精密成型技术PPT课件
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10-微细加工技术精密成型技术PPT模板
加工方法的多样化
提高微细加工的经 济性
向微型化、高精度、 高集成化的方向发展
加快微细加工的机 理研究
微细加工实用化的一个重要条件就是要 求加工周期较短且经济上可行。
加快微细加工机理的研究，建立微 观世界的数学模型、力学模型和分 析方法，奠定微型机械的基础理论， 对微型机械的设计和制造加工工艺 的制定有很大的实际意义。
气相方法制膜：包括化学气相淀积CVD（如热 CVD、光CVD以及等离子CVD）和物理气相淀积 PVD（如真空蒸发、溅射镀膜、离子镀膜、分子束 外延、离子注入成膜等）。
液相方法制膜：包括化学镀、电镀、浸喷涂等。
其他方法制膜：包括喷涂、涂覆、压延、印刷、 挤出等。
— 9—
1.2 微细加工技术的加工工艺
先进制造技术
1.1 微型机械及其特征
1．微型机械的基本概念
微型机械（Micro Mechanical）又称微 电子机械系统（Micro Electro-Mechanical System，MEMS）或微机械（日本通用名称） 或微系统（欧洲通用名称），是集微型机构、 微传感器、微能源、微制动器、微执行器、信 号处理、智能控制于一体的机电装置。微小的 几何尺寸或操作尺寸、高度集成化、智能化是 MEMS的显著特征。
键合技术：包括硅-硅直接键合和静电键合两种。 硅-硅直接键合是将两个经过磨抛的平坦硅面在高温 下依靠原子的力量直接键合在一起形成一个整体；静 电键合主要是硅与玻璃之间的键合，在400 ℃的温 度下，将硅与玻璃之间加上电压产生静电引力而使两 者结合成一体。
— 10 —
1.2 微细加工技术的加工工艺
7．原子装配技术
1.2 微细加工技术的加工工艺
2．LIGA技术
LIGA是Lithographie（制版术）， Galvanoformung（电铸成型）和 Abformung（微注塑）三个德文单词的 缩写。LIGA技术被公认为是一种全新的 三维立体微细加工技术。LIGA技术的工 艺过程如图4-2所示，可分为深层同步 辐射X射线光刻、电铸成型和注塑三步
精密冲裁工艺及模具PPT课件
下料质量控制
对下料后的材料进行质量 检查，确保符合设计要求。
模具安装与调整
模具选择
模具维护
根据产品特点和生产需求，选择合适 的模具并进行安装。
定期对模具进行检查和维护，延长其 使用寿命。
模具调整
根据实际生产情况，对模具进行调整， 确保其精度和稳定性。
冲裁加工
冲裁参数设置
根据产品要求和模具特点，合理 设置冲裁参数。
结构分析
对现有模具结构进行分析，找出存在 的问题和改进点。
结构优化
根据结构分析结果，对模具结构进行 优化设计，提高模具的性能和使用寿 命。
03
精密冲裁工艺流程
下料
下料
根据产品需求，选择合适 的材料进行下料，确保材 料质量和尺寸满足要求。
下料设备
采用自动化或半自动化设 备进行下料，提高生产效 率和精度。
该公司在精密冲裁工艺的应用过 程中，注重设备投入和工艺优化， 不断改进生产流程，以满足客户
对产品精度的要求。
该公司通过精密冲裁工艺的应用， 成功地拓展了市场，赢得了更多
客户的信任和合作机会。
某公司精密冲裁模具的设计与制造实例
某公司拥有专业的模具设计和制造团队，能够根据客户需求设计制造出高精度、高 质量的精密冲裁模具。
精密冲裁工艺采用标准模 具和设备，能够降低生产 成本，提高经济效益。
精密冲裁工艺的应用范围
01
02
03
04
汽车制造
汽车车身、发动机、底盘等零 部件的制造。
电子制造
电子元件、连接器、端子等零 部件的制造。
家用电器
空调、冰箱、洗衣机等零部件 的制造。
航空航天
飞机、卫星、火箭等零部件的 制造。
成型技术.ppt
的
注意事项
1、加热筒，喷咀、 1、防止喷头堵塞，流涎 通水量如何
前部、中部、后部、 2、熔融树脂的混合均匀
下料口
3、材料熔融可塑化，混
合
4、进料和预热
5、原料的吸收和稳定化
2、模具
产品稳定化，生产良品 1、水压充分否
2、水管接错，均 匀否？
3、材料预备干燥 如生产良品（气泡消除 干燥温度参考时间 等）
第一段快速，到进胶点 前切换，避免冷胶；
第二段慢速，到进胶一 点以后切换，避免注口 部位气纹；
第三段快速，到基本注 满型腔切换，避免缺胶；
第四段慢速填满，避免 批峰，末端烧焦。
螺杆
位置
保 压
基 本
切填
换满
注塑 速度
进即熔 胶将胶 以进终 后胶点
注塑速度设定一般原则
第一段快速填满。 原因：避免冷胶。
下一章：
成形的基本原理
分为四个阶段
1、溶解 2、流动 3、压缩 4、凝固
将树脂塑化到最流动状态。 快速射出填到相对温度较低的模具中。 将所需充分的量补充到模腔中。 冷却固化，取出产品。
也就是：
第一、可塑化工程：对于所使用树脂，要掌握其 温度特性知识，成形条件设定：机筒温度，背压 转速。
第二、充填工程：成形条件设定：树脂温度，模 具温度，射出压力，射出速度。
时间
项目 射出一次压时间
保压时间 二次压以后 冷却时间
中间时间 周期时间 待顶出时间 顶出后停止时间
目
的
充填时间，使产品成形到收 缩状态
生产精度交产品
1、设定保压完了后至开模 时的时间
2、使产品固化（精度保证）
注意事项
料筒温度设定一般原则
第三章精密成型技术ppt课件
通过锻造能消除金属的铸态疏松，焊合孔洞， 锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。 机械中负载高、工作条件严峻的重要零件， 除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊 接件外，多采用锻件。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
精密铸造
定义：精密铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一 种铸造方法。它能获得相对准确地形状和较高的铸 造精度。 较普遍的做法是：首先根据产品要求设计制作 （可留余量非常小或者不留余量）的模具，用浇铸 的方法铸蜡，获得原始的蜡模；在蜡模上重复涂料 与撒砂工序，硬化型壳及干燥；再将内部的蜡模溶 化掉，是为脱蜡，获得型腔；焙烧型壳以获得足够 的强度；浇注所需要的金属材料；脱壳后清沙，从 而获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理 与冷加工。
粉末冶金
粉末冶金工艺流程：制粉 成型 辅助处理
粉末冶金发展现状（仅汽车而言）：我们知道汽车核心
零部件中，附加值较高的主要有：发动机的进排气门、发动机连杆、 变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵主从动齿轮等。而这些零部件中， 主流的核心技术，便是粉末冶金技术。如：连杆是发动机上的重要零 件，许多引进车型图纸上都规定有连杆的疲劳试验负荷，并要求在该 负荷下的疲劳周次达到500万以上。而国内汽车发动机连杆大多采用 的锻钢连杆和铸造连杆疲劳周次要达到50万以上是很困难的，因为连 杆的工字筋部位均不经切削加工，细小的缺陷对连杆的疲劳寿命影响 较大。而国外主流连杆主要采用粉末锻造，如：美国通用汽车公司的 别克轿车，德国宝马公司BMW、GNK Sintermetals公司制造的甚至 连杆达到了抗拉强度1041MPa。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
精密铸造
定义：精密铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一 种铸造方法。它能获得相对准确地形状和较高的铸 造精度。 较普遍的做法是：首先根据产品要求设计制作 （可留余量非常小或者不留余量）的模具，用浇铸 的方法铸蜡，获得原始的蜡模；在蜡模上重复涂料 与撒砂工序，硬化型壳及干燥；再将内部的蜡模溶 化掉，是为脱蜡，获得型腔；焙烧型壳以获得足够 的强度；浇注所需要的金属材料；脱壳后清沙，从 而获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理 与冷加工。
粉末冶金
粉末冶金工艺流程：制粉 成型 辅助处理
粉末冶金发展现状（仅汽车而言）：我们知道汽车核心
零部件中，附加值较高的主要有：发动机的进排气门、发动机连杆、 变速箱齿轮中的同步器锥环和油泵主从动齿轮等。而这些零部件中， 主流的核心技术，便是粉末冶金技术。如：连杆是发动机上的重要零 件，许多引进车型图纸上都规定有连杆的疲劳试验负荷，并要求在该 负荷下的疲劳周次达到500万以上。而国内汽车发动机连杆大多采用 的锻钢连杆和铸造连杆疲劳周次要达到50万以上是很困难的，因为连 杆的工字筋部位均不经切削加工，细小的缺陷对连杆的疲劳寿命影响 较大。而国外主流连杆主要采用粉末锻造，如：美国通用汽车公司的 别克轿车，德国宝马公司BMW、GNK Sintermetals公司制造的甚至 连杆达到了抗拉强度1041MPa。
第3章精密成形技术_图文
第3章精密成形技术精密成型技术是指零件成型后，仅需少量加工或不再加工(近净成型技术或净成型技术)就可用做机械构件的一种成型技术。
它是建立在新材料、新能源、信息技术、自动化技术等多学科高新技术成果的基础上，改造了传统的毛坯成型技术，使之由粗糙成型变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成型技术。
它使得成型的机械零件具有精确的外形、高的尺寸精度和形位精度、低的表面粗糙度。
精密成型技术具有以下特点：(1)可方便快捷地制出过去很难制出的结构件，为新产品的开发提供有力的技术支持，并具有对市场要求做出迅速响应的能力；(2)较理想地保留了材料组织的连续结构，提高了零件的机械、力学和物理综合性能；(3)近净成型尺寸及形位精度高，为后续采取高效率、高精度加工提供了理想的毛坯；(4)高效率、低消耗、低成本，为缩短产品开发周期、降低产品成本提供了有利条；(5)较传统成型产品改善了生产条件、减少了对环境的污染，是一种清洁生产技术。
因此，精密成型技术将成为今后推广应用的重要绿色制造技术，是新工艺、新材料、新设备，以及各项新技术成果的综合集成技术。
常见的少无切削加工技术包括：粉末成形技术、精密液态成形技术、精密固态成形技术、精密焊接技术，以及最近几年才发展起来的快速原型技术等。
3.1精密液态成形技术铸造是一种液态金属成形方法。
长期以来，应用最广泛的是普通砂型铸造。
随着科学技术的不断发展和生产水平的不断提高以及人类社会生活、生产的需要，在继承古代铸造技术和应用近代科学技术成就的基础上，开创了许多新的铸造方法和工艺。
使现代铸造技术朝着“精密、洁净、高效”方向发展。
现代铸造技术以熔体洁净、铸件组织细密（性能高）和表面光洁、尺寸精度高、生产效率高为主要特征，可以简称为精密洁净高效铸造工艺技术。
精密洁净铸造是采用各种特殊的工艺方法实现的。
常见的包括:精密砂型铸造（组芯造型铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造），消失模铸造，高效金属型铸造（挤压铸造、压力铸造、低压铸造），半固态铸造，近终形状铸造等。
第5章-其他精密塑性成形技术
钛合金、铝合金、镁合金等零件的精密成形。
§5.5 超塑性模锻
5.5.1超塑性
超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现
出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。超塑性通
常分为三类，即微细晶粒超塑性、相变超塑性、和其他超塑 性。后两者由于实现技术较复杂，应用受到限制，通常所讲 的超塑性多指前者。 微细晶粒超塑性应具有三个条件：材料具有等轴稳定
§5.1 多向模锻
实例：三通管接头成形过程中金属的流动变形情况
如图5.2所示，第一阶段金属 的流动特点主要是反挤、镦粗和 径向挤压成形。棒料在封闭模腔 中，由冲头Ⅰ和冲头Ⅱ首先加压， 在反挤成孔的同时，棒料被镦粗， 直至与模壁接触。随着冲头Ⅰ、 Ⅱ的继续流动，坯料金属开始向凹模的旁通型腔流动，形成单纯的径向挤压。 当挤入旁通的金属与冲头Ⅲ接触时，冲头Ⅲ对其进行反挤压和镦粗，直至金 属充满模膛。 第二阶段金属的流动主要是形成飞边。经过第一阶段后，坯料已极少再 有变形，只有当模压力极大的情况下冲头附近金属才会有少量的流动变形， 金属的流向与冲头的1）平面精压
平面精压由于摩擦力的影响，引起不均匀的应力分布，如图5.13
所示是精压件和精压平板均产生不均匀的弹性变形，造成精压后平面 中部有凸起现象。因此为提高精压质量，需采取下列工艺措施。 采用热精压，适当进行润滑，以降低精压时 工件的平均压力分布。
尽量减少精压面积，如有中间孔的精压面，
§5.2 径向锻造
图5.7所示为部分典型径向锻造件。
5.2.4两种典型应用
（1）实心台阶轴
CA6140卧式车床主轴（图5.8），可采用墩头和径向锻
造杆部联合工艺锻制成型。毛坯为Φ115x730mm的45钢。
§5.2 径向锻造
首先在1t自由锻锤上镦出直径为Φ205mm的头部，然后夹持头部
§5.5 超塑性模锻
5.5.1超塑性
超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现
出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。超塑性通
常分为三类，即微细晶粒超塑性、相变超塑性、和其他超塑 性。后两者由于实现技术较复杂，应用受到限制，通常所讲 的超塑性多指前者。 微细晶粒超塑性应具有三个条件：材料具有等轴稳定
§5.1 多向模锻
实例：三通管接头成形过程中金属的流动变形情况
如图5.2所示，第一阶段金属 的流动特点主要是反挤、镦粗和 径向挤压成形。棒料在封闭模腔 中，由冲头Ⅰ和冲头Ⅱ首先加压， 在反挤成孔的同时，棒料被镦粗， 直至与模壁接触。随着冲头Ⅰ、 Ⅱ的继续流动，坯料金属开始向凹模的旁通型腔流动，形成单纯的径向挤压。 当挤入旁通的金属与冲头Ⅲ接触时，冲头Ⅲ对其进行反挤压和镦粗，直至金 属充满模膛。 第二阶段金属的流动主要是形成飞边。经过第一阶段后，坯料已极少再 有变形，只有当模压力极大的情况下冲头附近金属才会有少量的流动变形， 金属的流向与冲头的1）平面精压
平面精压由于摩擦力的影响，引起不均匀的应力分布，如图5.13
所示是精压件和精压平板均产生不均匀的弹性变形，造成精压后平面 中部有凸起现象。因此为提高精压质量，需采取下列工艺措施。 采用热精压，适当进行润滑，以降低精压时 工件的平均压力分布。
尽量减少精压面积，如有中间孔的精压面，
§5.2 径向锻造
图5.7所示为部分典型径向锻造件。
5.2.4两种典型应用
（1）实心台阶轴
CA6140卧式车床主轴（图5.8），可采用墩头和径向锻
造杆部联合工艺锻制成型。毛坯为Φ115x730mm的45钢。
§5.2 径向锻造
首先在1t自由锻锤上镦出直径为Φ205mm的头部，然后夹持头部
精密成型
• 1.1.分流锻造
• 分流锻造技术的重要环节是在模具或毛坯的成形部分建立一个材 料的分流通道，以确保良好的填料效果。使用这种技术时，在型 腔填满材料的的过程中，一部分材料留下分流通道，形成分流， 这样有助于填满难成形的部分。
• 分流锻造的优点在于这种技术能够避开封闭装置，在成形齿轮类 零件时具有良好成形效果，能够达到所需精度，不需要成形后的 再加工，模具寿命长
• 1.2.复动锻造
• 复动锻造，又称闭塞锻造，这种工艺是最先进的精锻技术之一。 这种技术是通过一个冲头在封闭凹槽内部单向挤压或是用两个冲 头双向复动挤压而使得金属一次成型的，成型的零件属于无飞边 的近净精锻件。之所以要用闭塞锻造，是为了使材料使用率上升， 降低加工工序的复杂度。
• 精密成形技术发展趋势 • 产品的复杂化、精密化和质量优化；工艺设计的模拟化、准确化；模具 模样设计制造技术的CAD/CAM一体化。目前某些中小零件的精密成形已 达到不经切削加工或加工余量极小。国际机械加工技术协会预测，下世 纪初，精密成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。
• 精密锻造成形技术，它的优势很明显，成本低、效率高、节能环 保、精度高等。这种成形工艺种类很多，按成形速度划分：高速 精锻、一般精锻、慢速精锻成形等；以锻造过程中金属流动状况 为标准划分：半闭、闭式、开式精锻成形工艺；按成形温度划分： 超塑、室温、中温、高温精锻成形等；按成形技术分为：分流锻 造、等温锻造、复动锻、复合成形、温精锻成形、热精锻成形和 冷精锻成形等。按成形技术对精锻技术进行的划分，已经成为了 生件基本成形后，只需少许加工或 无需加工就可以使用的零件成形技术，又称近净成形技术。这种 技术是以常规锻造成形技术为基础发展起来的，是由计算机信息 技术、新能源、新材料等集成的一门应用技术。现阶段，精密锻 造成形技术主要用在精锻零件和精化毛坯等方面。
数字化无模铸造精密成型技术
技术实践中的挑战与解决方案
技术成熟度
目前该技术尚未完全成熟，仍需进一步研究和探索。解决方案是 加强技术研发，提高技术成熟度。
高精度要求
在精密铸造过程中，如何保证高精度是一个挑战。解决方案是采用 先进的精密铸造工艺和设备，提高铸造精度。
成本问题
目前数字化无模铸造精密成型技术的成本相对较高。解决方案是通 过优化工艺、提高生产效率等方式降低成本。
该技术利用计算机辅助设计软件进行产品设计和模拟，通过3D打印技术制造出无模 具的原型，再利用精密铸造工艺将原型转化为最终产品。
数字化无模铸造技术可应用于各种金属材料的精密铸造，如铝合金、不锈钢、钛合 金等，广泛应用于航空、汽车、医疗器械等领域。
3D打印技术在无模铸造中的应用
3D打印技术是数字化无模铸造中的关 键环节，通过该技术可快速制造出无 模具的原型，实现了从设计到制造的 高效转化。
该技术利用计算机辅助设计（CAD）软件进行产品设计和建模， 并通过数字化控制系统对铸造过程进行精确控制，避免了传统 铸造工艺中需要使用大量模具的问题。
技术背景和发展历程
技术背景
随着计算机技术和数字化技术的发展，传统的铸造工艺逐渐无法满足现代制造业 对高精度、高效率、低成本的需求。数字化无模铸造精密成型技术的出现，为解 决这一问题提供了有效途径。
发展历程
数字化无模铸造精密成型技术自20世纪90年代开始发展，经历了从初步探索、技 术研发、试验验证到实际应用的不同阶段。随着技术的不断进步和应用范围的扩 大，该技术在航空、汽车、能源、医疗器械等领域得到了广泛应用。
02 数字化无模铸造技术原理
数字化无模铸造技术概述
数字化无模铸造技术是一种先进的精密成型技术，通过数字化设计和制造技术，实 现了快速、高效、低成本的精密铸造生产。
近净成型ppt课件
提高了生产效率
过去常用的切削加工方法,生产效率基本上是1件/4小时; 而精锻齿轮每 分钟可生产3~ 12件。
快速原型制造技术
快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原 型的总称。
产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何 信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型
快速原型制造技术的工艺方法
RP技术结合了众多当代高新技术：计算机辅助设计、数 控技术、激光技术、材料技术等，并将随着技术的更新而不 断发展。 自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十 多种不同的成形方法和工艺，而且新方法和工艺不断地出现 。 目前已出现的RP技术的主要工艺有： 1． SL工艺 ： 光固化/立体光刻 2． FDM工艺： 熔融沉积成形 3． SLS工艺： 选择性激光烧结 4． LOM工艺： 分层实体制造 5． 3DP工艺： 三维印刷 6． PCM工艺： 无木模铸造
3D打印艺术品
3D打印枪支
l
熔融沉淀造型
选域激光烧结
Hale Waihona Puke 快速成型技术的特点与传统材料加工技术相比,快速成型具有鲜明的特点
数字化制造。 高度柔性和适应性。可以制造任意复杂形状 的零件。 直接CAD模型驱动。如同使用打印机一样 方便快捷。 快速。从CAD设计到原型(或零件)加工完 毕，只需几十分钟至几十小时。 材料类型丰富多样。包括树脂、纸、工程蜡、 工程塑料、陶瓷粉、金属粉、砂等。
齿轮精锻的特点
改善了齿轮的组织和性能
一般来说, 精锻可使轮齿强度提高20% 以上, 抗冲击强度提高约15% , 抗弯曲疲劳寿命提高约20%
精度能够达到精密级公差、余量标准，
不需或只需少量精加工就可进行热处理 或直接使用, 提高了生产效率及材料利 用率, 降低了生产成本。
《高分子成型加工》课件
高分子材料成型加工的未来展望
高分子材料成型加工的未来 展望包括高分子材料成型加 工技术的可持续发展、高分 子材料成型加工技术的数字 化转型、高分子材料成型加 工技术的智能化升级等方向 。
高分子材料成型加工技术的 可持续发展是指通过绿色环 保技术和循环经济理念，实 现高分子材料加工过程的可 持续发展，降低对环境的负 面影响。
成型加工过程中常见问题及解决方案
01
气泡问题
优化注射速度和时间 ，减少空气的混入。
02
收缩问题
调整模具温度和注射 压力，控制塑料收缩 率。
03
翘曲问题
优化模具设计和冷却 系统，减少产品变形 。
04
表面光泽问题
调整注射速度和温度 ，提高表面光泽度。
成型加工质量检测与评估
外观检测
检查产品表面是否光滑、无气泡、无翘曲等 缺陷。
高分子材料的应用
要点一
总结词
高分子材料在各个领域都有广泛的应用，如建筑、汽车、 电子、医疗等。
要点二
详细描述
高分子材料因其独特的物理和化学性质，在各个领域都有 广泛的应用。在建筑领域，高分子材料可以用于制造防水 材料、保温材料等；在汽车领域，高分子材料可以用于制 造汽车零部件、汽车内饰等；在电子领域，高分子材料可 以用于制造电路板、电池等；在医疗领域，高分子材料可 以用于制造医疗器械、人工器官等。
尺寸检测
测量产品的各项尺寸，确保符合设计要求。
性能检测
对产品进行各种性能测试，如拉伸强度、弯 曲强度、冲击强度等。
可靠性检测
模拟实际使用环境，对产品进行长时间使用 测试，评估其可靠性。
06
高分子材料成型加工发展趋势 与展望
Chapter
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４、精密成形生产向清洁生产方向发展 精密成形清洁生产技术有如下主要意义：
① 高效利用原材料，对环境清洁； ② 以最小的环境代价和最小的能源消耗，获取最 大的经济效益； ③ 符合持续发展与生态平衡
•7
２、粉末冶金成型
明德 砺志 博学 笃行
粉末冶金概念：
粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与 非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结， 制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技 术．
稳定不变的工艺条件得到分散度极小 的均一的产品质量。为 此，在生产过程自动化、工艺参数在线控制、生产工艺因素对 工艺效果影响的模拟基础上，实现控制过程智能化，并实现上 述目标，是当前的主要方向
•6
明德 砺志 博学 笃行
3、工艺模拟及优化技术获得飞速发展，工艺由 “技艺”向“工程科学”方向 发展
代表性的技术有虚拟铸造技术，虚拟锻压技术， 焊接、热处理工艺过程模拟及质量预测、组织性能 预测，成形工艺-模具-产品CAD/CAM一体化技术．
应用于汽车、洗衣机、家 电、电器等产品关键件的 生产，如进(排)气管、转向 节、精密连杆及复杂轮廓 件(如汽车车身)的制造。
优点
用性能。在工业发达国家精密 成形铸件 已占铸件总产量的 25%～30%，而其产值达到铸件
总产值的50%左右。
通过减少机械加工，可以 减少废屑、废液的产生， 降低噪声污染，节约原材 料和能源，提高产品品质 和外观。
影响：粉末颗粒的形状会影响到粉末的流动性和松装密度
•13
明德 砺志 博学 笃行
力学 性能
即粉末的工艺性能
1、松装密度：是压制时用容积法称量的依据 2、流动性：决定着粉末对压模的充填速度和压机的生产能力 3、压缩性：决定压制过程的难易和施加压力的高低 4、成形性：决定坯的强度
化学 性能
主要取决于原材料的化学纯度及制粉方法。
明德 砺志 博学 笃行
精密成型技术
•1
明德 砺志 博学 笃行
粉末冶金成
A型
C
精密塑性成 型
快速原型技
E
术
B 精密成型
精密铸造成 型
D
F
焊接新工艺
•2
1、精密成型概述
明德 砺志 博学 笃行
精密成型技术是利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、他变等物理 化学变化，按预定的设计要求成形机械构件。 精密成型技术是生产高技术产品(如计算机、电子、通讯、宇航、 仪表等产品)的关键技术。
当小到几百个纳米时，粉末的储存和输运很不容易，而且当小到一 定程度时量子效应开始起作用，其物理性能会发生巨大变化，如铁 磁性粉会变成超顺磁性粉，熔点也随着粒度减小而降低。
颗粒 形状
形状取决制粉方法：1、电解法制得的粉末，颗粒呈树枝状。2、还 原法制得的铁粉颗粒呈海绵片状。3、气体雾化法制得的基本上是球 状粉。
金属型铸造
消失模铸造 陶瓷型铸造
•15
精密铸造工艺流程
明德 砺志 博学 笃行
•16
明德 砺志 博学 笃行
精密铸造尺寸影响因素 精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、 粉焙末烧冶、金浇工注艺等流多程方：因制素粉影响，通成过型影响收缩率辅，助影处响理尺寸
铸件结构的影响： 铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小
•5
明德 砺志 博学 笃行
1、成形工艺向新型加工方法以及复合工艺方向发展： 激光、电子束、离子束、等离子体等多种新能源及能源 载体的引入，形成多种新型成形与改性技术，一些特殊 材料(如超硬材料、复合材料、陶瓷等)的应用造就了一 批新型复合工艺的 诞生，如超塑成形/扩散连接技术
2、成形质量控制朝过程智能化方向发展 质量控制是为了保证优化的工艺，提高产品质量，保证
可以制备非晶、微晶、准晶、 纳米晶和超饱和固溶体等一系 列高能非平衡材料
可以制备特殊结构和性能的材 料和制品，如新型多孔生物材 料，多孔分离膜材
可以充分利用矿石、尾矿、 回收废旧金属作原料
•10
明德 砺志 博学 笃行
生产Te粉xt末 包A括d粉d末Te制x取t 、 粉料•T混e合xt。1 常橡加胶•T入、e机石xt油 蜡2 、作 为增•T塑e剂xt3
性A要d求d 制Te件xt
要进•T行ex精t1压、 滚压•T、ex挤t2压、 淬火•T、ex便t3面
淬火、浸油、 及熔渗等
•11
粉末冶金工艺举例
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•12
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粒度
影响粉末的加工成型、烧结时收缩和产品的最终性能。其粒度范围 从几百个纳米到几百个微米。 粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。
较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能，因 此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许 氧含量为0.2%～1.5%，这相当于氧化物含量为1%～10%。
•14
3、精密铸造
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概念：精密铸造是用精密的造型方 法获得精确铸件工艺的总称。
包括
压力铸造
熔模铸造
铸件材质的影响：材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大 制模对铸件线收缩率的影响：射蜡温度、射蜡压力、保压时间。对熔模尺寸的影响 以射蜡温度最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸 的影响很小 铸件材质的影响：用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，膨胀系数小，可忽略 型壳焙烧的影响：型壳的膨胀系数小，可忽略 浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大，浇注温度低，收缩率越小，应适当
压T制ex成t 型
粉 1A5•末-dT6d0在e0xTMte1Pxat 压•力T下ex，t2压 成•所T需ex形t3状
T烧e结xt
在保护气氛的
高A温d炉d 或Te真x空t 炉中•T：e通xt过1 扩 散熔、焊•T再、e结化xt晶合2 、、 溶解•T行e程xt有3 一
定孔隙的冶金 产品
后Te处x理t
对有精度、 硬度、耐磨
•3
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精密成型分类
1
粉末冶金成型
2
精密铸造成型Biblioteka 3精密塑性成型4
精密焊接与切 割
5
快速原型成型
•4
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据统计，全世界约有75%的钢 材要经过塑性加工，有45%以
应用
上的钢材采用焊接技术得以成 形。以汽车为例，到2000年， 汽车总重量的65% 仍将由钢材 （约45%）、铝合金（约13%） 及铸铁（约7%）通过锻压、焊 接或铸造成形，并通过热处理 及表面改性获得最终所需的实
•8
多孔材料 减磨材料 模具材料
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粉末冶金结 零件 电磁材料 高温材料
•9
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冶金粉末特点
可以最大限度地减少合金成 分偏聚，消除粗大、不均匀 的铸造组织
可以容易地实现多种类型的 复合，充分发挥各组元材料 各自的特性
可以充分利用矿石、尾矿、 回收废旧金属作原料
① 高效利用原材料，对环境清洁； ② 以最小的环境代价和最小的能源消耗，获取最 大的经济效益； ③ 符合持续发展与生态平衡
•7
２、粉末冶金成型
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粉末冶金概念：
粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与 非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结， 制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技 术．
稳定不变的工艺条件得到分散度极小 的均一的产品质量。为 此，在生产过程自动化、工艺参数在线控制、生产工艺因素对 工艺效果影响的模拟基础上，实现控制过程智能化，并实现上 述目标，是当前的主要方向
•6
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3、工艺模拟及优化技术获得飞速发展，工艺由 “技艺”向“工程科学”方向 发展
代表性的技术有虚拟铸造技术，虚拟锻压技术， 焊接、热处理工艺过程模拟及质量预测、组织性能 预测，成形工艺-模具-产品CAD/CAM一体化技术．
应用于汽车、洗衣机、家 电、电器等产品关键件的 生产，如进(排)气管、转向 节、精密连杆及复杂轮廓 件(如汽车车身)的制造。
优点
用性能。在工业发达国家精密 成形铸件 已占铸件总产量的 25%～30%，而其产值达到铸件
总产值的50%左右。
通过减少机械加工，可以 减少废屑、废液的产生， 降低噪声污染，节约原材 料和能源，提高产品品质 和外观。
影响：粉末颗粒的形状会影响到粉末的流动性和松装密度
•13
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力学 性能
即粉末的工艺性能
1、松装密度：是压制时用容积法称量的依据 2、流动性：决定着粉末对压模的充填速度和压机的生产能力 3、压缩性：决定压制过程的难易和施加压力的高低 4、成形性：决定坯的强度
化学 性能
主要取决于原材料的化学纯度及制粉方法。
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精密成型技术
•1
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粉末冶金成
A型
C
精密塑性成 型
快速原型技
E
术
B 精密成型
精密铸造成 型
D
F
焊接新工艺
•2
1、精密成型概述
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精密成型技术是利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、他变等物理 化学变化，按预定的设计要求成形机械构件。 精密成型技术是生产高技术产品(如计算机、电子、通讯、宇航、 仪表等产品)的关键技术。
当小到几百个纳米时，粉末的储存和输运很不容易，而且当小到一 定程度时量子效应开始起作用，其物理性能会发生巨大变化，如铁 磁性粉会变成超顺磁性粉，熔点也随着粒度减小而降低。
颗粒 形状
形状取决制粉方法：1、电解法制得的粉末，颗粒呈树枝状。2、还 原法制得的铁粉颗粒呈海绵片状。3、气体雾化法制得的基本上是球 状粉。
金属型铸造
消失模铸造 陶瓷型铸造
•15
精密铸造工艺流程
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•16
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精密铸造尺寸影响因素 精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、 粉焙末烧冶、金浇工注艺等流多程方：因制素粉影响，通成过型影响收缩率辅，助影处响理尺寸
铸件结构的影响： 铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小
•5
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1、成形工艺向新型加工方法以及复合工艺方向发展： 激光、电子束、离子束、等离子体等多种新能源及能源 载体的引入，形成多种新型成形与改性技术，一些特殊 材料(如超硬材料、复合材料、陶瓷等)的应用造就了一 批新型复合工艺的 诞生，如超塑成形/扩散连接技术
2、成形质量控制朝过程智能化方向发展 质量控制是为了保证优化的工艺，提高产品质量，保证
可以制备非晶、微晶、准晶、 纳米晶和超饱和固溶体等一系 列高能非平衡材料
可以制备特殊结构和性能的材 料和制品，如新型多孔生物材 料，多孔分离膜材
可以充分利用矿石、尾矿、 回收废旧金属作原料
•10
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生产Te粉xt末 包A括d粉d末Te制x取t 、 粉料•T混e合xt。1 常橡加胶•T入、e机石xt油 蜡2 、作 为增•T塑e剂xt3
性A要d求d 制Te件xt
要进•T行ex精t1压、 滚压•T、ex挤t2压、 淬火•T、ex便t3面
淬火、浸油、 及熔渗等
•11
粉末冶金工艺举例
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明德 砺志 博学 笃行
粒度
影响粉末的加工成型、烧结时收缩和产品的最终性能。其粒度范围 从几百个纳米到几百个微米。 粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。
较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能，因 此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许 氧含量为0.2%～1.5%，这相当于氧化物含量为1%～10%。
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3、精密铸造
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概念：精密铸造是用精密的造型方 法获得精确铸件工艺的总称。
包括
压力铸造
熔模铸造
铸件材质的影响：材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大 制模对铸件线收缩率的影响：射蜡温度、射蜡压力、保压时间。对熔模尺寸的影响 以射蜡温度最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸 的影响很小 铸件材质的影响：用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，膨胀系数小，可忽略 型壳焙烧的影响：型壳的膨胀系数小，可忽略 浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大，浇注温度低，收缩率越小，应适当
压T制ex成t 型
粉 1A5•末-dT6d0在e0xTMte1Pxat 压•力T下ex，t2压 成•所T需ex形t3状
T烧e结xt
在保护气氛的
高A温d炉d 或Te真x空t 炉中•T：e通xt过1 扩 散熔、焊•T再、e结化xt晶合2 、、 溶解•T行e程xt有3 一
定孔隙的冶金 产品
后Te处x理t
对有精度、 硬度、耐磨
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精密成型分类
1
粉末冶金成型
2
精密铸造成型Biblioteka 3精密塑性成型4
精密焊接与切 割
5
快速原型成型
•4
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据统计，全世界约有75%的钢 材要经过塑性加工，有45%以
应用
上的钢材采用焊接技术得以成 形。以汽车为例，到2000年， 汽车总重量的65% 仍将由钢材 （约45%）、铝合金（约13%） 及铸铁（约7%）通过锻压、焊 接或铸造成形，并通过热处理 及表面改性获得最终所需的实
•8
多孔材料 减磨材料 模具材料
明德 砺志 博学 笃行
粉末冶金结 零件 电磁材料 高温材料
•9
明德 砺志 博学 笃行
冶金粉末特点
可以最大限度地减少合金成 分偏聚，消除粗大、不均匀 的铸造组织
可以容易地实现多种类型的 复合，充分发挥各组元材料 各自的特性
可以充分利用矿石、尾矿、 回收废旧金属作原料