材料加工原理件
材料加工原理课件
车床
• 能够加工中小孔以及薄 壁管材
• 适用于黑心铸件、铸锭 等材料
磨床
• 将零件磨成规定的形状 和尺寸
• 适用于制作精密零件的 加工工具
案例分析
1 创新成型技术
通过引入计算机数字控制技术，创造出对计算机程序控制成型、整体车削加工等全新加 工程序。
2 高速切削技术
运用高速减摩来提高切削效率和精度，并降低温度和成本。
3 悬臂梁加工
通过悬臂的方式，增加机械加工的运动自由度和机械性能，快速完成工艺。
课程总结
观念变革
要把握知识和技术的最新变化，灵活运用创新 思维，注重产品质量与市场需求。
实践操作
不断提高自身的能力，通过实践和交流，进一 步提高自己的加工技巧和知识水平。
原理概述
材料本质
材料加工原理是连续弹性加工和塑性加工相结合的物理过程，对材料本身的特点和力学性能 有很高的要求。
成形技术
通过变形和分离来形成所需材料的几何尺寸和表面特征，成为成形加工技术。
加工方法
1
机加工
包括车、铣、刨等，能够应对不同材料的需求。
2
锻压成型
通过冲压和挤压将钢材等材料变成所需形状，广泛应用于大量生产中。
3
热加工
如高温形变，热轧，热锻等，能够改变材料的性质和结构。
加工工艺
冷拔工艺
通过金属材料的塑性变形，实现 长轴向尺寸的压缩。
炼钢工艺
将生铁和轧钢坯中的杂质去除或 控制，达到制造出优质钢铁的目 的。
铸造工艺
将熔化后的金属注入预先准备好 的铸模中，通过冷却定形为所需 要的金属制品。
加工工具与设备
铣床
材料加工原理
= aVDLσ / kTd ε
2
（7.2）
式 中， a 为晶粒 形 状常 数 (a=5-15) ； V 为 原 子 体 积 ； DL 为晶 格 内 扩 散 系数； k 为 波 耳兹曼 常数；T为温度；d为晶粒尺寸。
这种机理的特征是： 1) 流 动 应 力 和 应 变 速 率 呈 线 性 变 化 ， 即m等于1。 2) 应变速率与晶粒尺寸的平方成反比。 3) 变形过程的激活能是自扩散的。 4) 变形中晶粒拉长。 此 理 论 可以 解释 一 些 材料的 蠕 变变 形，但不能充分解释超塑性变形，如在蠕 变变形中，m值可为1，并且晶粒沿外力方 向 拉 长 ； 而在 超塑性 变 形中， m 值 一般不 大于0.8，变形后晶粒仍保持等轴状。
2．超塑性成形的种类
超塑性实际上是材料在特定条件下的一 种特殊状态。超塑性通常按变形特性和状态 分为三类，即微细晶粒超塑性(又称恒温超塑 性或第—类超塑性)、相变超塑性(又称变态超 塑性、转变超塑性或第二类超塑性)以及其他 超塑性(又称第三类超塑性)。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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7.1.3 超塑性变形机理
1. 溶解—沉淀理论 1945 年 ， 为 解释 超塑性 现象 ， 苏联 学 者 包 赤伐尔提 出所 谓 “ 溶解 — 沉淀 ” 理 论。 根据 这 种 理 论 ，超塑性 主 要 发生 在 两 相 合金中。 当 合金 中 一相在 另 一相 中的 极限溶解 度 随 温度变化 时， 由 于在变 形 过 程中可 能产生 局部 温度 波 动 ， 使 一 些 相 界 上 发生 溶解 过 程， 而在 另 一 些 相 界 上 发生 沉淀 过 程。 这 种特 定 的 物 质迁移 扩 散 过 程 引起 晶粒相 互移 动 ， 在 合 适 的高 温下 ， 变 形速 度 小则 产生 超塑性。 这一 理 论 对 于 大 量 晶间 滑移 、 晶粒转动 及 单 相 合金的超塑性 现象 还无法解释。
金属板材加工件热压
金属板材加工件热压技术是近年来比较流行的一种工艺，其主要应用于金属材料的加工和处理。
相比于其他加工方法，热压技术具有加工成型精度高、加工速度快、加工效率高和加工工艺简单等优点。
一、热压加工原理热压加工原理是指在高温下将待加工的金属材料置于模具中，施加压力使其变形并完成成型。
在加工过程中，热压工艺会将金属材料加热至其塑性区，通过成型模具对其施加压力，使其成型并保持一定的尺寸和形状。
二、热压加工工艺热压加工工艺包括四个步骤：材料准备、模具制备、加热和压力加工。
材料准备：材料是热压加工的关键因素，不同材料要求不同的加工工艺。
在热压加工之前，需要将待加工的材料加工成适应模具形状和尺寸的板材。
模具制备：模具是热压加工的关键，它决定了成型的精度和形状。
模具可以根据需要定制，但制作模具的成本较高。
加热：加热是热压加工中的一项重要过程。
加热温度应该高于材料的熔点，根据材料的性质和所需的成形效果，加热温度也不同。
压力加工：压力是热压加工中的最后一个阶段。
一旦加热并达到所需的温度后，将在模具中施加所需的压力，使材料达到所需的形状和尺寸。
三、热压加工的应用技术已经广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域。
其中最大的应用是航空航天领域，热压加工技术通常用于生产航空发动机叶片、引擎外壳、发动机零部件等。
此外，热压加工技术还被广泛应用于自行车、摩托车、汽车等车辆的生产中。
四、热压加工的优点热压加工技术在近年来得到了广泛的应用，主要是因为其具有一下几个优点：1. 成品精度高：热压加工技术可以制造出高精度的零部件，其成型精度更高，重复性更好。
2. 加工速度快：相比其他加工方法，热压加工速度更快，从而可以大幅度提高生产效率。
3. 生产成本较低：由于热压加工使用的材料是金属板材，在生产成本方面与其他材料相比具有一定的优势。
4. 生产工艺简单：热压加工技术非常简单，无需太多的设备和材料，因此生产工艺也更加简单，生产成本更低。
总结：热压加工技术是一种趋向完善的新兴技术，其在金属材料、汽车、航空航天等领域应用广泛。
材料加工原理课件课件
欢迎来到材料加工原理课件！本课程将带你深入了解材料加工的基本原理和 各种工艺，展示最新的技术和行业趋势。让我们开始探索吧！
材料加工原理介绍
1
加工基础
解释什么是材料加工以及其在工业生产中的重要性。
2
物质结构
探索不同材料的结构和性质对加工过程的影响。
3
加工参数
介绍影响加工质量和效率的关键参数。
了解车削的基本原理以及用于粗加工和精加工的不同类型。
2
铣削
探索铣削的原理和用途，以及不同刀具类型的特点。
3
钻削
介绍钻削工艺及其在孔加工中的应用。
塑性加工及其原理
挤压
了解挤压工艺以及在制造连续性截面的材料中 的应用。
冲压
介绍冲压工艺及其在快速制造大批量零件中的 应用。
拉伸
探索拉伸过程中材料的行为和塑性变形的机制。
基本材料加工工艺
1 铸造
了解铸造工艺以及其在制造复杂形状和大型 件和热量改变材料的形状。
3 成型
4 切削制造
介绍常见的成型工艺，如挤压、拉伸和压缩， 以及它们的应用。
讨论切削工艺及其在制造各种形状的零件时 的作用。
热加工及其原理
焊接
了解不同类型的焊接工艺和焊接过程中的热能转化。
锻压
讨论锻压的原理和用途，以及在制造高强度零 件时的优势。
材料焊接及其原理
电弧焊接
了解电弧焊接的原理、设备和常 见应用。
激光焊接
探索激光焊接技术的原理和在高 精度制造中的应用。
摩擦焊接
介绍摩擦焊接的原理以及在异种 材料连接中的优势。
材料压缩及其原理
1 挤压
了解压缩的原理和在制造复杂形状和构件中 的应用。
清华大学材料加工原理课件第3-2讲
记：金属/铸型界面温度为Ti，铸件浇注温度为Tp，铸件凝固
温度为Ts，铸型初始温度为T0，
则：Tp=Ti=Ts
平方根定律
铸型温度场Tm = Ti + (Ti − T0 ) ⋅ erf ( x 2 α mt ) , x≤0 ⎛ x2 ⎞ ∂Tm 1 ⇒ = (Ti − T0 ) exp ⎜ − ⎟，即为x处的温度梯度 ∂x πα mt ⎝ 4α mt ⎠ ∂Tm 则x处单位面积通过的热流量（t时刻） : qm = λm ，单位[W m 2 ] ∂x 1 在x = 0即铸件 / 铸型界面处的热流量：q f = qm x =0 = λm (Ti − T0 ) 0 ~ t内流过界面的热流量：Q f = ∫ q f dt = 2λm (Ti − T0 )
(
)
(
)
(
)
高斯误差积分值
铸件在金属型中的凝固传热
① 铸件温度场TM：
⎧ x = 0时， TM = Ti 边界条件： ⎨ ⎩ x = ∞ 时， TM = TP
T = A + B ⋅ erf (
x 2 αt
)
得：A = Ti , B = TP − Ti
TM = Ti + (TP − Ti ) ⋅ erf (
Fourier方程的推导
∂T r ∂T r ∂T r grad (T ) = ∇T = i+ j+ k ∂z ∂x ∂y ∂T ∂T ∂T + + div(T ) = ∂x ∂y ∂z ∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T ⇒ div(∇T ) = 2 + 2 + 2 = ∇ 2T ∂x ∂y ∂z
∫∫∫ λdiv (∇T )dV = ∫∫ λ∇TdS
材料加工原理课件
随着个性化需求的增加，未来材料加工将更加注重个性化与定制化， 满足不同用户的需求。
THANKS
感谢观看
04
材料加工设备与、落砂机、抛丸机等，用于生产砂型铸件。
特种铸造设备
如金属型铸造机、离心铸造机、连续铸造机等，适用于特定类型的铸件生产。
焊接设备
手工焊接设备
包括焊枪和焊条，适用于手工焊接金属材料。
自动焊接设备
如焊接机器人、焊接专机等，能够实现自动化焊接，提高生产效率。
电子信息产业
医疗器械制造
材料加工在电子信息产业中广泛应用，涉 及芯片制造、电子封装、PCB板制造等领域， 是现代电子产品的核心技术之一。
材料加工在医疗器械制造中具有重要作用， 如钛合金、医用不锈钢等材料的加工制造， 对医疗技术的发展起到关键作用。
材料加工新技术与新工艺
增材制造
增材制造技术通过逐层堆积材料来制造三维实体，具有个 性化定制、高效、节能等优点，是现代制造技术的重要发 展方向。
对流换热定律
在流体流动过程中，流体与固体壁面之间的热量 交换速率与表面积、温差及流体的性质有关。
辐射换热定律
物体之间相互辐射和吸收热量，其交换速率与物 性、温度、波长等因素有关。
传质学原理
扩散定律
物质在静止或缓慢流动的流体中传递 的速率与该物质的浓度梯度和扩散系 数成正比。
对流传质定律
在流动的流体中，溶质传递的速率与 浓度梯度、流体流动的速度、扩散系 数及质量作用系数成正比。
钎焊
使用熔点低于母材的金属作为钎料，将母材连接在一起。
塑性加工技 术
轧制
01
通过旋转轧辊将金属板材轧制成各种形状和尺寸的板材和管材。
锻造
高分子材料成型加工原理
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分，塑料成型加⼯可分为⼏种类型？分别说明其特点。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨，⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义？2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
晶态聚合物：Tm——Td；⾮晶态聚合物：Tf——Td。
对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说，在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。
高分子材料加工原理(第四章)
从动态实验不仅能表征粘弹流体的频率依赖性 粘度，而且能表征其弹性。测定值是复数粘度。
* () i ()
( )
G ( )
G ( ) ( )
——非牛顿流体粘性的表征 ——弹性的表征
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
（3）可预示某些聚合物流体的可纺性
d lg a d 1 / 2
2 10
结构黏度指数▣可用来表 征聚合物浓溶液结构化的 程度。▣越大，表明聚合 物流体的结构化程度越大。
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
②切力增稠的原因： 增加到某数值时，流体中有新的结构的形成。 大多数胀流型流体为多分散体系，固体含量较多，且浸润 性不好。静止时，流体中的固体粒子堆砌得很紧密，粒子 间空隙小并充满了液体，这种液体有一定的润滑作用。 较低时，固体粒子就在剪切力的作用下发生了相对滑 当 动，并且能够在原有堆砌密度大致保持不变的情况下，使 得整个悬浮体系沿力的方向发生移动，这时候表现为牛顿 流动； 增加到一定值时，粒子间碰撞机会增多，阻力增大； 当 同时空隙增大，悬浮体系总体积增加，液体已不能再充满 空隙，粒子间移动时的润滑作用减小，阻力增大，所以 a 增大。
点；
3、掌握聚合物流体切力变稀的原因；
本节作业
1、P118-1（1、2、3、5、9）、2、4、7
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
【教学内容导读】 流体的粘性和牛顿粘性定律 非牛顿流体的流动行为及粘性表征
影响聚合物流体剪切粘性的因素
【课时安排】4课时
材料加工原理课件
材料加工技术面临的挑战
技术创新不足
当前材料加工技术的发展面临着技术创新不足的挑战。新 的材料加工技术需要不断探索和研究，需要加大科研力度 和资金投入。
人才短缺
随着材料加工技术的不断发展，人才短缺问题逐渐凸显。 培养具备专业技能和创新能力的材料加工人才成为当前的 重要任务。
成本压力
随着材料加工技术的精密化、智能化发展，生产成本不断 提高。如何在保证产品质量和性能的同时降低生产成本是 当前材料加工技术面临的重要挑战。
电子领域应用
半导体制造
半导体制造是电子领域的关键环节，其中材料加工技术如薄膜沉积、光刻和刻 蚀等是必不可少的。这些技术可以制造出高度集成的半导体芯片。
电子封装
电子封装中，材料加工技术如金属引线框架的制作和焊接等是关键。这些技术 可以确保电子产品的可靠性和性能。
建筑领域应用
钢结构制造
建筑领域中，钢结构是常见的结构形式之一。为了确保钢结构的安全性和稳定性 ，材料加工技术如切割、弯曲和焊接等是必不可少的。
案例三：高强度钢焊接工艺研究
总结词
高强度钢焊接工艺研究可以提高焊接质量和效率，降 低成本。
详细描述
高强度钢焊接工艺研究主要包括优化焊接参数、选择合 适的焊接方法和采用先进的焊接设备等。优化焊接参数 可以控制熔池温度、冷却速度和热影响区等，提高焊接 质量和效率。选择合适的焊接方法可以适应不同的材料 类型和厚度要求，例如激光焊接、电子束焊接和气体保 护焊等。采用先进的焊接设备可以实现自动化和机器人 焊接，提高生产效率和质量稳定性。此外，高强度钢焊 接工艺研究还可以涉及焊接缺陷检测和修复技术，以确 保产品质量。
推动科技进步
材料加工技术的发展不断推动着科 技进步，促进新材料、新工艺和新 设备的研发和应用。
材料加工技术的基本原理和应用
材料加工技术的基本原理和应用材料加工技术是现代工业生产的重要基础之一，通过对各种材料进行加工，可以制造出各种复杂的零部件和设备，大大提高了人们生产和生活的便利性。
在材料加工技术中，有许多的基本原理和应用需要掌握，下面我们就来详细了解一下这些内容吧。
一、基本原理1.1 金属材料加工原理金属材料加工原理是指通过一系列工艺和加工设备来改变金属材料的形状和性能，使其符合特定的设计要求。
金属材料加工原理主要包括塑性变形、切削加工和热加工等方面。
其中，塑性变形包括挤压、拉伸、压缩和扳动等加工方式。
切削加工则是通过下切削、横向切削和斜向切削等方式来加工金属材料。
热加工则是通过工件和设备的热变形来加工金属材料，主要包括热挤压、热轧和热拉伸等方式。
1.2 非金属材料加工原理非金属材料加工原理主要包括挤压、拉伸、压缩和扳动等方式。
比如说，塑料加工过程中，通过一系列的挤压、拉伸和压缩等方式，来改变材料的形状和性能。
另外，非金属材料的切削和热加工与金属材料有所不同，采用的工艺和设备也有所差别。
二、应用方向2.1 金属材料加工技术在汽车工业中的应用汽车工业是金属加工技术的一个重要应用领域，通过各种材料的加工和组装，可以完成整个汽车的生产制造过程。
在汽车工业中，金属材料加工技术主要应用于车身部件的加工和制造、发动机及变速器的加工和制造、悬挂和制动系统的加工和制造等方面。
其中，钣金加工、铸造加工和焊接加工是汽车工业中最为常见的加工技术。
2.2 金属材料加工技术在电子工业中的应用电子工业也是金属加工技术的一个重要应用领域，通过各种材料的加工和制造，可以完成整个电子产品的生产制造过程。
在电子工业中，金属材料加工技术主要应用于电容器、电感、变压器、继电器和半导体等电子元件的制造过程中。
金属材料的加工方式有钣金加工、铸造加工、冷锻加工、热压加工和切削加工等，它们都可以实现对电子空间进行复杂的形状和性能的加工。
2.3 非金属材料加工技术在建筑工程中的应用随着建筑工程的大规模发展，在建筑材料的加工和制造过程中，非金属材料加工技术得到了广泛应用。
材料加工原理课件课件
压制成型
02
将金属粉末压制成所需形状和尺寸的生坯。
烧结
03
通过加热使生坯中的粉末颗粒结合在一起，形成致密的金属材
料。
表面处理技术
电镀
利用电解原理在金属表面镀覆一层金属或合金的过程。
喷涂
通过喷枪或喷涂机将涂料喷涂在金属表面，形成保护层或装饰层。
化学转化膜技术
通过化学反应在金属表面形成一层具有保护作用的氧化膜或磷酸盐 膜。
。
加工设备与工艺不断更新
加工设备和工艺的不断更新换代，提高了材料加工的自动化和 智能化水平，减少了人工干预，提高了加工质量和效率。
材料加工面临的挑战
加工精度与表面质量要求 更高
随着产品性能的提高，对材料加工的精度和 表面质量要求也越来越高，需要不断改进加 工技术和设备。
复杂结构与异形件加工难度 大
材料加工原理课件
目录
• 材料加工概述 • 材料加工原理 • 材料加工技术 • 材料加工应用 • 材料加工发展与挑战
01 材料加工概述
材料加工的定义
定义
材料加工是将原材料转化为具有 特定形状、尺寸、组织和性能的 产品的过程。
目的
满足各种工程和产品的需求，实 现材料的高效利用和优化。
材料加工的重要性
新型加工方法与技
术
未来将不断涌现出新型的加工方 法和技术，如激光熔覆、超声波 加工等，这些新技术将为材料加 工带来更多的可能性。
复合加工与多工艺
融合
未来的材料加工将更加注重复合 加工和多工艺融合，如激光切割 与焊接、切削与磨削等工艺的结 合，以提高加工效率和精度。
THANKS FOR WATCHING
塑性加工过程
塑性加工过程包括变形、流动、 再结晶等步骤。
高分子材料加工原理
高分子材料加工原理
嘿，朋友们！今天咱就来聊聊高分子材料加工原理这个超有意思的事儿！
你看啊，高分子材料就像是一群小精灵，它们有着各种各样独特的性格
和本领。
比如说塑料吧，它在我们日常生活中无处不在，从你喝水的杯子到各种玩具，哪都有它的身影。
那它是怎么从一堆原材料变成我们熟悉的物品的呢？这就是高分子材料加工原理的神奇之处啦！
想象一下，在一个大大的工厂里，各种机器就像是魔法师的道具，而高
分子材料就是它们要施展魔法的对象。
加热、挤压、注塑……这些工艺就像
是给小精灵们施了魔法咒，让它们乖乖地变成我们想要的形状和模样。
就拿做一个塑料勺子来说吧，难道不是很神奇吗？原材料被送进机器里，经过一系列的过程，最后就变成了一个精致的勺子。
这就像是变魔术一样！“哎呀呀，怎么就一下子变出来啦！”再比如制作橡胶轮胎，那可是需要好多道工序呢，不就像精心雕琢一件艺术品吗？
我们在生活中随时随地都能接触到高分子材料加工后的成果。
你穿的鞋子，那也许就是通过特别的工艺加工出来的呢。
还有你家的电器外壳，不也是高分子材料加工的杰作嘛。
“哇塞，原来这些东西背后有这么多门道啊！”
我觉得高分子材料加工原理真的是太重要啦！它让我们的生活充满了各
种可能，让那些原本普通的材料变得如此丰富多彩，给我们带来了无数的便利和惊喜！没有它，我们的生活肯定会变得很不一样呢！。
零件的加工原理
零件的加工原理
零件的加工原理是指将原材料经过一系列的工艺加工，制成符合要求的零件的过程。
在零件加工的过程中，需要考虑零件的功能、使用环境、加工精度、加工效率等因素，以确保零件的质量和效率。
零件加工常用的方法包括机械加工、热加工、化学加工、电加工等。
其中，机械加工是最常用的一种方法，包括车削、铣削、钻孔、磨削、拉伸、冲压等。
热加工是利用高温和压力对材料进行加工，包括锻造、压铸、热轧、热处理等。
化学加工是利用化学反应对材料进行加工，包括电镀、化学蚀刻等。
电加工是利用电化学原理进行加工，包括电火花加工、电化学加工等。
在零件加工中，需要注意以下几点：首先，需要选择合适的材料，以满足零件的使用要求；其次，需要根据零件的产品图纸和工艺要求，确定加工方法和工艺流程；最后，需要进行严格的质量控制，保证零件的加工精度和质量。
总之，零件加工原理是零件制造过程中不可或缺的一部分，它直接影响到零件的质量和效率，需要认真对待和掌握。
- 1 -。
材料加工原理
第二章液态金属第二节液态金属的结金属和合金材料的加工制备过程？配料、熔化和凝固成型三个阶段。
配料是确定具有某些元素的各金属炉料的加入百分数；熔炼是把固态炉料熔化成具有确定成分的液态金属；凝固是金属由液态向固态转变的结晶过程，它决定着金属材料的微观组织特征。
1.液体与固体、气体结构比较固态按原子聚集形态分为晶体与非晶体。
晶体：凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。
单晶体：在晶体中所有原子排列位向相同者多晶体：金属通常是由位向不同的小单晶（晶粒）组成，属于多晶体。
2、液态金属的结构直接法— X射线或中子线分析研究液态金属的原子排列。
液态金属中原子的排列在几个原子的间距范围内，与其固态的排列方式基本一致，但由于原子间距的增大和空穴的增多，原子的配位数略有变化，热运动增强。
间接法过比较固液态和固气态转变的物理性质的变化判断。
（1）体积和熵值的变化（2）熔化潜热和气化潜热固体可以是非晶体也可以是晶体，而液态金属则几乎总是非晶体。
液态金属在结构上更象固态而不是气态，原子之间仍然具有很高的结合能。
3、液态金属的结构特征l）组成：液态金属是由游动的原子团、空穴或裂纹构成。
2）特征：“近程有序”、“远程无序”原子间能量不均匀性，存在能量起伏。
原子团是时聚时散，存在结构起伏。
同一种元素在不同原子团中的分布量不同，存在成分起伏金属由液态转变为固态的凝结过程，实质上就是原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程，从这个意义上理解，金属从一种原子排列状态（晶态或非晶态）过渡为另一种原子规则排列状态（晶态）的转变均属于结晶过程。
金属从液态过渡为固体晶态的转变称为一次结晶；金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为二次结晶。
第三节液态金属的性质粘度对成形质量的影响●影响铸件轮廓的清晰程度；●影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向；●影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧；●影响精炼效果及夹杂或气孔的形成：●熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡有利。
材料加工原理之半固态铸造成形PPT(32张)
铸造
• 砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失 模铸造、石膏型铸造等
• 重力铸造、低压铸造、挤压铸造
利用凝固结晶过程来控制组织的变化
金属液温度在液相线以上进行成形
铸造、 液态模锻
半固态成形
锻造、 挤压
• 20世纪70年代初，美国麻省理工学院Flemings 与Spencer等人发现了金属凝固过程中的特殊力 学行为，根据强力搅拌半凝固金属所呈现的流变 学性质．成功用搅拌方法制备出了半固态金属并 进行了铸造成形，称之为流变铸造 (Rheocasting)。
5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
•
6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。
•
7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。
•
8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。
• 凝固时间短，有利于提高生产效率。
• 主要缺点： 半固态成形技术对金属的合金成分有一定适用
范围。需具有足够大的半固态区间，并且固相率 随温度变化比较缓慢，以便于监控半固态合金的 固相率，从而实现对半固态材料制备与成形过程 的控制。
液一固相线区间范围小的合金不适合。 如纯金属、共晶合金
•
1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。
设备投资大，工艺较复杂，成本高。
电磁搅拌示意图
3、应力诱发熔化激活工艺：S.I.M.A.(Strain Induced Metl Activated) 常铸锭经过20%左右的预形变，然后加热至 半固态。
高分子材料加工原理
第三章产生入口效应的原因：聚合物液体以收敛流动方式进入导管入口时，它必须变形以适应它在新的且有适当压缩性的流道内流动，但聚合物熔体具有弹性，也就是对变形具有抵抗力，因此，就必须消耗适当的能量，即消耗相当的压力降，来完成在这段管内的变形。
熔体各点的速度在进入导管前后是不同的，为调整速度，也要消耗一定的压力降。
产生离模膨胀的原因（解释之一）聚合物熔体从导管中流出后，周围压力大大减小，甚至完全消失，这意味着聚合物内的大分子突然变得自由了，因此，前段流动中储存于大分子中的弹性变形能量被释放出来，致使在流动变形中已经伸展开的大分子链重新恢复卷曲，各分子链的间距随着增大，从而导致聚合物内自由空间增大，于是体积相应发生膨胀。
总之，凡是导致流动中弹性成分增加的因素都使入口效应和离膜膨胀效应变得严重。
一般情况下，粘度大（分子量大）、分子量分布窄和非牛顿性强的聚合物，流动中会储存更多的可逆弹性成分，同时又因松弛缓慢，液体流出管口时膨胀现象就越显著。
降低液体温度会使入口区域弹性形变成分显著增加，离膜膨胀效应加剧，但当剪切速率增加并超过某一数值时，膨胀比反而会降低，这一数值称为临界剪切速率。
液体在此种情况下转入不稳定流动状态。
入口效应和出模膨胀效应通常对塑料的成型都是不利的，可能导致产品变形和扭曲，降低塑件的尺寸稳定性，并可能在塑件内产生内应力，降低塑件物理和力学性能。
增加管子或口模的平直部分长度，适当降低成型时的压力和提高成型温度，并对挤出物加以适当速度的牵引或拉伸等，均有利于减小或消除端末效应带来的不利影响。
牛顿型流体速度分布为抛物线，膨胀型流体速度分布为锥形，n越大，锥形越尖，假塑性流体速度分布更平缓，n越小，越平。
发生“熔体破裂”的可能原因：1、液体流动时在管壁上产生的滑移2、液体中的弹性回复3、液体的剪切历史差异毛细管粘度计：它可以求出施加于熔体上的剪切应力和剪切速率之间的关系，即求出熔体的流动曲线，优点是结构简单，调节容易，并能通过出口膨胀来考虑熔体弹性；缺点是剪切速率高，不稳定，需要做一系列校正，但是毛细管流变仪仍是用途最广泛的。
高分子材料加工原理
1.简述粒子填充剂对剪切粘度的影响一般固体物质的加入会使聚合物的剪切粘度有所增大，增大的程度与流体中粒子填充剂体积及剪切速率有关。
在低剪切速率下，粘度随填充剂增加而升高的程度要比高剪切速率大些。
2.简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源对于聚合物在螺杆挤压机中的熔融，即有强制熔体移走的传导熔融，其能量来源于两个方面：一是依靠机筒沿螺槽深度方向自上而下传导而来的能量，这是加热器装在机筒外壁上，上下温差大，左右温差小的必然结果；二是通过熔膜移走而使熔融层受到剪切作用，使部分机械能转变成热能的必然结果。
3.塑料二次成型的主要方式二次成型主要包括拉幅薄膜、中空吹塑成型及热定型。
①拉幅薄膜是将挤出成型所得的厚度为1-3mm的厚片或管坯重新加热到材料的高弹态进行大幅度拉伸而形成的薄膜。
②中空吹塑是知道空心塑料制品的成型方法，是借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术③热成型是一种以热塑性塑料片材为成型对象的二次成型技术，首先将裁成一定尺寸和形状的片材，夹在模具的框架上，让其在高弹态的适宜温度下加热软化，然后施加压力使坯件弯曲与延伸，在达到预定的型样后使其冷却定型，经过适当的修整，即成为制品。
4.PET超高速纺丝中双折射沿纺程的分布特点并解释其原因聚合物熔体从喷丝孔以温度T0挤出后温度逐渐下降。
据此可以将取向度沿纺程的分布划分为三个区：①流动形变区在喷丝板以下0-70cm的范围内，此处大部分的细化形变已基本完成，但是双折射仍然很小。
这是因为该区的形变速率较低，聚合物处于高温，大分子迅速地发生解取向作用。
因此此区中双折射仅和纺丝应力有关。
②结晶取向区在喷丝板70-130cm。
显然，与常规纺PET不同，其取向度在该狭小的区域内急剧上升，其饱和值大大提高。
此区对应的直径曲线上出现细颈，温度曲线上出现平台，形变速率dv/dx出现极大的峰值。
这是由于PET卷绕丝在纺程上发生了结晶。
材料成型基本原理第三版
材料成型基本原理第三版1. 引言材料成型是现代工程领域中的一个重要分支，它涉及到将原料经过一系列加工工艺转化为具有特定形状和性能的成品。
在材料成型过程中，了解基本原理是至关重要的。
本文将介绍材料成型的基本原理，帮助读者理解材料加工的核心概念。
2. 塑性变形塑性变形是材料成型过程中最常见的一种变形方式。
它通过施加外力将材料的原子层次结构发生改变，从而改变材料的形状和性能。
塑性变形的基本原理可以归纳为以下几点：•结晶结构：材料的晶体结构决定了它的塑性行为。
晶体结构中存在着晶粒和晶界，晶粒之间由晶界相连。
当外力作用于材料上时，晶粒会发生滑移和变形，从而导致整个材料发生变形。
•滑移系和滑移面：材料的滑移是指晶粒沿着特定的滑移面发生相对滑动。
滑移系由滑移面和滑移方向确定，不同材料具有不同的滑移系。
通过控制滑移系的选择，可以实现对材料成型过程中塑性变形的调控。
•晶粒的重新排列：材料的塑性变形通常会导致晶粒的重新排列，从而改变材料的形状。
这种重新排列可以通过热处理或机械加工等方法来进一步调控。
3. 成型工艺成型工艺是指将材料加工成特定形状的过程。
常见的成型工艺包括压力成型、热成型和光学成型等。
这些工艺的基本原理如下：•压力成型：压力成型是指通过施加压力将材料塑性变形成特定形状的工艺。
常见的压力成型方法包括挤压、锻造和冲压等。
这些方法通常需要借助模具来控制材料的形状。
•热成型：热成型是指通过加热材料来使其软化并成型的工艺。
常见的热成型方法包括热压缩、热注塑和热拉伸等。
在热成型过程中，材料的塑性性质会发生改变，从而实现成型的目的。
•光学成型：光学成型是一种利用光学原理进行成型的方法。
例如，通过激光加热材料来实现微观尺度的成型，或者利用光学投影技术将光束聚焦在材料上以实现成型。
4. 成型设备成型设备是实现材料成型工艺的关键设备。
不同的成型工艺需要不同的设备来实现，例如挤出机、注塑机和压力机等。
这些设备的基本原理如下：•挤出机：挤出机是一种用于挤压塑料等材料的设备。
铜件加工工艺(3篇)
第1篇一、引言铜作为一种重要的金属材料，广泛应用于电子、机械、建筑、装饰等领域。
铜件加工是将铜材料通过各种加工方法，制成所需形状、尺寸和性能的零件。
铜件加工工艺包括铸造、锻造、冲压、切削、焊接等多种方法。
本文将详细介绍铜件加工工艺，包括加工原理、加工方法、加工设备、质量控制等方面。
二、铜件加工原理铜件加工原理主要基于金属材料的物理和力学性能。
铜具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性、易加工性等特点，使得铜件加工具有广泛的应用。
铜件加工原理主要包括以下几个方面：1. 塑性变形原理：铜在受力后，可以发生塑性变形，从而改变其形状、尺寸和性能。
塑性变形是铜件加工的主要原理。
2. 切削原理：切削是利用切削工具对铜材料进行去除，使其形成所需形状和尺寸的过程。
切削原理主要包括切削力、切削温度、切削速度等方面。
3. 焊接原理：焊接是将两个或多个铜材料通过加热、熔化、冷却等方式连接在一起的过程。
焊接原理主要包括焊接方法、焊接材料、焊接工艺等方面。
三、铜件加工方法1. 铸造铸造是将熔融的铜液倒入模具中，冷却凝固后得到所需形状和尺寸的铜件。
铸造方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。
（1）砂型铸造：将熔融铜液倒入砂型模具中，冷却凝固后取出铜件。
砂型铸造适用于形状复杂、尺寸较大的铜件。
（2）金属型铸造：将熔融铜液倒入金属模具中，冷却凝固后取出铜件。
金属型铸造适用于形状简单、尺寸较小的铜件。
（3）压力铸造：将熔融铜液在高压下注入金属模具中，冷却凝固后取出铜件。
压力铸造适用于形状复杂、尺寸精度要求较高的铜件。
2. 锻造锻造是将铜材料加热至一定温度，通过锤击、挤压等方式使其变形，从而得到所需形状和尺寸的铜件。
锻造方法包括自由锻造、模锻、挤压等。
（1）自由锻造：将铜材料加热至一定温度，通过锤击使其变形。
自由锻造适用于形状简单、尺寸较大的铜件。
（2）模锻：将铜材料加热至一定温度，通过模具使其变形。
模锻适用于形状复杂、尺寸精度要求较高的铜件。
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主要成形加工方法及特点
•焊接
–将二个分离的固体产生原子间的结合而连接在一起 –是大型结构（桥梁、管线、储罐等）、交通工具 （飞机、汽车、船舶等）、组装结构的 主要手段 –方法繁多，常与自动化技术联系在一起 –推动工业机器人、激光加工等先进技术的发展 –导致和推动小熔池冶金、断裂力学的产生和发展
推荐教学参考书
• 材料成形基本原理
–刘全坤，机械工业出版社，2005
• 材料成形原理
–陈平昌，朱云妹，李瓒，机械工业出版社， 2001
• 近代材料加工原理
–吴德海，任家烈，陈森灿，清华大学出版 社， 1997
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感谢您的欣赏！
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越王勾践剑：
相传为春秋晚期铸剑名师欧冶子所铸长 55.6厘米 宽4.6厘米 1965年湖北省江陵县望山出土湖北省博 物馆藏
剑身有菱形暗纹，格上花纹嵌蓝琉璃及绿 松石。出土时插在素漆木鞘中，茎上缠有 丝绳。近格处铭“越王勾践自作用 剑”二 行八字。此剑出于楚墓，在墓主骨架左侧， 作为随身佩剑。剑至今锋 利，光泽夺目， 堪称吴越名剑之代表作。
什么是材料加工？
材料加工 — 通过改变和控制材料的外部形 状和内部组织结构，将材料制造成满足人 类使用要求的零部件或成品的技术和科学 的统称。材料加工也称材料成形制造。 英 文 名 称 ： Materials Processing Technology
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把材料制造成产品的主要方法及分类
第一类：热加工、成形（型）加工
–铸造（液态成形加工） –锻压（固态变形加工） –焊接（连接加工） –表面加工（局部成形与改性） –材料热处理（主要是改性）
第二类：冷加工、机械加工、切削加工
–车、铣、镗、刨、磨、钻、切、剪、锯、冲 –电火化加工、电解加工、超声加工
第 铸造
–长的发展历史 –可制造几乎任意尺寸和复杂程度的产品 –适用于几乎所有材料 –材料制备和成形一体化技术 –新材料开发的重要手段 –导致凝固理论的产生和发展
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主要成形加工方法及特点
• 塑性成形加工
–锻造、压力加工（轧制）、冲压、拉拔 –利用材料的塑性和超塑性变形能力 –消除材料内部气孔、裂纹等小缺陷、改善组 织（细化、形成流线、织构等），提高性能 的方法 –导致和推动弹塑性力学，尤其是塑性力学的产 生和发展
• 材料加工技术与国防实力的关系
–卧薪尝胆，三千越甲吞吴 –秦始皇统一中国 –叙利亚帝国(Damascus Sword) –美国称霸世界
• 材料加工技术与人民生活水平的关系
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现代航空工业
高温合金叶片的三代产品： 等轴晶 ⇒ 柱状晶 ⇒ 单晶
F-16
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现代材料加工
• 材料加工技术先于材料科学的发展，是 材料科学与工程的先导。材料科学与工 程学科的发展反过来有推动了材料加工 技术的进步 —— 建立在材料科学基础上 的材料加工技术：现代材料加工。
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材料加工的意义和作用
• 材料加工技术与社会文明及科学发展的关系
–人类社会从石器时代—青铜时代—铁器时代—现代 –金相学—金属学—材料科学与工程
材料加工制造的基本方法
材料加工 （成形+控性）
切削加工 (成形不改性)
变性加工 （不改变形状）
表面处理 （局部改性）
热处理 （整体改性）
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考核方式
出勤（10分） 无故旷课1次扣5分， 无故旷课2次扣10分， 无故旷课3次 无参加考试资格）
作业 （10分） 期末考试 （80分）
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提高人提民高生人活民质生量活质量
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提高人提民高生人活民质生量活质量
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材料加工的学科定位
材料科学与工程
材料加工工程
材料学
材料物理化学
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Idea about materials science and engineering
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