材料成形原理讲义
材料成型原理与工艺
04
材料成求极高，需要具备轻质、高强度、 耐高温等特性。材料成型原理与工艺的发展为航空航天领域 提供了更多的选择，如钛合金、复合材料等。
这些新型材料的应用有助于减轻飞机和航天器的重量，提高 其性能和安全性。
汽车工业领域的应用
随着环保意识的提高和新能源汽车的 兴起，汽车工业对轻量化材料的需求 越来越大。
件。
锻造工艺
01
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03
04
自由锻造
利用自由锻锤或压力机对坯料 进行锻打，形成所需形状和尺
寸的锻件。
模锻
利用模具对坯料进行锻打，使 坯料在模具中形成所需形状和
尺寸的锻件。
热锻
将坯料加热至高温后进行锻打 ，使材料易于塑性变形。
冷锻
在常温下对坯料进行锻打，适 用于塑性较差的材料。
焊接工艺
熔化焊
压力焊
材料成型原理与工艺的发展使得汽车 零部件的制造更加高效、精确，如铝 合金、镁合金等轻质材料的广泛应用 ，有助于降低汽车能耗和排放。
能源领域的应用
能源领域如核能、太阳能等需要大量的特殊材料，如耐高 温、耐腐蚀的材料。
材料成型原理与工艺的进步为能源领域提供了可靠的材料 解决方案，如高温合金、耐腐蚀涂层等，有助于提高能源 利用效率和安全性。
材料成型原理与工艺
• 材料成型原理概述 • 材料成型工艺介绍 • 材料成型原理与工艺的发展趋势 • 材料成型原理与工艺的应用前景
01
材料成型原理概述
材料成型的基本概念
材料成型是通过物理或化学手 段改变材料的形状，以达到所 需的结构和性能的过程。
材料成型涉及多种工艺和技术， 如铸造、锻造、焊接、注塑等。
泡沫金属
通过在金属基体中引入孔洞，制备 出具有轻质、高比强度的泡沫金属 材料。
材料成型原理
材料成型原理材料成型是制造业中一项非常重要的工艺过程，它涉及到原材料的加工和成型，对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
在材料成型过程中，需要考虑材料的性质、成型工艺、设备和模具等多个因素，以确保最终产品能够满足设计要求。
首先，材料成型的原理是基于材料的塑性变形特性。
大多数材料在一定条件下都具有塑性，即可以在外力作用下发生形变而不破坏。
利用这一特性，可以通过加工成型将材料变成所需形状。
塑性变形的原理是在外力作用下，材料分子间发生相对位移，从而形成新的结构，使材料发生形变。
这种形变可以通过压力、拉伸、弯曲等方式来实现，从而得到所需的产品形状。
其次，材料成型的原理还涉及到材料的流变性能。
流变性能是材料在加工过程中的变形行为和变形特性，包括材料的屈服点、流变应力、流变指数等参数。
了解材料的流变性能可以帮助选择合适的成型工艺和设备，并且可以预测材料在成型过程中可能出现的问题，从而采取相应的措施进行调整和优化。
另外，材料成型的原理还与成型工艺和设备密切相关。
不同的成型工艺和设备对于材料的成型过程有着不同的影响。
例如，压铸、注塑、挤压等成型工艺都有其独特的特点和适用范围，需要根据产品的要求和材料的性质选择合适的成型工艺。
同时，成型设备的性能和精度也会直接影响到产品的质量和成型效率。
最后，材料成型的原理还包括模具设计和制造。
模具是实现材料成型的重要工具，它的设计和制造质量直接关系到产品的成型质量和精度。
模具的设计需要考虑材料的流动性、收缩率、成型温度等因素，以确保产品能够满足设计要求。
同时，模具的制造精度和表面处理也对产品的外观和尺寸精度有着重要影响。
综上所述，材料成型的原理涉及到材料的塑性变形特性、流变性能、成型工艺和设备以及模具设计和制造等多个方面。
只有充分理解和把握这些原理，才能够有效地进行材料成型工艺的设计和优化，确保最终产品的质量和性能达到预期要求。
材料成型原理课程
第七章 液态金属与气相的相互作用
10
第十页，共17页。
四、金属(jīnshǔ)玻璃
金金属属玻玻璃璃（的也拉称伸非强晶度态可合高金达）是Duwez等人在1960年首先发现的， 他们通过对熔融Au80Si20合金快速(kuài sù)冷淬获得了金属玻璃。
3～ 4GPa，并具有很好的耐腐蚀
性能、优异的软磁性能、优良的
4
第四页，共17页。
凝固中的固、 液界面溶质
成分
完全(wánquán)扩散平 衡
固-液界面局部平衡 非稳定界面局部平衡 界面不平衡
第七章 液态金属与气相的相互作用
5
第五页，共17页。
快速凝固 的目的
形成 (xíng chén g)
获得(huòdé)优异的 强度、塑 性、耐磨性、耐腐蚀性 等。
第七章 液态金属与气相的相互作用
组织 四、金属玻璃
第七章 液态金属与气相的相互作用
3
第三页，共17页。
一、快速凝固(nínggù)简介
界面推进速率(sùlǜ)大于10 mm/s
快
冷却速率(sùlǜ)达到
固1-0液5界~面10的1移0动K速/率s 赶上或超过原子间扩散速率时，晶体将来
不及转移成分，
。
第七章 液态金属与气相的相互作用
T1 ＜ T2
凝固在很大的过冷度和很高 的冷却速率下进行，凝固组织 (zǔzhī)中会出现非平衡相 。
对铸件和铸锭，通常
GR可=1以0-把3~温10度1K梯/s度，但G和对雾生化长 速法率，GRR联=系10起2~来10，6K用/s。G相R空应间 表(x示iān显gy微īn组g)地织，的偏变析化间和距枝λ从晶
分偏析，还可以利用微重力条 件制备难混熔偏晶合金。
材料成型原理
材料成型原理第1章液态金属的结构与性质物相由界面包围的具有一定成分和结构的均匀体组织物相的机械混合物润湿性是指存在两种互不相溶液体，液体首先润湿固相表面的能力，即一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性压力差物体两侧所受压力的差值现代晶体学表明，晶体的原子一定方式周期排列在三维空间的晶格结点上，表现出平移对称性特征，同时原子以某种模式在平衡位置上作热振动，相对于晶体这种原子有序排列，气体的分子原子，不停的做无规律运动。
液体表现出长程无序特征，液体结构表现出局域范围内的近程有序。
偶分布函数的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的概率。
晶态固体因原子以特定方式周期排列，其偶分布函数以相应的规律呈分立的若干尖锐峰，液体的g(r)出现若干衰减的钝化峰，直至几个原子间距后趋于直线g(r)等于1。
由于能量起伏，液体中大量不停游动着的局域有序原子团簇，时聚时散，此起彼伏，而存在结构起伏，实际金属的现象，还要复杂的多，除了能量起伏及结构起伏，还同时存在着浓度起伏。
长程有序：液体的原子相对于周期有序的晶体固态是不规则的，液体结构宏观上不具有平移、对称性。
黏度是液体内摩擦阻力大小的标志，黏度的物理意义可以视为：作用于液体表面的应力与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例系数。
表面活性元素使液体黏度降低，非表面活性杂质的存在使黏度提高。
黏度的意义：黏度影响金属液的流动性进而影响铸件轮廓的清晰程度。
影响钢铁材料的脱硫，脱磷，扩散脱氧。
熔渣及金属液粘度降低对合金元素的过渡是有利的。
影响铸件内部缩孔或缩松、热裂的形成倾向。
影响精炼效果，夹杂、气孔的形成。
表面张力是表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均所致。
表面是产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。
表面与界面的差别在于后者泛指两相之间的交界面，前者指液体或固体与气体之间的交界面。
原子间结合力越大，表面内能越大，因此表面自由能越大，表面张力也就越大。
材料成型原理
材料成型原理材料成型是制造业中非常重要的一环，它涉及到材料的加工、塑性变形和成型工艺等多个方面。
在材料成型过程中，需要考虑材料的性能、成型工艺、成型设备等多个因素，以确保最终产品的质量和性能。
本文将就材料成型的原理进行详细介绍。
首先，材料成型的原理是基于材料的塑性变形特性。
在材料成型过程中，通过施加外力或者温度对材料进行塑性变形，使其产生所需形状和尺寸。
这需要材料具有一定的塑性，能够在外力作用下发生形变，而不会破坏其结构。
因此，材料的成型性能是材料成型的基础。
其次，材料成型的原理还与成型工艺密切相关。
不同的成型工艺对材料的成型原理有着不同的要求。
例如，在压铸工艺中，需要将熔化的金属注入模具中，通过高压使其充填模腔并形成所需的零件。
而在挤压工艺中，需要将金属坯料通过模具的缝隙挤压成所需形状的截面。
因此，不同的成型工艺对材料的成型原理有着不同的要求。
此外，成型设备也是影响材料成型原理的重要因素。
成型设备的性能和精度直接影响着材料的成型质量。
例如，对于注塑成型设备，需要具备一定的射出压力和温度控制能力，以确保熔化的塑料材料能够充分填充模腔并形成完整的产品。
因此，成型设备的选择和使用对材料成型原理具有重要影响。
综上所述，材料成型原理是基于材料的塑性变形特性，同时受到成型工艺和成型设备的影响。
只有充分理解材料成型的原理，才能够选择合适的工艺和设备，确保最终产品的质量和性能。
在实际生产中，需要根据不同的材料和产品要求，灵活运用各种成型原理，以满足不同的生产需求。
希望本文能够对材料成型原理有所启发，为相关领域的工作者提供一定的参考和帮助。
《材料成型原理》教学大纲(金属凝固原理及塑性成形原理部分,基础知识点概括,考研必备)
§ 9–1 液态金属的脱氧 先期脱氧（焊接） 、预脱氧（熔炼） 、沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧；各种脱氧原理 的概念及优、缺点；锰、硅沉淀的脱氧的比较，温度、熔渣的性质对其脱氧效果的影响； § 9–2 液态金属的脱碳反应 液态金属的脱碳精炼反应原理、目的及工艺原则； § 9–3 液态金属的脱硫 液态金属的脱硫原理及脱硫效果的影响因素、目的及工艺原则； § 9–4 液态金属的脱磷 液态金属的脱磷原理及脱磷效果的影响因素、目的及工艺原则；
小于 180o，所以，非均质形核功Δ G he 远小于均质形核功Δ G ho ， 越小，Δ G he 小，夹杂界面
的非均质形核能力越强，形核过冷度越小； §3-4 晶体长大 液-固界面自由能及界面结构类型、本质及其判据；晶体长大方式
第四章 单相及多相合金的结晶
本章从凝固过程溶质再分配的规律谈起，着重讨论所涉及到的“成分过冷”条件及其对 合金凝固组织的影响规律、 单相固溶体合金及多相合金的凝固。 并为后续章节的内容的讨论 奠定基础。 §4-1 凝固过程中溶质再分配
《材料成型原理》教学大纲
总学时： 96→ 总学分： 6 一、 课程的目的和任务 《材料成型原理》 是材料成形及控制专业主要的院定必修课之一。 本课程的任务是对材 料的凝固成形、塑性成形、焊接成形等近代材料成形技术中共同的物理现象、基本规律及各 成形技术的基本原理、理论基础、分析问题的方法加以阐述，使学生对材料成形过程及原理 有深入广泛的实质性理解，为后续的成形技术具体工艺方法、设备控制等课程的学习，为开 发新材料及其成形技术、分析和解决成形过程中的质量缺陷问题奠定理论基础。 二、 本课程的基本要求 1. 了解液态金属和合金的结构、性质，掌握液态金属与合金凝固结晶的基本规律及结 晶过程中的伴随现象，了解冶金处理对凝固组织与材料性能的影响。 2. 掌握材料成形过程中的物理、化学冶金现象及内部规律 。 3. 掌握塑性成形力学基础理论、塑性成形过程中的分析方法与原理。 三、 与其它课程的联系与分工 本课程的理论基础是数学、物理、物理化学、冶金传输原理、工程力学、金属学与热处 理。本课程重点在于阐述成形技术的理论基础、基本原理、分析问题的方法，而不涉及具体 成形工艺方法及参数。 各种具体的成形工艺方法、 原理过程及控制等将在后续专业课程中学 习。 四、 课程内容与学时分配 章次 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 十三 十四 十五 十六 十七 十八 十九 内容 绪论 液态金属的结构和性质 凝固温度场 金属凝固热力学与动力学 单相及多相合金的结晶 铸件宏观组织及其控制 特殊条件下的凝固与成形 液态金属与气相的相互作用 液态金属与渣相的相互作用 液态金属的净化与精炼 焊接热影响区的组织与性能 凝固缺陷及控制 粉末冶金原理 金属塑性成形的物理基础 应力分析 应变分析 屈服准则 材料本构关系 金属塑性变形与流动问题 塑性成形力学的工程应用 总学时数 2 4 6 4 4 2 4 4 4 4 4 12 4 4 6 4 3 8 4 9 课堂讲授学时数 2 4 4 4 4 2 4 4 4 4 4 8 4 4 6 4 3 6 2 9 2 2 4 2 实验时数
材料成型原理-讲义
提高，产生冷脆性；硫产生热脆性；氮产生时效脆性；氢会产生白点；氧是以氧化物的形式
存在与铁素体中的，会降低钢的疲劳强度和塑性；合金元素溶于固溶体，将使抗力提高塑性
降低。
（二）组织的影响
1）单相组织与多相组织的影响：单相组织（纯金属或固溶体）比多相组织塑性好。多相组
织由于各相性能不同，使得变形不均匀，同时基体相往往被另一相机械地分割，故塑性降低。
金。金属在超塑性状态具有极好的成形性和低的变形抗力，所以超塑性成形工艺已越来越多地 用于工业生产。超塑性成形工艺包括超塑性等温模锻、挤压、吹塑成形、无模拉丝和拉延等工 艺。图示为超塑性无模拉伸示意图，这种方法根据超塑性对温度及变形速度的敏感性，用一感 应线圈加热，控制拉伸速度，即可进行无模拉伸。
备注
时，便形成了一个原子间距的滑移量。同一滑移面上有大量的位错移到晶体表面时，则形成
一道滑移线。
→
→→
刃型位错移动时造成滑移的示意图；
→
→
螺型位错移动时造成滑移的示意图 临界剪应力
晶体在外力作用下开始产生滑移时，必须有一定大小的临界剪应力。许多实验证明，不 同金属取向的金属单晶体，在不同的拉伸应力作用下开始滑移，但这些应力在滑移面和滑移 方向上的分量（即临界剪应力）是完全相同的，这一规律称为临界剪应力定律。 影响临界剪应力的因素，主要有以下几点：
金属塑性成形优点： (1) 组织、性能好。 (2) 材料利用率高，流线分布合理。 (3) 尺寸精度高，不少成形方法已达到少或无切削的要求。 (4) 生产效率高，适于大批量生产 金属成形方法分类： 塑性成形：体积成形：自由锻和模锻、挤压、拉拔、轧制。 板材成形：冲裁、弯曲、拉延、翻边。 特种成形：旋压、胀形、电磁成形、充液拉延。
材料成型原理课件
最新的凝固理论有： 快速凝固理论 凝固过程组织形态选择的时间和历史相关性 复合材料凝固特性 枝晶间距选择的容许范围等
凝固技术的发展
在新的凝固理论指引下，凝固技术又有了长足 的进步。典型代表就是定向凝固技术、快速凝固 技术和复合材料的获得。此外，还有金属半固态 成形技术等。
铸造高温合金涡轮发动机叶片
离心铸造等。 新的铸造成形技术（净终成形铸造）有：
消失模铸造、定向凝固熔 模铸造、半固态铸造、 快速铸造成形技术等等。
4、数字化铸造 模拟仿真是材料科学与制造科学的前沿领域及 研究热点。 5、网络化铸造 在网络化环境下，铸造过程的模拟仿真将在新 产品的研究与开发中发挥重要作用。
6、清洁化铸造 目前全世界每年产生废弃物约250万亿吨。 铸造行业是消耗资源的大户，已成为可持续发 展政策和规划的关注焦点，铸造行业必须走清洁 生产的道路。 绿色铸造是长期的努力方向及目标。
等轴多晶体
定向凝固柱状晶 单晶
计算机的应用 铸件充型凝固过程计算机模拟仿真技术； 快速成形技术； 过程和设备运行的计算机控制。
充型-凝固过程数值模拟
温度场模拟
应力场模拟
a)
b)
应力分布的模拟结果
a)原设计方案 b) 重新设计的方案
铸件微观组织模拟
石墨大小分布情况
布氏硬度分布情况
0.3我国铸造技术的辉煌历史
司母戊鼎
是中国目前已发现 的最重的青铜器。司 母戊鼎是中国商代后 期王室祭祀用的青铜 方鼎，1939年在河南 省安阳出土。高133厘 米、口长110厘米、口 宽79厘米、重832.84 千克 。
四羊铜尊
商晚期的贮酒器。 1938年出土于湖 南宁乡，是我国 现已发现的较大 的方尊，高58.6 厘米，重34.5公 斤。
材料成型原理
介绍《材料成形原理》（第一部分）教学计划的内容，介绍本课程的目的和任务，材料成形的内容及其在国民经济、国防和高新技术领域中的意义，以及各种材料成形技术（凝固、焊接和热处理）的原理冶炼冶金、粉末冶金、塑性成形）的发展历史、现状和趋势。
教学要求和教学重点：使学生了解“材料成型”的重要性和“材料成型原理”课程的主要内容，全面了解本专业，激发学生的专业兴趣和学习热情。
第一章是液态金属的结构与性能。
本章将以液态金属为例，简要介绍液态结构的相关知识，重点介绍近年来的新突破和新成果。
对于液体的性质，我们主要讨论与液体形成有关的粘度和表面张力。
教学内容和要求：液体、固体和气体的结构比较及衍射特性；液态金属结构理论模型：随机密排硬球模型、液态金属结构晶体缺陷模型、液体结构理论描述和颗粒间相互作用实际金属；液态金属液态结构的理论模型；液态合金的性质：液态合金的粘度及其影响因素及其在材料成形中的意义；表面张力的本质和影响表面张力的因素及其在材料成形中的意义；液态金属充型能力的基本概念，液态金属阻止流动和充型能力的机理；影响充型能力的因素、重点和教学难点；液体的长距离无序和短距离序列的特点；液体结构典型参数：平均原子距离R，配位数n；真实金属液相结构和“能量涨落”、“结构涨落”和“浓度涨落”特征；粘度的性质和影响表面张力的因素及其形状意义；液体结构和配位数的特征；表面张力的性质和性质影响表面张力的因素；表面张力、液膜破裂的临界力以及表面张力对凝固热裂纹的影响所引起的曲面两侧的压差金属液从液态到固态的凝固过程包括传热，传质与固液界面动力学。
传质速度和界面推进速度与传热和温度分布密切相关。
因此，凝固温度场的研究是研究宏观和微观凝固过程（包括凝固形核和长大、晶体形态、凝固应力和缺陷）的基础。
教学内容和要求：温度场与传热的基本理论与方程；凝固温度场求解方法；铸件凝固温度场解析解；铸件凝固时间计算；界面热阻及实际凝固温度场；得到了铸件凝固温度场和动态凝固曲线；铸件的凝固方式及其影响因素；熔焊过程中温度场的基本类型及影响温度场的因素。
材料成形绪论讲义课件
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THANKS
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未来，随着新材料、智能制造和绿色制造等领域的快速发展，材料成形技术将迎来更多的发展机遇和挑战。
材料成形技术的发展历史悠久，最早可追溯到古代的铸造和锻造技术。
材料成形的工艺方法
CATALOGUE
02
利用砂型生产铸件的方法，适用于各种合金和铸铁件的生产。
砂型铸造
熔模铸造
压力铸造
通过熔化易熔模料获得空腔铸型，常用于精密铸造。
轻质材料
如碳纤维复合材料，在汽车、航空航天和体育用品等领域的应用逐渐增多，以提高产品的强度和减轻重量。
高性能复合材料
具有高硬度、高耐磨性和耐高温等特点，在机械、电子和化工等领域有广阔的应用前景。
新型陶瓷材料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通过引入先进的工业机器人、自动化设备和传感器等技术，实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。
压力焊
利用熔点低于母材的金属作为钎料进行焊接。
钎焊
通过注射机将塑料熔体注入模具中成型。
注射成型
通过挤出机将塑料熔体挤出成型。
挤出成型
通过压延机将塑料片材压制成所需形状。
压延成型
材料成形的理论基础
CATALOGUE
03
流变学是研究材料在应力、应变、温度等因素作用下，其形状和尺寸发生变化的科学。
材料成形绪论讲义课件
目录
CATALOGUE
绪论()材料成形基本原理课件讲义
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
铸造
学 习
焊接 锻压 过程中的
粉末冶金
金属学原理 冶金原理 物化原理 热力学原理 塑性力学原理
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
第一章 液态金属的结构和性质 第七章 液态金属用
各类以工材艺料知（识金…属）…为加加工工过对程象
材料以基过本程理控论制…为质…量加保工证对措象施
以实现产品制造为目的
机电具控有制以理论上…特…征加的工设备
制造工程类专业
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
凝固成形 塑性成形 焊接成形
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
第三章 金属凝固热力学与动力学 第九章 液态金属的净化与精炼
第四章 单相及多相合金的结晶 第十章 焊接热影响区的组织与性能
第五章 铸件宏观组织及其控制 第十一章 凝固缺陷及控制
第六章 特殊条件下的凝固与成形
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
[焊接] ：通过加热或加压，或两者并用，
并且用或不用填充材料，使焊件达到原子 结合的一种加工方法。
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
《材料成形原理》课程教学目的与内容
材料加工的主要方法
冷加工 —— 车、铣、刨、钳、磨
加工 热加工
铸 —— 凝固（液态）成形 锻 —— 塑性（高温、室温）成形 焊 —— 连接成形
材料成型原理材料成型技术
材料成型原理材料成型技术材料成型原理及材料成型技术材料成型原理材料成型是通过制造工艺将原材料转化为所需的形状和尺寸的过程。
在材料成型的过程中，需要了解和应用材料成型原理，以确保最终产品的质量和性能。
1. 塑性成型原理塑性成型是指通过在一定温度下施加力来改变金属材料形状的方法。
在塑性成型过程中，材料受到的作用力使其发生塑性变形，从而得到所需的形状。
常见的塑性成型方法包括轧制、挤压、拉伸、冷冲压等。
2. 粉末冶金原理粉末冶金是指将金属或非金属粉末经过成型和烧结等工艺制成所需产品的方法。
在粉末冶金过程中，首先将粉末与有机增塑剂混合，然后通过成型工艺将其压制成所需形状，最后进行烧结使其结合成整体。
3. 注塑成型原理注塑成型是将塑料通过加热溶融后，通过高压注入模具中，并通过冷却使其固化成为所需形状的方法。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产过程中，如塑料杯、塑料零件等。
4. 焊接成型原理焊接成型是通过热能使两个或多个工件相互结合的过程。
焊接成型可以分为熔化焊接和非熔化焊接两种类型。
熔化焊接是利用能量将工件加热至熔化状态，使其相互结合，如电弧焊、气焊等；非熔化焊接是通过压力或热传导使工件相互结合，如电阻焊、激光焊接等。
材料成型技术在材料成型的过程中，常用的成型技术有许多种类，以下是其中几种常见的成型技术。
1. 压力成型技术压力成型技术是通过施加压力改变材料形状的技术。
压力成型技术包括锻造、挤压、冲压等。
锻造是将金属材料置于模具中，并通过锤击、压力等力量改变其形状。
挤压是通过在模具中施加高压使材料产生塑性变形，并得到所需形状和尺寸。
冲压是通过模具的剪切和冲击力将金属材料剪切或冲击成所需的形状。
2. 热处理技术热处理技术是通过加热或冷却材料以改变其组织结构和性能的技术。
热处理技术包括退火、淬火、回火等。
退火是通过加热材料至一定温度后缓慢冷却至室温，以改变其组织结构和性能。
淬火是将材料加热至一定温度后迅速冷却，以使材料达到高强度和硬度。
材料成型基本原理
材料成型基本原理
材料成型是指将原料经过一定的加工工艺，使其形成所需的形状和结构的过程。
在工程制造中，材料成型是非常重要的一环，它直接影响着制品的质量和性能。
材料成型的基本原理包括塑性变形、断裂和破碎、流变变形等多个方面，下面我们就来详细介绍一下。
首先，塑性变形是材料成型中的重要原理之一。
塑性变形是指在材料受到外力
作用下，原子和分子重新排列，使材料形成永久性变形的过程。
这种变形是可逆的，也就是说在去除外力后，材料还能保持一定的形状和结构。
塑性变形是材料成型中最常见的一种变形方式，通常通过挤压、拉伸、压缩等方式实现。
其次，断裂和破碎是材料成型中需要避免的问题。
在材料成型过程中，如果受
到过大的外力作用，材料就会发生断裂和破碎。
这种现象会导致制品的质量下降甚至无法使用。
因此，在材料成型过程中，需要控制外力的大小和方向，以避免材料的断裂和破碎。
另外，流变变形也是材料成型中的重要原理之一。
流变变形是指在材料受到外
力作用下，其形状和结构发生可逆性变化的过程。
这种变形通常发生在高温下，材料处于液态或半固态状态时。
在流变变形过程中，材料的粒子会发生流动，从而改变其形状和结构。
综上所述，材料成型的基本原理包括塑性变形、断裂和破碎、流变变形等多个
方面。
在实际工程制造中，需要根据不同的材料和成型要求，选择合适的成型工艺和方法，以确保制品的质量和性能。
同时，也需要加强对材料成型原理的研究，不断提高成型工艺的水平，为工程制造提供更好的技术支持。
材料成型原理
材料成型原理材料成型是指将原料通过一定的工艺方法，使其获得一定形状和尺寸的过程。
在工业生产中，材料成型是非常重要的一环，它直接影响着产品的质量和性能。
而材料成型的原理则是决定了整个成型过程的基础，下面我们将对材料成型原理进行详细的介绍。
首先，材料成型的原理包括物理原理和化学原理两个方面。
物理原理是指在成型过程中，材料受到外力作用下的形变规律和力学性能变化规律。
而化学原理则是指在成型过程中，材料的化学性能和结构性能的变化规律。
这两个方面相辅相成，共同决定了材料成型的整体过程。
其次，材料成型的原理还包括了温度、压力、时间等因素的影响。
温度是指在成型过程中，材料受热后的软化和流动性增强，从而更容易形成所需的形状。
压力则是指在成型过程中，外部施加的力量，使材料克服内部分子间的相互作用力而发生形变。
时间则是指在成型过程中，材料受力的持续时间，对于材料的形变和性能变化有着重要的影响。
另外，材料成型的原理还与材料的性质密切相关。
不同的材料具有不同的成型原理，比如金属材料的成型原理与塑料材料的成型原理就有很大的区别。
金属材料的成型原理主要是通过塑性变形来实现，而塑料材料的成型原理则是通过熔融和流动来实现。
因此，在进行材料成型时，需要根据材料的性质来选择合适的成型原理。
最后，材料成型的原理还与成型工艺密切相关。
不同的成型工艺有着不同的原理，比如锻造、压铸、注塑等成型工艺都有着各自的原理。
在进行材料成型时，需要根据具体的成型工艺来选择合适的原理，并进行相应的操作。
综上所述，材料成型的原理是一个复杂而又多方面的问题，它涉及了物理、化学、力学等多个学科的知识。
只有深入理解材料成型的原理，才能更好地掌握成型工艺，提高产品的质量和性能。
希望本文对材料成型原理有所帮助，谢谢阅读！。
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结论
• ( l )现有的流变学理论有待进一步发展以便深人地解析有关粉末注射成形过程 中涉及到的物 料流动与变形问题
• （2通过对流变学体系结构进行分析，可以用模型方法建立流变学方程并进情况行解 析,在 一定程度上可以说明物料在注射成形中的变形与流动
• （3）流变学的应用对与高分子聚合物的成形、缺陷的降低都有巨大的作用
概念介绍
流变学：是研究材料的流动与变形的科学，在粉末注射成型等工 业生产及日常生活中有着广泛的应用，流变学的主要研究对象是 非牛顿流体。
粉末注射成形：简称MIM，是一门新型成型技术。它是集塑料注 塑成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多 学科相互渗透交叉的产物，其原理是利用模具注射成型坯件并通 过烧结快速制造高密度、高精度、高强度、三维复杂形状的结构 零件，尤其是一些形状复杂利用机械加工等工艺方法加工或难以 加工的小型零件。 粉末注射成形的优点有： （1）可以自如完成，（2）成本低、效率高、一致性好等优点， （3）易形成批量生产
流变 学问 题分 析
应力松 弛
流变模 型
标题
材料在恒定应变下，应力 随着时间的变化而减小至 某个有限值，这一过程称 为应力松弛。这是材料的 结构重新调整的另一种现 象
此处插入文本框
注射成形工艺选择
注射成形粉末的选择 注射成形粘结剂的选择 粉末混炼、烧结与注射 注射成形的发展趋势与问题
粉末的选择
粉末的特性直接影响粉末注射成形的后续加工 作为注射成形的主要原材料要求原料粉末细小 以保证良好的流变特性和较大的烧结速率粒径 小的粉末在注射成形时的流动性好烧结快保形 性好 但微细粉末生产成本很高且容易团聚脱脂 速率慢烧结收缩大 因此注射成形经常使用粒径 在几微米到２０微米之间的粉末，因为小颗粒 可以填充在大颗粒的孔隙中因此高体积分数的 大颗粒和低体积分数的中等粒度的粉末有利于 获得较高的密度但较宽的粒度分布容易造成注 射成形时的两相分离
混炼、注射、烧结
粉末混炼：粉末与粘结剂混合得到均匀注射料的过程 关键参数为混料温度高低与剪切力大小；混炼过程中， 表面活性剂可改善颗粒团聚倾向和减少表面之间的摩 擦；混料质量的好坏直接关系到原料的流动性，从而 影响注射成型的质量 粉末注射：采用注射剂将注射料挤进模具，在注射过 程中注意注射温度、注射压力、注射速度等参数 烧结：脱脂后胚料强度、密度都很低，将配料加热到 0.7~0.8倍熔点，并保温使得粉末颗粒达到冶金结合， 提高密度改善性能。
西华大学材料成 型原理课程
流变学-粉末注射成形文献综述
2015级材料科学与工程-赵祥
目录
1 摘要 2 粉末注射成形介绍及流变学原理 3 粉末成型的工艺及选择 4 结论
摘要
流变学出现于20世纪80年代，在研究橡胶、塑料、油漆、 玻璃、混凝土，以及金属等工业材料;岩石、土、石油、矿 物等地质材料;以及血液、肌肉骨骼等生物材料的性质过程 中，发现使用古典弹性理论、塑性理论和牛顿流体理论已 不能说明这些材料的复杂特性，于是就产生了流变学的思 想。经过这几十年的研究探索与发展，现在流变学已经在 工业生产、医疗卫生以及日常生活各个方面都有应用。 主要研究集中于金属在铸造、锻造，高分子聚合物的注塑 成型，细胞与血液等方面
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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蠕变
蠕变是指材料在恒定载荷作用 下，变形随时间而增大的过程。 蠕变是由材料的分子和原子结 构的重新调整引起的，这一过 程可用延滞时间来表征。即当 卸去载荷时，材料的变形部分 地回复或完全地回复到起始状
态
蠕变
流变模型
力学流变模型：在单轴拉伸或压缩、 单剪或纯剪的情况下，应力应变特性 物理流变模型：考虑到材料物理特性、 晶体内部和边界对流变性能的影响
粉末注射成形的问题与发展方向
• 注射成形的问题： • 粉末极易发生自燃，因此需在氩气保护的箱体中将微细粉末与粘结剂混合，使粉末表面被
粘结剂覆盖在喂料和烧结过程中被氧化 • 注射成型的发展趋势（1）材料体系的多方向拓展（2）新粘结剂体系的开发（3）新脱脂工
艺的开发以缩短脱脂时间，提高生产效率（4）朝着成形更小、更精细的发展
粘结剂的选择
粘结剂：为了提高压坯的强度或防止粉末偏析而添加 到粉末中的可在烧结前或烧结过程中除掉的物质。 粘结剂的作用：粘结剂对降低喂料的黏度非常重要， 基本要求是润湿粉末表面以使粉末具有良好的流动性 使之充满型腔，此外粘结剂还有另外一个作用即维持 产品形状 粘结剂的选择一般有以下几个方面的要求 （1）粘结剂充分润湿粉末颗粒与粉末混合均匀，（2） 混合后流动性好（3）脱脂时坯料变形小（4）脱脂快 无残留（5）注射成形用粘结剂一般有结合剂润滑剂和 可塑剂表面改性剂组成，粘结剂一般占整个喂料体积 的４０～７０％，根据主要组元和性质可将粘结剂分 为热塑性体系热固性体系凝胶体系和水溶性体系以及 特殊体系