材料成型工艺基础非金属材料成型
无机非金属材料成型工艺资料
➢ 空心注浆（单面注浆） ✓壁厚相同的薄胎制品 ✓吃浆缓慢，不能保持制品绝对均一壁厚。 增加制品壁厚需要时间长
空心浇注花瓶操作示意图
➢ 实心注浆（双面注浆） ✓尺寸大而形状复杂制品 ✓没有多余泥浆排出。 ✓水分同时被模型的两个工作面吸收。
实心浇注鱼盘操作示意图
➢ 提高吸浆速度的方法： （1）减少模型的阻力 （2）减少坯料的阻力 （3）提高泥浆和模型的温度 （4）提高吸浆过程的推动力
6.2 注浆成型
一、注浆成型概念
坯料吃浆
流动性 石膏模 泥浆粘附 的泥浆 吸水性 在模壁上
泥层增厚
坯体
干燥收缩
与模型相 同形状的
泥层
二、注浆成型对泥浆的要求 首要条件
1、流动性好
流动性好，浆料才能在管道中流动并能 充满模型的各个部位。
影响泥浆的流变性质的因素有：
（1）固相含量、颗粒尺寸和形状 （2）温度 （3）粘土及泥浆的处理方法 （4）稀释剂（电解质）
1）泥浆 水分，陈腐时间，电解质种类及用量 2）操作 夹有气泡
3）石膏模 混有杂质或颗粒太粗, 过湿、过干、过旧， 表面沾有灰尘。
2、开裂 1）泥浆配方不当； 2）电解质用量不当,或陈腐不足、不均； 3）接坯的双部分干湿不一致； 4）操作不当、厚薄坯； 5）脱模太早或太迟,干燥温度过高。
3、变形 1）泥浆混合不匀，干燥收缩不一。 2）泥浆水分太高，干燥收缩过大。 3）倾浆操作不当，坯体厚薄不匀。 4）模型过湿，或脱模过早，出模操 作不当，湿坯没有放平、放正。
第六章 无机非金属材料成型工艺
本章主要内容 6.1 概述 6.2 - 6.12 成型工艺 6.13 成型模具 重点：注浆成型、塑性成型、
压制成型
材料成型发展史-非金属材料
6.2
工程陶瓷（engineering ceramics）
6.2.1 性能特点
高 E、刚性好；
抗压强度 >> 抗拉强度，硬度高；
高熔点，高温强度好； 特殊电学性能（绝缘、半导体，压电、热电等） 。
6.2.2 常用工程结构陶瓷 ⑴普通陶瓷（传统陶瓷） 粘土制坯熔烧，成本低；杂质、玻璃相等，性能不高。 ⑵特种陶瓷 人工化合物原料烧结而成，比较纯净，性能优良。 1)氧化物陶瓷 •氧化铝陶瓷 主成分Al2O3(Al2O3含量越高，性能越好)。 ①硬度高且热硬性好：刀具材料、模具材料。 ②高 电 绝 缘 性：内燃机火花塞等电绝缘材料。 ③高 耐 蚀 性：耐酸、碱及熔融金属、玻璃，化 工用泵、阀门等耐蚀材料。 ④耐 热：高温器皿、炉件等高温结构材料。 •其他：ZrO2、MgO 、CaO 、 BeO等。
6.3.2 性能特点 比强度（σ b/ρ ）、比刚度（E/ρ ）高；
破损安全性好；
减振性能好；
高温性能好；
成形工艺简单；
耐磨性优良。
6.3.3 常用复合材料与应用 •复合材料分类： 常按增强体性质（与形态）分类。 •纤维增强复合材料： 长纤维或短纤维+基体。 •颗粒增强复合材料： 如SiC(Al2O3)+铝。 •层叠复合材料： 多层不同材料复合（如两层玻璃夹一层塑料的安全 玻璃）。 •骨架复合材料： 如多孔浸渍（低摩擦系数油脂或塑料）材料。 •应用：
•应用： 玻璃态：
结构材料（性能比较刚硬），如塑料制品。
高弹态：
弹性材料，如橡胶制品。
粘流态：
粘结剂；高聚物的成形加工（Tf∽Td）状态。
⑵性能特点 密度小；强度低但比强度高；弹性模量小； 高弹性；绝缘性好；耐磨及减振性好； 耐蚀；易蠕变；可加工性好。 ⑶高分子化合物的老化与防老化 •老化：高聚物因外界物理因素、化学因素、生物因素等 长时作用下的性能劣化现象。 •原因：大分子链的交联或裂解断链。 •措施：改变高聚物结构（加强其稳定性）；防老化剂； 表面防护。
材料成型内容要点(完整版)
《材料成形工艺基础》要点第一章金属的液态成形第一节液态成形理论基础1.三种凝固方式（逐层、糊状、中间）及其影响因素（结晶温度范围、温度梯度）2.合金的流动性及其影响因素（合金成分）a)为什么共晶合金的流动性好？3.合金的充型能力对铸件质量的影响（浇不足、冷隔）4.影响充型能力的主要因素（合金的流动性、浇注条件、铸型条件）5.合金收缩的三个阶段（液态、凝固、固态）6.缩孔、缩松产生的原因、规律（逐层：缩孔；糊状：缩松；位置：最后凝固部位）7.缩孔与缩松防止（定向凝固原则；措施：加冒口、冷铁）8.铸造应力产生的原因和种类（热应力、机械应力或收缩应力）9.热应力的分布规律（厚：拉；薄：压）及防止（同时凝固原则）10.铸造残余应力产生的原因（热应力）及消除措施（时效处理）11.铸件变形与裂纹产生的原因（故态收缩，残余应力）12.变形防止办法（同时凝固；反变形；去应力退火）13.热裂纹与冷裂纹的特征第二节液态成形方法1.常用手工造型方法（五种最基本的方法：整模、分模、活块、挖砂、三箱）的特点和应用（重在应用）2.机器造型：实现造型机械化的两个主要方面（紧砂、起模）3.熔模铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
a)为什么熔模铸件精度高，表面光洁？b)为什么熔模铸造适合于形状复杂的铸件？c)为什么熔模铸造适合于难于加工的合金铸件？4.金属型铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
a)为什么金属型铸件精度高，表面光洁？b)为什么金属型铸造更适合于非铁合金铸件的生产？5.压力铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
6.低压铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
7.离心铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。
第三节液态成形件的工艺设计1.浇注位置的概念及其选择原则（重在理解和应用）2.分型面的选择原则（重在理解和应用）3.铸造成形工艺参数（加工余量、拔模或起模斜度、收缩率）4.铸造工艺图（能用规定的符号和表达方式正确画出）第四节液态成形件的结构设计1.铸件壁厚设计（大于最小壁厚；小于临界壁厚；壁厚均匀；由薄到厚均匀过渡）a)为什么要大于最小壁厚？b)为什么要小于临界壁厚？c)壁厚不均匀会产生什么问题？2.铸件壁间连接（圆角；避免锐角）3.铸件筋条设计（避免十字交叉）4.铸件外形设计和铸件内腔设计（理解；重在应用）5.结构斜度的设计（结构斜度与起模斜度的区别；重在应用）第二章金属的塑性成形第一节塑性成形工艺基础1.常用的六类塑性成形方法（轧制、拉拔、挤压、自由锻、模锻、板料冲压）2.与铸造比较，塑性成形法的最显著的特点（性能好，但形状不能太复杂）3.塑性变形对金属组织和性能的影响（冷变形条件下和热变形条件下；纤维组织及其性能特点）4.金属可锻性的衡量指标（塑性、变形抗力）及影响因素（成分；组织；温度）5.金属加热缺陷（过热、过烧、脱碳、过渡氧化）与碳钢始锻温度（低于固相线200℃）第二节热锻成形工艺1.自由锻基本工序（镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转）2.自由锻件结构工艺性3.模锻的基本原理（理解）及特点4.胎模锻的概念及特点（理解）第三节板料冲压1.两大类基本工序（分离工序和变形工序）2.冲裁的概念；冲裁变形过程（弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段）及冲裁件断面特征（塌角或圆角带；光亮带；断裂带）3.切断的概念4.弯曲变形的特点（内：压；外：拉）；弯曲的质量问题（弯裂；回弹）；弯裂的防止办法（限制最小弯曲半径；弯曲线与纤维方向垂直）；回弹的防止办法（模具角度比弯曲件角度小一个回弹角值）5.拉深的概念；拉深和冲裁工序所使用的凸、凹模之间的区别（间隙大小；圆角）拉深件质量问题（拉裂与起皱）6.拉深系数的概念及计算7.三类冲模的概念四种挤压方式第三章材料的连接成形第一节焊接成形工艺基础1.三大类焊接方法（熔化焊；压焊；钎焊）；2.熔焊的冶金特点（理解）及保证焊接质量的基本措施（保护焊接区；渗加合金元素；脱氧脱硫）；3.焊接接头的概念（焊缝加热影响区）；4.焊接热影响区的概念（焊接过程中，焊缝两侧受焊接热作用而发生组织与性能变化的区域）；5.低碳钢焊接热影响区的组成及其特点（熔合区；粗晶，性能差；过热区：粗晶，性能差；正火区：细晶，性能好；部分相变区：性能稍差）；6.焊接应力与变形产生的原因（局部加热）；7.防止和减少焊接应力的措施（焊前预热；焊接次序；焊后缓冷；焊后去应力退火）；8.焊接变形的形式（收缩变形；角变形；弯曲变形；扭曲变形；波浪变形）；9.防止和减小焊接变形的措施（刚性固定；反变形；焊接次序；焊前预热；焊后缓冷；矫正）；10.焊接缺陷的种类及其检验方法（理解）；第二节焊接方法1.焊条的组成及作用（焊芯和药皮；焊芯：作电极和焊缝的填充金属；药皮：稳定电弧燃烧；保护焊接区；渗加合金元素；脱氧脱硫）；a)为什么焊条药皮中要加脱氧剂？2.两种重要的焊条（J422、J507）；焊条选用原则（重在应用）3.埋弧焊的原理（理解）、特点和应用范围（水平位置焊接长直焊缝；大直径环形焊缝）b)埋弧焊的生产率为什么高于焊条电弧焊？c)埋弧焊与焊条电弧焊相比，为什么可以节省材料？d)埋弧焊为什么不能实现全位置焊接？4.氩弧焊的原理、特点及其应用；5.二氧化碳气体保护焊的原理、特点及其应用（注意与氩弧焊比较理解）e)二氧化碳保护焊时焊丝的成分有何要求，为什么？6.电渣焊的原理（电阻热）及其应用。
非金属材料成形讲解课件
生产工艺的改进与创新
1 2
3D打印技术
利用3D打印技术实现个性化定制和复杂结构的 制造，提高生产效率和降低成本。
连续纤维增强热塑性复合材料
通过将连续纤维与热塑性树脂结合，实现快速固 化、轻量化、可回收等优点。
3
模压成形工艺
利用模具将非金属材料快速、准确地成形，适用 于大批量生产。
市场需求的动态变化
分类
无机非金属材料如陶瓷、玻璃、 水泥等，有机非金属材料如塑料 、橡胶、纤维等。
非金属材料成形的应用领域
航空航天
非金属材料在航空航天领域的 应用，如复合材制造领域的 应用，如塑料、橡胶等。
电子电器
非金属材料在电子电器领域的 应用，如绝缘材料、导热材料 等。
建筑行业
门窗材料
非金属材料如塑钢、铝合金等，用 于建筑门窗的制造和安装，具有隔 热、隔音、美观等优点。
医疗行业中的应用
医疗设备
非金属材料如医用级硅胶、聚乙烯等，用于制造医疗设备如呼吸机、输液器等，具有无毒、无害的优 点。
医疗器械
非金属材料如钛合金、聚醚醚酮等，用于制造医疗器械如手术器械、植入物等，具有优良的生物相容 性和耐腐蚀性。
非金属材料在建筑行业的应用 ，如玻璃、瓷砖、石膏板等。
非金属材料成形的基本原理
成形方法
01
非金属材料的成形方法包括注塑成形、挤出成形、压制成形等
。
材料性质
02
非金属材料的性质如可塑性、流动性、热稳定性等对成形过程
的影响。
成形工艺参数
03
非金属材料的成形工艺参数如温度、压力、时间等对成形质量
的影响。
非金属材料成形讲解课件
目录 Contents
(工艺技术)材料成型工艺基础部分(中英文词汇对照)
材料成型工艺基础部分0 绪论金属材料：metal material (MR)高分子材料：high-molecular material陶瓷材料：ceramic material复合材料：composition material成形工艺：formation technology1 铸造铸造工艺：casting technique铸件：foundry goods （casting）机器零件：machine part毛坯：blank力学性能：mechanical property砂型铸造：sand casting process型砂：foundry sand1.1 铸件成形理论基础合金：alloy铸造性能：casting property工艺性能：processing property收缩性：constringency偏析性：aliquation氧化性：oxidizability吸气性：inspiratory铸件结构：casting structure使用性能：service performance浇不足：misrun冷隔：cold shut夹渣：cinder inclusion粘砂：sand fusion缺陷：flaw, defect, falling流动性：flowing power铸型：cast (foundry mold)蓄热系数：thermal storage capacity 浇注：pouring凝固：freezing收缩性：constringency逐层凝固：layer-by-layer freezing 糊状凝固：mushy freezing结晶：crystal缩孔：shrinkage void缩松：shrinkage porosity顺序凝固：progressive solidification 冷铁：iron chill补缩：feeding等温线法：constant temperature line method 内接圆法：inscribed circle method铸造应力：casting stress变形：deforming裂纹：crack机械应力：mechanical stress热应力：heat stress相变应力：transformation stress气孔：blow hole铸铁：ingot铸钢：cast steel非铁合金：nonferrous alloy灰铸铁：gray cast-iorn孕育处理：inoculation球墨铸铁：spheroidal球化处理：sheroidisation可锻铸铁：ductile cast iron石墨：graphite蠕墨铸铁：vermicular cast iron热处理：heat processing铝合金：Al-alloy熔炼：fusion metallurgy铜合金：copper alloy氢脆：hydrogen brittleness1.2 铸造方法（casting method）手工造型：hand moulding机器造型：machine moulding金属型：metal mold casting金属模：permanent mould压力铸造：press casting熔模铸造：investment moulding蜡膜：cere离心铸造：centrifugal casting低压铸造：casting under low pressure 差压铸造：counter-pressure casting 陶瓷型铸造：shaw process1.3 铸造工艺设计浇注位置：pouring position分型面：mould joint活块：loose piece起模：patter drawing型芯：core型芯撑：chaplet工艺参数：processing parameter下芯：core setting合型：mould assembly冒口：casting head尺寸公差：dimensional tolerance尺寸公差带：tolerance zone机械加工余量：machining allowance 铸孔：core hole非标准：nonstandard label收缩率：rate of contraction线收缩：linear contraction体收缩：volume contraction起模斜度：pattern draft铸造圆角：curving of castings芯头：core register芯头间隙：clearance芯座：core print seat分型线：joint line分模线：die parting line1.4 铸造结构工艺性加强筋：rib reinforcement撒砂：stuccoing内腔：entocoele2 金属塑性加工塑性加工：plastic working塑性：plastic property锻造：forge work冲压：punching轧制：rolling拉拔：drawing挤压：extruding细化晶粒：grain refinement 热锻：hit-forging温锻：warm forging2.1 金属塑性加工理论基础塑性变形：plastic yield加工硬化：work-hardening 韧性：ductility回复温度：return temperature 再结晶：recrystallize再结晶退火：full annealing 冷变形：cold deformation热变性：heat denaturation锻造比：forging ratio镦粗：upset拔长：pull out纤维组织：fibrous tissue锻造性能：forging property可锻性：forgeability变形抗力：resistance of deformation化学成分：chemical constitution热脆性：hot brittleness冷脆性：cold-shortness变形速度：deformation velocity应力状态：stress condition变形温度：deformation temperature过热：overheating过烧：burning脱碳：carbon elimination始锻温度：initiation forging temperature 终锻温度：final forging temperature 2.2 金属塑性加工方法自由锻：flat-die hammer冲孔：jetting弯曲：bend弯曲半径：bending radius切割：cut扭转：twist rotation错移：offsetting锻接：percussion基本工序：basic process辅助工序：auxiliary process精整工序：finishing process模锻：contour forging锻模：forging die胎膜锻：fetal membrane forging剪床：shearing machine冲床：backing-out punch冲裁：blanking弹性变形：elastic distortion塑性变形：plastic yield剪切变形：shearing deformation最小弯曲半径：minimum bending radius 曲率：angularity弯裂：rupture回弹：rebound辊轧：roll forming辊锻：roll forging斜轧：oblique rolling横轧：transverse rolling辗压：tamping drum挤压：extruding拉拔：draft2.3 塑性加工工艺设计工艺规程：process specification锻件图：forging drawing敷料：dressing锻件余量：forging allowance锻件公差：forging tolerance工夹具：clamping apparatus加热设备：firing equipment加热规范：heating schedule冷却规范：cooling schedule后续处理：after treatment分模面：die parting face冲孔连皮：punching the wad模锻斜度：draft angle圆角半径：radius of corner圆饼类锻件：circumcresent cake-like forging 长轴类锻件：long axis-like forging2.4 锻件结构工艺性锥体：cone斜面：cant空间曲线：curve in space粗糙度：degree of roughness2.5 冲压件结构工艺性3 焊接焊接：welding铆接：riverting熔焊：fusion welding压焊：press welding钎焊：braze welding3.1 焊接理论基础冶金：metallurgy电弧焊：arc welding气焊：acetylene welding电渣焊：electro-slag welding 高能束焊：high energy welding 电子焊：electronic welding激光焊：laser welding等离子焊：plasma welding电弧：electric arc阳极区：anode region阴极区：negative polarity弧柱区：arc stream正接法：electrode negative method反接法：opposition method脱氧剂：deoxidizing agent焊缝：welded seam焊缝区：weld zone熔合区：fusion area热影响区：heat-affected zone脆性断裂：brittle fracture过热区：overheated zone正火区：normalized zone相变区：phase change zone焊接应力：welding stress收缩变形：contraction distortion角变形：angular deformation弯曲变形：bend deformation扭曲变形：warping deformation波浪变形：wave transformation反变形法：reversible deformation method 刚性固定法：rigid fixing method预热：warming-up缓冷：slow cool焊后热处理：postweld heat treatment矫形处理：shape-righting3.2 焊接方法埋弧焊：hidden arc welding气体保护焊：gas shielded arc welding氩弧焊：argon welding熔化极氩弧焊：consumable electrode argon welding 钨极氩弧焊：argon tungsten-arc welding二氧化碳气体保护焊：CO2 gas shielded arc welding 碳弧焊：carbon arc welding碳弧气刨：carbon arc air gouging电渣焊：electro-slag welding高能焊：high grade energy welding等离子弧切割：plasma arc cutting (PAC)堆焊：bead weld电阻焊：resistance welding电焊：electric welding缝焊：seam welding压焊：press welding多点凸焊：multiple projection welding对焊：welding neck摩擦焊：friction welding扩散焊：diffusion welding硬钎料：brazing alloy软钎料：soft solder3.3 常用金属材料的焊接焊接性：weldability焊接方法：welding method 焊接材料：welding material 焊条：electrode焊剂：flux material碳素钢：carbon steel低碳钢：low carbon steel中碳钢：medium carbon steel 高碳钢：high carbon steel低合金钢：lean alloy steel不锈钢：non-corrosive steel 有色金属：nonferrous metal 3.4 焊接工艺设计型材：sectional bar药皮：coating焊丝：soldering wire连续焊缝：continuous weld断续焊缝：intermittent weld应力集中：stress concentration焊接接头：soldered joint坡口：groove对接：abutting joint搭接：lap joint角接：corner joint4 粉末冶金（power metallurgy）粉末冶金成品：finished power metallurgical product 铁氧体：ferrite硬质合金：sintered-carbide高熔点金属：high-melting metal陶瓷：ceramic4.1 粉末冶金工艺理论基础压坯：pressed compact扩散：diffusion烧结：agglomeration固溶：solid solubility化合：combination4.2 粉末冶金的工艺流程制备：preparation预处理：anticipation还原法：reduction method电解法：electrolytic method雾化法：atomization粒度：grain size松装密度：loose density流动性：flowing power压缩性：compressibility筛分：screen separation混合：compounding制粒：pelletization过烧：superburning欠烧：underburnt5 金属复合成型技术自蔓延焊接：SHS welding热等静压：HIP准热等静压：PHIP5.1 液态成型技术与固态成型技术的复合高压铸造：high-pressure casting电磁泵：magnetic-pump压射成型：injection molding柱塞：plunger piston冲头：drift pin凝固法：freezing method挤压法：extrusion method转向节：knuckle pivot制动器：arresting gear5.2 金属半凝固、半熔融成型技术凝固：freezing半熔融：semi-vitreous触变铸造：thixotropy casting触变锻造：thixotropy forging注射成型：injection molding5.3 其他金属成型新技术快速凝固：flash set非晶态：amorphous溢流法：press over system喷射沉积：ejecting deposit爆炸复合法：explosion cladding method 扩散焊接：diffusion welding挤压：extruding轧制：roll down6 非金属材料成型技术6.1 高分子材料成型技术高分子材料：non-metal material 耐腐蚀：resistant material绝缘：insulation老化：ageing耐热性：heat-durability粘弹性：viscoelasticity塑料：plastic material橡胶：rubber合成纤维：synthetic fibre涂料：covering material粘结剂：agglomerant粘度：viscosity热塑性塑料：thermoplastic plastics 热固性塑料：thermosetting plastic 通用塑料：general-purpose plastics 工程塑料：engineering plastic薄膜：thin film增强塑料：reinforced plastics浇注塑料：pouring plastics注射塑料：injiection plastics挤出塑料：extrusion plastics吹塑塑料：blowing plastics模压塑料：die pressing plastics聚合物：ploymer semiconductor吸湿性：hygroscopic cargo定向作用：directional action生胶：green glue stock填料：carrier丁苯橡胶：SBR顺丁橡胶：BR氯丁橡胶：CR丁腈橡胶：NBR硅橡胶：Q聚氨酯橡胶：U压延：calender硫化：sulfuration胶粘剂：adhesive胶接：glue joint刹车片：brake block零件修复：parts renewal蜂窝夹层：honeycomb core material 6.2 工业陶瓷制品的成型技术干燥：drying润滑剂：anti-friction结合剂：binder热压铸：hot injiection moulding 6.3 非金属材料成型技术的新进展热压烧结：hot pressed sintering7 复合材料的成型技术复合材料：composite material树脂：resin7.1 金属复合材料的成型技术硼纤维：boron fiber钛合金：titanium alloy碳纤维：carbon filter等离子喷涂：plasma spraying浸渍法：immersion method锭坯：ingot blank7.2 聚合物基复合材料的成型技术晶须：whisker缠绕成形：enwind forming湿法缠绕：wet method enwind 7.3 陶瓷复合材料成型技术溶胶-凝胶法：sol-gel method化学气相沉积：chemical vapor deposition (CVD) 原位：in situ8 材料成型方法的选择粉末冶金：powder metallurgy工程塑料：engineering plastics工程陶瓷：engineering ceramics。
材料成型工艺基础 第四版 第10章 成型材料与方法选择
第10章 成型材料与方法选择
4.环保节能原则 在发展工业生产的同时,必须考虑环保和节能问题,必须 做到以下几点: (1)尽量减少能源消耗,选择能耗小的成型方案,并尽量选 用低能耗成型方法的材料,合理进行工艺设计,尽量采用净成 型、近净成型的新工艺。 (2)不使用对环境有害和产生对环境有害物质的材料,采 用材料利用率高、易再生回收的材料。 (3)避免排出大量CO2 气体,导致地球温度升高。例如汽 车在使用时需要燃料并排出废气,则使用重量轻、发动机效 率高的汽车可降低排耗,可通过更新汽车用材与成型方法实 现。
第10章 成型材料与方法选择
第10章 成型材料与方法选择
10.1 毛坏材料成型方法选择 10.2 常用机械零件的毛坯成型方法选择
第10章 成型材料与方法选择
10.1 毛坏材料成型方法选择
10.1.1 常用的毛坯材料 材料成型中,常用的毛坯材料有金属材料、非金属材料
和复合材料,其中金属材料尤其是钢铁材料仍是目前用量最 大、应用最广的毛坯材料。
第10章 成型材料与方法选择
图10-2 盘套类零件
第10章 成型材料与方法选择
10.2.3 机架、 箱座类零件 机架、箱座类零件一般结构复杂,壁厚分布不均匀,形状
不规则,重量从几千克至数十吨,工作条件也相差很大。机身、 底座等一般的基础零件,主要起支承和连接机械各部件的作 用,除承受压力外,还要求有较好的刚度和减震性;有些机械的 机身、支架还要承受压、拉和弯曲应力的耦合作用,以及冲 击载荷;工作台和导轨等零件,则要求有较好的耐磨性;箱体零 件一般受力不大,但要求有良好的刚度和密封性,这类零件通 常铸造成型。对于不易整体成型的大型机架可采用焊接成型 方法完成,但结构会产生内应力,易产生变形,吸震性不好。
第五章非金属材料的成型工艺
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第一节塑料成型加工工艺
• 注射成型所用的设备是注射机。目前通用的注射机类型很多，尚无 统一的分类方法，但普遍使用的是柱塞式注射机和螺杆式注射机，如 图5-2和图5-3所示。 • 注射成型方法的原理可用图5-2所示的柱塞式注射机来说明。料斗中 的颗粒状物料靠自重喂入柱塞加压室前端，并在其中被加热熔化直至 达到流动状态。然后，启动柱塞，使熔融物料以高压、高速通过料筒 末端的喷嘴，注射到闭合模具内，经一定时间的冷却、定型、固化， 再开启模具，取出制件，即完成一件产品的成型工艺过程注射成型的 工作循环如图5-4所示。 • 目前使用较广泛的是往复式螺杆注射机，其工作原理如图5-3所示。 颗粒状物料通过螺杆的同转，由料斗被推送进入加热的机筒内，并在 其中被加热、塑化，同时逐渐积存在螺杆前端。螺杆因积料产生的压 力而逐渐后退。当螺杆前端的物料积存到所需量时，启动油缸，将螺 杆推向前方，使已塑化好的熔融物料注射到模具内。整个成型是一个 循环的过程，每一成型周期包括:定量加料一熔融塑化一施压注射一 充模冷却一启模取件等步骤。
• 四、压制成型
• 压制成型又称压缩成型，它的成型原理是将受热或受压的固态成型 物料直接加入到模具型腔中，然后合模加压，使其逐渐软化熔融，固 化定型后得到塑料制品，其成型过程如图5-5所示。上一页 下一页源自返回第一节塑料成型加工工艺
• 压制成型主要用于热固性塑料，也可用于热塑性塑料。与注射成型 相比，其优点是可采用普通液压机，而且压制模结构简单(无浇注系 统)。此外，压制塑件内部取向组织少，塑件成型收缩率小，性能均 匀。其缺点是成型周期长，生产效率低，劳动强度大，塑件精度难以 控制，模具寿命短，不易实现自动化生产。 • 压制成型所用的设备为液压机和螺旋压力机，以液压机较为常用。 • 成型热固性塑料时，置于模具型腔中的成型物料由于高温高压的作 用，由固态变为粘流状态，并在此状态下充满型腔，同时高聚物产生 交联反应，随着交联反应的深化，熔料逐步变为固体，最后脱模获得 塑件。热固性塑料压制成型的工作循环如图5-6所示。 • 成型热塑性塑料时，同样存在固态变为粘流态而充满型腔的情况， 与成型热固性塑料的区别在于，它不存在交联反应，因此，在充满型 腔后，需将模具冷却使其凝固，才能脱模而获得塑件。
非金属材料成型工艺
塑料工业包含塑料原料的生产和塑料制品生产。
依据加工时聚合物所处状态不同，分为三种： （1）处于玻璃态的塑料，可以采用切削等机械加工方法和电镀、 喷涂等表面处理方法； （2）当塑料处于高弹态时， 可以采用热冲压、弯曲、真空 成型等加工方法； （3）把塑料加热到粘流态， 可以进行注射成型、挤出成型、 吹塑成型等加工。 Tg：玻璃化温度，使用的最高 温度，反映耐热性，有实际意义； 玻璃态 高弹态 粘流态 Tf：粘流温度，与分子量大小 有关，决定聚合物加工成型的难易。 聚合物若在常温下呈玻璃态可 做塑料，若在常温下呈高弹态可 Tg Tf 温度 做弹性材料，如橡胶。
(1) 排气式注射成型 排气式注射成型应用的排气式注射机，在料筒 中部设有排气口，亦与真空系统相连接，当塑料塑化时，真空泵可将塑 料中合有的水汽、单体、挥发性物质及空气经排气口抽走；原料不必预 干燥，从而提高生产效率，提高产品质量。特别适用于聚碳酸酯、尼龙、 有机玻璃、纤维素等易吸湿的材料成型。 (2) 流动注射成型 流动注射成型可用普通移动螺杆式注射机。即塑 料经不断塑化并挤入有一定温度的模具型腔内，塑料充满型腔后，螺杆 停止转动，借螺杆的推力使模内物料在压力下保持适当时间，然后冷却 定型。流动注射成型克服了生产大型制品的设备限制，制件质量可超过 注射机的最大注射量。其特点是塑化的物件不是贮存在料筒内，而是不 断挤入模具中，因此它是挤出和注射相结合的一种方法。 (3) 共注射成型 共注射成型是采用具有两个或两个以上注射单元的注 射机，将不同品种或不同色泽的塑料，同时或先后注入模具内的方法。 用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑料的复合制品，有代表性的共注 射成型是双色注射和多色注射。
各种助剂 3. 塑料制品的一般生产过程
①原料准备；②成型；③机械加工；④修饰；⑤装配。
材料成型技术基础
材料成型技术基础材料成型技术基础材料成型技术是现代工业的核心技术之一，是将材料加工成所需形状、结构和性能的过程。
材料成型技术分为传统成型技术和先进成型技术两种。
前者包括热加工、冷加工、焊接等，后者则包括快速成型、激光加工、注塑成型等。
无论是哪种成型技术，都需要掌握材料成型技术基础知识才能熟练地操作和完成任务。
1.材料成型技术原理材料成型技术在原理上是通过施加压力，改变材料外观和性质。
采用不同的成型方法和工艺流程，可获得所需的形态和性能。
例如，金属冷加工依靠的是材料的塑性变形，而激光切割则是利用激光的高能量和热量来割断材料。
因此，不同成型技术的原理不同，工艺流程也不同。
2.材料成型技术分类材料成型技术主要可以分为常规材料成型技术和高级材料成型技术两类。
常规材料成型技术包括热加工、冷加工、铸造、焊接、切削等。
这些技术在工业生产中应用广泛，可以制造出各种形态的零部件和产品。
高级材料成型技术是在常规成型技术基础上，运用现代科技和工程技术发展起来的成型技术。
例如，金属材料的选择性激光烧结技术（SLS）、三维打印技术、激光切割技术和注塑成型技术等。
这些技术通常被用于制造高性能、高单价、高品质的工业产品。
3.常规材料成型技术热加工热加工技术是利用高温对材料进行塑性变形的加工方式。
通过热处理，可以使金属变得更加容易软化和延展。
热加工适合于制造大量的同样尺寸和形状的零件，例如轴、齿轮等机械元件。
冷加工冷加工技术是不需要高温处理的制造加工方法。
冷加工一般用于金属加工，由于没有热变形，冷加工一般具有更好的精度和表面光洁度。
冷加工应用广泛，例如冷拔、冷轧、冷环等。
铸造铸造是利用熔化的金属，将其注入模具中成型制品的加工方法。
铸造可以生产出各种不同尺寸和形状的零件，应用范围广泛，例如钢铁、铝合金、铜、铜合金等材料。
焊接焊接是将两个物体连接在一起的加工方式。
焊接广泛应用在车辆工业、建筑工业、航空航天工业等领域，例如电弧焊、气体保护焊、激光焊等技术。
材料成型及控制工程专业基础设置
材料成型及控制工程专业基础设置引言材料成型及控制工程是一门基础课程，为学习和掌握材料工程的相关知识打下坚实的基础。
该课程主要介绍了材料成型工艺及相应的控制技术，包括材料的选择、加工、成型和加工控制等内容。
本文将详细介绍材料成型及控制工程专业基础设置。
一、课程目标材料成型及控制工程专业基础设置旨在培养学生的材料工程思维和实践能力，使其能够理解和应用材料成型工艺及相应的控制技术。
二、课程内容1.材料成型基础–塑性变形原理–金属材料的塑性加工–非金属材料的成型工艺–材料的破裂与断裂2.材料成型控制–压力控制技术–速度控制技术–流量控制技术3.材料成型工艺–铸造工艺–熔融挤压成形工艺–粉末冶金成形工艺–模压成形工艺4.材料成型设备–压力机–注塑机–挤出机–热压机5.材料成型工艺参数优化–成形速度–温度控制–压力控制三、教学方法1.理论授课：通过讲授基本概念、原理和理论知识，使学生了解材料成型及控制工程的基础知识；2.实验教学：通过实际操作材料成型设备，加深学生对材料成型工艺和控制技术的理解；3.课堂讨论：组织学生进行讨论，激发学生的学习兴趣，并培养学生的分析和解决问题的能力；4.课程设计：组织学生进行课程设计，培养学生的实际动手能力和综合应用能力。
四、考核方式1.平时成绩：包括课堂表现、作业质量等；2.实验成绩：包括实验操作技能、实验报告等；3.期末考试：主要考察学生对课程知识的掌握程度。
五、教材与参考书目•教材：《材料成型及控制工程基础》；•参考书目：–《工程材料学》；–《材料科学与工程导论》；–《材料成型原理与技术》。
六、结语通过学习材料成型及控制工程专业基础设置，学生能够掌握材料成型的基础知识和操作技能，为今后的专业学习奠定良好基础。
同时，该课程还能培养学生的创新意识和实践能力，提高学生解决实际问题的能力。
无机非金属材料工学 成型
六、触变性与反触变性
定义：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低 而流动性增加静置后能恢复原来状态。反之，相同泥浆放置一段 时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化 现象，上述现象可重复无数次，统称为触变性。
触变环曲线 a－正触变环；b－负触变环
成型泥料要有一定的触变性，但不要太大。
第三节 浆料的成型
一、成型的工艺原理
多属于粘塑性体，其中液相是连续的（如水泥砂浆、混
凝土浆、陶瓷泥浆、耐火材料浇注料等）。
成型基本过程： 流动→充满模型→具有模型的形状→脱水或水化→坯体 →脱模→干燥或水化→完全的固体（弹性体）。 控制浆体的流动度
触变性是指在剪切应力保持一定时，表观粘度将随着剪切应 力作用时间的持续而减小，剪切应变速率将不断增加的性质。或 者，当剪切应变速率保持不变时，剪切应力将逐渐下降。具有这 种性质的材料称为正触变材料。 反触变性：表观粘度随着应力作用的时间而增加。
触变性的大小可用触变环的大小和方向来表示：逆时针走向 的是正触变，顺时针走向的代表反触变。
Na－粘土＋CaSO4＋Na2SiO4 Ca—粘土＋CaSiO3＋Na2SO4
使得靠近石膏模表面的一层Na-粘土变为Ca-粘土，泥浆由悬 浮状态转为聚沉。石膏起着絮凝剂的作用，促进泥浆絮凝硬化， 颗粒成棚架结构，有利于排水，减少泥坯的阻力，缩短成坯时 间。
3．成型速度 成型速度可由阿德柯克推导出来的吸浆速度公式来计算： 吸浆速率： 将上式移项积分得：
(2)压力注浆可以减少坯体的干燥收缩 常压下注浆时，与坯体表面平行方向上的干燥收缩约 为3％，与坯体表面垂直方向上的干燥收缩为2％。在7MPa 压力注浆时，上述二方向上的收缩分别减小至0.8％及0.3 ％。 (3)压力注浆可降低坯体脱模后留存的水分 常压注浆时，坯体平均留存水分约19.5％，在7MPa压 力下成型的坯体只含17％水分。
无机非金属基复合材料成型工艺及设备
• 1 绪论 • 2 手糊成型工艺及设备 • 3 夹层结构成型工艺及设备 •4 •5 模压成型工艺 模压成型模具与液压机
• 6 层压工艺及设备
目 录
• 7 缠绕成型工艺 • 8 缠绕设备 • 9 无机非金属基成型工艺及 设备
• 9.1 概述 • 9.2 水泥基复合材料 • 9.3 陶瓷基复合材料
无机非金属材料复合材料 特性：
1、能承受高温，强度高 2、具有电学特性 3、具有光学特性 4、具有生物功能
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网， 压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标， 还可执行侦察任务，具有一定空战能力。
1 陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composite）发展概况 陶瓷具有高硬度、高强度、耐高温和 耐腐蚀等十分突出的优秀性能，但它 又有脆性的缺点，这限制了它的更广 泛应用。工艺上采取陶瓷纤维加入陶 瓷基质的办法，来增大它的韧性，取 得有效的结果，既达到增韧又不降低 强 度 。 现 在 已 经 可 以 满 足 1200 ～ 1900℃高温范围内使用的要求。
9.3 陶瓷基复合材料
• • • • 陶瓷基复合材料发展现状 陶瓷基复合材料所用原材料 陶瓷基复合材料成型工艺及设备 连续纤维增强陶瓷基复合材料生产工 艺
重点： 陶瓷基复合材料纤维（晶须）与基体 间的相容性；低温制备技术；陶瓷纤 维与陶瓷基体复合过程中的匹配原则； 陶瓷基复合材料成型方法及烧结原理。
成型工艺方法：喷射法、预拌法、 注射法、铺网法、缠绕法、离心法、 抄取法和流浆法。
二、陶瓷基和水泥基复合材料性能及其应用
1.陶瓷基复合材料性能及应用
稀土离子掺杂YAG透明
陶瓷的显微结构
材料成型技术基础
材料成型技术基础材料成型技术是指通过一系列的加工方法，将原材料加工成所需形状和尺寸的工件的技术。
它是制造业中最基础、最重要的一环，直接影响着产品的质量、成本和生产效率。
材料成型技术包括铸造、锻造、焊接、切削加工、塑性加工等多种加工方法，本文将对这些方法进行简要介绍。
首先，铸造是指将金属或非金属熔化后，借助重力或压力，注入模具中，冷却后得到所需形状的工件的一种加工方法。
铸造方法简单、成本低，适用于制造大型、复杂形状的零件，但其工件的力学性能一般较差。
其次，锻造是指将金属加热至一定温度后，放入模具中进行挤压、冲击或冲裁等加工方法，得到所需形状的工件。
锻造工件的晶粒结构致密，力学性能优良，适用于制造高强度、高耐磨的零件。
接下来，焊接是指利用高温将金属或非金属熔化，使两个或多个工件连接在一起的方法。
焊接方法种类繁多，包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
焊接工艺灵活，适用于各种形状、材质的工件连接，但焊接工件的热影响区较大，容易产生焊接变形和裂纹。
再者，切削加工是指利用刀具对工件进行切削、镗削、铣削等加工方法，得到所需形状和尺寸的工件。
切削加工精度高，表面质量好，适用于制造高精度、复杂形状的零件，但加工过程中产生的废屑多，效率较低。
最后，塑性加工是指利用金属材料的塑性变形特性，通过压力、拉力或弯曲力等加工方法，将金属板材或棒材加工成所需形状的工件。
塑性加工适用范围广泛，适用于各种形状、材质的工件加工，但工件的尺寸精度和表面质量较难控制。
总的来说，不同的材料成型技术各有优势和局限，应根据具体的工件要求和生产条件选择合适的加工方法。
在实际生产中，还可以通过组合应用多种加工方法，充分发挥各种加工方法的优点，实现工件的高效加工和优质制造。
希望本文对材料成型技术有所帮助，谢谢阅读。
【大学】无机非金属材料成型工艺
泥浆中的水沿着毛细管排出后被吸入石膏模毛 细管内。可以认为毛细管力是泥浆脱水过程的 推动力。
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2、化学凝聚过程 泥浆与石膏接触时，在其接触表面上溶有一
定数量的CaSO4，它与泥浆中的Na-粘土和水 玻璃发生离子交换反应，使得靠近石膏模表面 的一层Na-粘土变成Ca-粘土，泥浆由悬浮状态 转变为聚沉。石膏起到絮凝剂的作用，促进泥 浆絮凝硬化，缩短了成坯时间。 Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3
粒度分布是指不同大小颗粒所占的百分比。
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（2）粉料的流动性 当粉料堆积到一定高度后，会向四周流动，始 终保持为圆锥体且自然安息角α保持不变的性质。
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（3）粉料的含水率 粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。 适当 均匀
（4）粉料的拱桥效应 粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大得 多。这是因为实际粉料不是球形，加上表面粗 糙，结果颗粒相互交错咬合，形成拱桥形空间， 增大孔隙率，这种现象称为拱桥效应。
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等静压成型示意图
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6.5 玻璃熔体成型
一、概述 ➢ 玻璃的成型是指从熔融的玻璃液转变为具有固
定几何形状的制品的过程。 ➢ 成型方法有吹制法(空心玻璃制品)、压制法(某
些容器玻璃)、压延法(压花玻璃)、浮法(平板玻 璃)、拉制法(平板玻璃)等。
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二、日用玻璃的成型 1、人工成型
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2、车坯成型 车坯成型，是在车床上将挤压成型的泥段再加工 成外形复杂的柱状制品。
➢ 干车，泥段含水6％—11％。干车坯体尺寸精确， 但粉尘大，效率低，刀具磨损大，已逐渐由湿车 替代。
第四章 非金属材料及复合材料成型方法简介
非金属材料及复合材料成型方法简介第四章第二篇材料成形工艺基础西北工业大学电子教案成型方法⏹塑料件成型⏹陶瓷件成型⏹复合材料成型⏹成型、机械加工、修配和装配⏹挤出成型（挤塑）：利用挤出机将热塑性塑料加热、连续挤出成型为各种断面的制品。
应用：生产塑料板材、棒材、片材、异型材、电缆护层等⏹成型、机械加工、修配和装配⏹注射成型（注塑）：利用注塑机将熔化的塑料快速注入闭合模具型腔内固化成型。
应用：各种塑料制品（电器、设备、民用）⏹成型、机械加工、修配和装配⏹压延成型：使加热塑化的热塑性塑料通过两个以上的相对旋转的滚筒间隙而连续变形的成型方法。
应用：生产连续片状材料返回⏹配料、成型、烧结⏹干压成型：利用冲头对装入模具内的粉末施加压力而成型。
应用：生产形状简单、尺寸↓的制品⏹配料、成型、烧结⏹等静压成型：利用液体和橡胶等对陶瓷坯体施压（受等静压）而成型。
应用：生产性能要求高的电子元件和其他高性能塑料⏹配料、成型、烧结⏹注浆成型：将悬浮着陶瓷颗粒的液体注入多孔模具中，沥干液体后即成型为坯体。
应用：形状复杂、大型薄壁制品⏹配料、成型、烧结⏹热压成型：将具有流动性的料浆，在热压铸机中压缩空气的作用下注入金属模，冷却凝固后成型。
应用：成型复杂制品⏹配料、成型、烧结⏹注射成型：在注射成型机中将粒状粉料注射入金属模具中，冷却后将坯体脱脂后按常规烧结。
应用：复杂零件的大规模生产返回复合材料成型通用方法：颗粒、晶须、短纤维增强复合材料混合→制坯→ 成型纤维增强体增强复合材料增强体预成型→复合⏹金属基复合材料成型⏹树脂基复合材料成型⏹陶瓷基复合材料成型⏹C/C复合材料成型液态金属浸润法：金属基体呈熔融状态时与增强材料浸润结合，凝固成型。
常用方法：常压铸造、液体金属搅拌、真空压力浸渍法、挤压铸造、液态浸渗挤压等•扩散黏结法：在长时间高温和压力下，使固态金属与增强材料（预制坯）的接触面通过原子间相互扩散黏结而成。
粉末冶金法：根据要求将不同金属粉末与陶瓷颗粒、晶须或短纤维均匀混合，放入模具中高温、高压成型。
非金属成型工艺及其他
热压成型工艺适用于各种非金属材料，如塑料、橡胶、复合材料等。
热压成型工艺流程
模具准备
设计并制造模具，确保其精度 和耐用性。
冷却固化
在一定压力下冷却材料，使其 固化定型。
准备原料
根据制品要求选择合适的非金 属材料，并进行预处理，如干 燥、除尘等。
06
非金属成型工艺的
发展趋势与挑战
非金属成型工艺的发展趋势
数字化与智能化
高性能与多功能化
随着信息技术的发展，非金属成型工艺 正逐步实现数字化和智能化，包括工艺 模拟、自动化控制、智能检测等。
为了满足高端制造业的需求，非金属成 型工艺正不断追求高性能和多功能化， 如高强度、高耐磨、高耐热等性能。
环保与可持续发展
开模与脱模
模具打开后，制品从 模具中脱出，完成整 个注塑成型过程。
注塑成型工艺的应用实例
日用品
如塑料瓶、塑料盆、塑料 桶等，这些制品在生活中 应用广泛。
电子产品
如手机壳、电脑外壳等， 这些制品需要具有较高的 精度和外观质量。
汽车零部件
如汽车保险杠、汽车仪表 盘等，这些制品需要具有 较高的强度和耐久性。
特点
可生产大型和中型的塑料容器，成本较低，生产效率高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 真空成型工艺
定义
真空成型工艺是一种塑料加工方法，通过将热塑性塑料或热固性塑料置于加热的模具表面，然后抽真空使塑料在模具 表面贴附、熔融和固化，形成所需形状的塑料制品。
应用领域
广泛应用于生产各种曲面覆盖件、汽车内饰件、建筑模板等。
特点
可加工形状复杂的制品，表面质量好，节能环保。
材料成型与控制介绍
材料成型与控制介绍一、成型工艺基础材料成型与控制是一门涉及材料加工和控制的学科，主要研究如何将原材料转化为具有特定形状、尺寸和性能的制成品。
成型工艺基础是该学科的核心内容之一，它涵盖了各种成型工艺的基本原理、特点和适用范围，如铸造、锻造、焊接、注塑等。
二、材料学基础材料学基础是材料成型与控制的另一个重要组成部分。
该部分主要涉及材料的组成、结构和性能，以及材料在加工过程中的变化和行为。
了解材料的基本属性及其对成型过程的影响，有助于更好地选择和使用材料，优化成型工艺。
三、热工基础热工基础在材料成型与控制中起着至关重要的作用。
热工基础主要研究热量传递的基本规律和控制方法，涉及加热、熔融、凝固等过程。
掌握热工基础对于理解各种热工设备和工艺，以及解决成型过程中的热工问题具有重要意义。
四、金属材料成型金属材料成型是材料成型与控制领域的一个重要方向。
该部分主要研究金属材料的加工工艺，包括铸造成型、锻造成型、焊接成型等。
了解金属材料的成型过程和特点，有助于提高金属制件的性能和使用寿命。
五、非金属材料成型非金属材料成型是材料成型与控制的另一个重要方向。
该部分主要涉及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的加工工艺。
与金属材料相比，非金属材料具有独特的性质和加工特性，需要采用特殊的成型工艺和技术。
六、复合材料成型复合材料成型是近年来发展迅速的领域。
该部分主要研究复合材料的组成、制备和加工工艺，涉及纤维增强复合材料的制造和控制。
复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景，掌握复合材料成型技术对于推动相关领域的发展具有重要意义。
七、成型工艺优化成型工艺优化是提高制件性能和质量的关键环节。
该部分主要涉及工艺参数的优化和控制，通过调整工艺参数，实现制件的形状、尺寸和性能的精确控制。
同时，优化成型工艺还可以提高生产效率、降低成本和提高经济效益。
八、质量控制与检测质量控制与检测是确保制件质量的重要手段。
该部分主要涉及质量管理体系的建立、质量控制技术和检测方法的掌握。
材料成型加工技术基础课件
过热150 ˚C
过热50 ˚C
2. 浇注条件 ——对合金的充型能力有着确定性影
响。
(1) 浇注温度： T浇，粘度，充型能力
问题：1、对薄壁铸件或流动性较差的合金， 怎样防止浇不足和冷隔缺陷的产生？
2、浇注温度是否愈高愈好？
(2) 充型压力：液态合金所受的压力愈大，充型
能力愈好。 如：压力铸造、低压铸造等，充型压力较砂型 铸造提高甚多，故充型能力较强。
一、 液态合金的充型
液态合金的充型能力
—— 液态合金充满铸型型腔，获 得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。
若充型能力不足，易引 起浇不足或冷隔缺陷。
浇不足即是铸件未能获得完整的形状； 冷隔即是铸件虽可获得完整的外形，但存有未完全熔 合的垂直接缝，铸件的机械性能严重受损。
影响充型能力的主要因素：
1. 合金的流动性 ——内因
青铜器，河南安阳出土，重 青铜器，高 20.3 cm。
875 kg, 高 133 cm, 长110 cm，
宽 78 cm
簋：音gui, 盛食物用
Three-legged tripod (三足鼎)
A delicate incense burner (香炉)
They are collected in the Taipei's National Palace Museum.
铸造是历史最为悠久的金属成型方法，直到今天 仍然是毛坯生产的主要方法。在机器设备中铸件所占 比例很大，如机床、内燃机中，铸件占总重量的 70%~90%，压气机中占60~80%，拖拉机中占50~70%， 农业机械中占40~70%。
中国古代金属工艺技术——高超、辉煌
司母戍大方鼎（商代）
“门祖丁”簋（西周）
工程材料及成型工艺基础
工程材料及成型工艺基础
工程材料
1. 金属材料
金属材料是各种工程材料中使用最广泛的一类，其具有较高的强度和
韧性，良好的导电导热性能，以及良好的可加工性。
常见的金属材料
包括钢材、铝材、铜材和锌材等。
2. 非金属材料
非金属材料的应用范围也非常广泛，包括了塑料、陶瓷、橡胶、玻璃、复合材料等。
这类材料的主要特点是密度小，比强度高，电绝缘性能好，耐腐蚀能力强。
3. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料，常见的包
括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
它具有较高的强度、韧性、耐腐蚀能力以及耐磨性，但价格较高。
成型工艺
1. 焊接
焊接是两个工件通过熔化，使两个工件之间形成稳定的结合方式。
常
见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
2. 铸造
铸造是将液态金属或合金注入到预制的模具中，冷却凝固形成所需形状的成型方法。
常见的铸造形式有砂型铸造、永久模铸造和压铸等。
3. 塑料加工
塑料加工是指将塑料在加热的状态下挤压、吹塑、注塑等方式在模具中成型。
常用的加工方法有挤出成型、挤压成型以及注塑成型等。
4. 机械加工
机械加工是指通过旋转或移动切削工具对工件进行切削、加工和成型的过程。
常见的机械加工方法包括车削、铣削和钻孔等。
5. 热处理
热处理是通过加热和冷却的方式改变金属材料的组织结构和性能，可以使金属材料具有更好的耐腐蚀性、韧性和强度。
常见的热处理方法包括淬火、退火和正火等。
合工大材料成型技术基础复习知识点
材料成型技术基础第二章铸造一、铸造的定义、优点、缺点：铸造指熔融金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成型方法。
优点：铸造的工艺适应性强，铸件的结构形状和尺寸几乎不受限制；工业上常用的合金几乎都能铸造；铸造原材料来源广泛，价格低廉，设备投资少；铸造适于制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的零件或毛坯，尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件。
缺点：铸件的质量取决于成形工艺、铸型材料、合金的熔炼与浇注等诸多因素，易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷，且往往组织疏松，晶粒粗大。
二、充型能力的定义、影响它的三个因素：金属液的充型能力指金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
影响因素：①金属的流动性；②铸型条件；③浇注条件。
三、影响流动性的因素；纯金属和共晶成分合金呈逐层凝固流动性最好；影响充型能力的铸型的三个条件；浇注温度和压力对充型能力是如何影响的：影响流动性的因素：①合金成分：纯金属和共晶成分的合金，结晶过程呈逐层凝固方式，流动性好；非共晶成分的合金，呈中间凝固方式，流动性较差；凝固温度范围过大，铸件断面呈糊状凝固方式，流动性最差。
结晶温度范围越窄，合金流动性越好。
②合金的质量热容、密度和热导率：合金质量热容和密度越大、热导率越小，流动性越好。
影响充型能力的铸型的三个条件：①铸型的蓄热系数：铸型从其中金属液吸收并储存热量的能力。
蓄热系数越大，金属液保持液态时间短，充型能力越低。
（在型腔喷涂涂料，减小蓄热系数）②铸型温度：铸型温度越高，有利于提高充型能力。
③铸型中的气体：铸型的发气量过大且排气能力不足，就会使型腔中气压增大，阻碍充型。
浇注温度和压力对充型能力的影响：①浇注温度：提高浇注温度，延长保持液态的时间，从而提高流动性。
温度不能过高，否则金属液吸气增多，氧化严重，增大了缩孔、气孔、粘砂等缺陷倾向。
②充型压力（流动方向上的压力）：充型压力越大，流动性越好。
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管材挤出成型机生产过程
吹塑成型
进入型腔的塑料坯 吹入压缩空气 塑料膨胀 得到中空制品
吹塑薄膜
（三）差压（真空）成型
成本最低 制品特点壁薄,且多为内凹外凸的半壳型.
（四）压延成型---生产片材
人造革生产
第二节 塑料成型模具及制品 结构的工艺性
一、塑料模具概述
塑料模具是利用其特定形状去成型 具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具， 它对塑料零件的制造和成本起着决定的 影响。
1、塑料成型 2、橡胶成型 3、陶瓷成型 4、复合材料成型
第一节 塑料成型
塑料及其特性
1. 定义 合成树脂为主要成分 辅助添加剂组成的具有可塑性的材料。
2. 塑料的结构与性能特点 塑料的性能主要取决于合成树脂的结构。
合成树脂的结构与性能
结构 分子量大 分子的长链结构 呈现卷曲缠结状态
性能 较高的强度、耐磨性 密度小、质轻
表现： 固 ↔ 软化 ↔ 熔融流动 → 分解
T↓
T↓
特点： 可逆反复变化
性能不变化
实质： 物理变化
常见热固性塑料：酚醛塑料（PF） 环氧塑料（EP） 脲甲醛塑料（UF）
常见热塑性塑料：聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 聚氯乙烯（PVC） 聚碳酸酯（PC） 有机玻璃（PMMA） ABS塑料 PA、POM等
压缩模塑特点
可制较大平面制品 但生产周期长 电器开关、餐具等
适合热固性和热塑性塑料，但主要适合 热固性塑料的生产。
2、压缩成型设备、模具
四、其它成型方法
（一）传递模塑
热固性塑料 经过加热室 进入加热模具 成型
（二）挤出成型
使加热或未加热的塑料 通过成型孔 制品
管材挤出成型机结构与工作原理
→ 冷却定型→ 脱模→ 清理→成品
注射成型应用
注射成型过程工艺参数
1、温度 注射成型时需要控制的温度包 括：料筒温度、喷嘴温度和模具温度。
2、压力 螺杆头部注射时对塑料熔体施加 的压力。
3、时间 一次注射成型所需时间。
（二）注塑机与摸具
注射机工作过程
合模系统 注射系统
机身
注射系统
合模系统 注射系统
对塑料模具的要求
1. 生产出的制品应能满足其尺寸精度 、外观 、 物理性能等方面的要求； 2. 从模具使用的角度，要求高效率、自动化， 操作简单； 3. 从模具制造的角度， 要求模具结构合理、 制造容易、成本低廉。
现代塑料制品生产的三项重要因素
高效的设备 合理的加工工艺 先进的模具
塑料模具的发展趋势
一、工程塑料的成型性能
将固体聚合物(粉状/粒状/片状)转变为可流动 状态(熔体或溶液),使其表现出可塑性;
固定其形状并生产出具有使用性能的产品.
所以,与塑料的固体材料性质\流动性质\热物理 性质密切相关.--------成型设备设计和成型工艺.
（一）塑料形变与温度的关系
（二）塑料的流变性能
塑料熔体的流动性质---------表观粘度和熔体流 动速率
利用一切可能的办法. 使塑料原料------具有一定形状和使用价值的制品
具体步骤: 基本原料的配制和准备---- 成型---- 制品后加工
高分子制品设计的流程
分析 形状造型设计 合理选材 样品初步设计(配方设计、工艺设计、结
构设计及模具设计) 样品试制：性能测试、定额测算并核算
成本 产出合格品，编写技术文件
塑 料 的 流 变 性 能
3、温度：一般，随温度增高，粘度降低。
（三）塑料的成型工艺性
1. 流动性 热塑性塑料—用熔融指数表示。
热固性塑料—用拉西格流动性表示。
思考题
铸铁或铸钢的流动性是如何表示的？
2. 收缩性
塑料件的尺寸一般总是小于其模具的尺寸。
收缩率 KL = L0 L1 ×100% L1
表观粘度:反映熔体流动中流层之间的摩擦阻力, 影响因素有分子量、温度、剪切速率、压力等
熔体流动速率：在一定的温度和载荷下，熔体 每十分钟从标准的测定仪所挤出的物料质量。
粘度与其影响因素之间的关系
1、分子量：一般的塑料熔体，粘度随分 子量增高而增大。不同分子量决定其材 料的不同成型方法和用途。
2、剪切速率：大部分塑料熔体的剪切粘 度随着剪切速率增大而减少。对于剪切 速率敏感的材料，可以通过调整剪切速 率来改变熔体粘度。
按合成反应路线分：加聚型树脂 缩聚型树脂
按大分子的结构特征分：线型树脂 支化型树脂 网型树脂
按热行为表现分：热固性树脂 热塑性树脂
热固性树脂
热行为
T↑
T↑
T↑
表现： 固 → 软化流动 → 固化 → 分解
特点： 实质：
一次性不可逆 性能变化
化学变化 分子结构变化
热塑性树脂
热行为 T↑
T↑
T↑
成型方法分类
一次成型:
挤出、注射、发泡、压缩模塑、传递模塑
二次成型：
热成型、固相成型 发展趋势: 节能\省料\提高效率\改进制品性能
后加工
机械加工 修饰 装配
不一定进行后加工工序
二、注射成型
（一）工艺过程
加压下 物料由加热料筒经过主流道、分流道、
浇口注入闭合模腔
原料干燥→加料→塑化 → 注射→保压
式中：L0——模具型腔在室温和标准压力下的单 维尺寸； L1——制品在相同情况下与模具型腔相应 的单维尺寸
思考题
塑料的膨胀系数是钢的好几 倍 ，为什么塑料的成型收缩率 却和铸铁、铸钢的线收缩率相近？
3.结晶性 与成型时的冷却速度有关。
4.热敏性和水敏性
5.毒性、刺激性和腐蚀性
塑料成型加工的核心内容是:
机身 （a）卧式
合模系统
机身
（b）立式
（c）角式
Hale Waihona Puke 机身 （d）角式几种类型的注射机
东 方 仿 真 C O P Y R IG H T
注射成型模具
注射模的典型结构
凡是注射模具， 均可分为动模和定 模两大部分。注射 时动模和定模闭合 构成型腔和浇注系 统。
三、压缩成型
（一）工艺过程
压缩模塑
原料: 粉状\粒状\纤维状 放入:加热好的模具型腔 合模加压:使其成型固化 脱模:得到制品
对化学试剂表现稳定 有可塑性和弹性 对声、热的良好绝缘性
大分子化学键都是共价键 良好的电绝缘性
塑料的性能特点
质量轻、比强度高 化学稳定性好、耐腐蚀 自润滑性好，耐磨 减振性能好 耐热性差、易分解 易老化 刚度差、尺寸不太稳定
3. 塑料（合成树脂）的分类
按来源分：天然树脂 合成树脂