酚醛树脂、尼龙等塑 料合成技术； 2、陶瓷材料合成制备技 术
1、“资源－材料－制品” 界限的弱化与消失； 2、性能设计与工艺设计
的一体化.要求
1、结构材料轻质化； 2、材料复合技术； 3、航空航天技术迅速发展； 4、陶瓷材料的发展与应用； 5、人造金刚石上； 6、超导材料与技术； 7、计算机技术和信息技术； 8、新材料大量涌现和应用 1、生物工程； 2、环境工程； 3、可持续发展； 4、太空时代
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材料分类框图：
材料
金属材料
无机非金属材料
有机高分子材料
天然材料
人造材料
天然材料
人造材料
天然材料
人造材料
复合材料 .
三种材料细分为：
金属材料：钢铁、铜合金、铝合金、镁合金等； 有机高分子材料：塑料、树脂、橡胶等； 无机非金属材料：除金属材料、高分子材料以外的所有材
复合材料根据其基体材料的不同，又可分为：聚合物基 复合材料（如树脂基复合材料）、金属基复合材料、 无机非金属基复合材料（陶瓷基复合材料）三种。
在复合材料中：以树脂基复合材料用量最大，占所有复 合材料用量的90% 。
.
2）材料的其它分类：
根据性能特征分类
结构材料（structure materials）、功能材料（function materials）。
.
（2）特点
与机械切削加工比较，材料成形加工有如下特点：
第二次 革命
第三次 革命
第四次 革命
第五次 革命
公元前4000年 （中国：公元前 2000年） 公元前1350~1400 年（中国：公元 前500~600年） 公元1500年
20世纪初期
20世纪末期
从漫长的石器 时代进入青铜 器时代
从青铜器时 代进入铁器时 代
从铁器时代 进入合金化时 代
合成材料时 代的到来
.
1.2 材料加工成形的作用、特点及精确成形技术
（1）作用:
1).材料加工技术（Materials Processing Technology）通常是指 铸造、连接、塑性加工、粉末冶金等单元或复合技术的总称（热加 工），此外还有机械切削加工（冷加工） 。几乎所有的材料都要进行 加工后才能进行使用，不经加工的材料直接利用很少。
2).采用铸造方法可以生产各种类和大小的金属零件。铸件在一般机 器生产中占总质量的40~80%。
3).采用塑性成形方法，可以生产钢锻件、钢板冲压件、各类有色金 属的锻件和板冲压件，还可生产塑料件与橡胶制品。在仪表和家用电 器中,塑性成形占~90% .
4).焊接成形技术的应用也极为广泛，它在钢铁、汽车和铁路车辆、 船舶、航空航天飞行器，原子能反应堆及电站、石油化工设备等制造 行业,焊接或连接成形技术都占十分重要的地位。
材料加工成形技术方法与新发展
报告人： 樊自田
.
内容提要
1、材料的分类及其成形加工方法 2、材料加工成形新方法 3、“材料加工工程”学科研究的基本要求
.
1、材料的分类及其成形加工方法
町田辉史等，将材料技术进步，概括为5次革命：
开始时间
时代特征
技术发展契机
对技术和产业的促进和带动作用举例
第一次 革命
.
（3）材料的成形方法分类 1）金属材料的加工成形：
金属材料 成形方法
液态金属 铸造成形
固态金属 塑性成形
重力下铸造
外力下铸造
体积金属成形
板料金属成形
砂型铸造 金属型铸造 熔模铸造 消失模铸造
压力铸造 离心力铸造 挤压铸造 反重力铸造
自由锻 胎模锻 模锻（开式、 闭式、特种）
冲裁 弯曲 拉深 特种成形
新材料设计 与制备加工工 艺时代的开始
1、铜的熔炼； 2、铸造技术
1、自然资源加工技术； 2、器具、工具的发达； 3、农业和畜牧业的发展
1、铁的规模冶炼； 2、锻造技术
1、低熔点合金的钎焊； 2、武器的发达； 3、铸铁技术、大规模铸铁产品； 4、混凝土等
1、高炉技术的发展和成 熟； 2、纯金属的精炼与合金 化
料。主要有：陶瓷、玻璃、胶凝材料（水泥、石灰和石 膏等）、混凝土、耐火材料、天然矿物材料等 。
.
复合材料：
由两个或两个以上独立的物理相，包括粘结材料（基 体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。
复合材料的组成分为两大部分：基体与增强材料。基体 是构成复合材料连续相的单一材料，增强材料是复合 材料中不构成连续相的材料。
金属材料 焊接成形
熔
压
钎
焊
焊
焊
（
（
、
主
电
粘
要
阻
接
是
焊
等
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电
、
弧
摩
焊
擦
）
焊
）
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2）无机非金属材料的精确成形
陶瓷精确成形（塑性滚压成形法、注浆成形法、
粉料压力成形法和特种成形法四种）
玻璃精确成形（吹制法、拉制法、压制法和吹-压
制法四种）
.
瓶罐玻璃的成形---- “吹－吹法”成形
.
3）高分子材料的精确成形
前者以力学性能为主，后者以物理、化学特性为主。
根据用途分类
建筑材料（building materials）、航空材料（aviation materials）、 电子材料（electronic materials）、半导体材料（semiconductor materials）
根据状态分类
固体材料(solid materials)、液体材料(liquid materials)、粉末材料 (powder materials)
1.1 材料种类及其成形方法概述
(1)材料的定义 材料（materials）一般是指可以用来制造有用的构件、
器件或其他物品的物质。
(2)材料的分类 1) 根据化学组成和显微结构特点分类：
金属材料（metal materials）、 无机非金属材料（inorganic non-metallic materials）、 有机高分子材料（polymeric materials）
高分子材料成形方法
塑料成形
橡胶成形
注射成形 挤出成形 中空成形 压缩成形
压制成形 压铸成形 注压成形 压出成形
.
（2）根据材料被加工时所处的状态分类
1）液体材料成形（铸造、焊接） 2）固体（板、块）材料成形（锻造、冲压） 3）半固态成形（半固态铸造（流变和触变）、液态模锻 4）粉末材料成形（注射成形、喷射成形、粉末冶金）
1、钢结构（军舰、铁桥）； 2、蒸汽机、内燃机、机床； 3、电镀、电解铝； 4、不锈钢，铜、铝等有色合金等
1、酚醛树脂、尼龙等塑 料合成技术； 2、陶瓷材料合成制备技 术
1、“资源－材料－制品” 界限的弱化与消失； 2、性能设计与工艺设计
的一体化.要求
1、结构材料轻质化； 2、材料复合技术； 3、航空航天技术迅速发展； 4、陶瓷材料的发展与应用； 5、人造金刚石上； 6、超导材料与技术； 7、计算机技术和信息技术； 8、新材料大量涌现和应用 1、生物工程； 2、环境工程； 3、可持续发展； 4、太空时代