材料成形工艺概述
材料成型原理及工艺
材料成型原理及工艺材料成型是指将原料通过一定的工艺过程，使其获得所需形状的过程。
在材料成型中，最常见的方式包括热成型、冷成型和粉末冶金成型等。
这些成型工艺的原理和应用在各个领域都有广泛的应用。
热成型是指通过加热材料使其软化并塑性变形以达到所需形状的一种成型方法。
主要包括热压成型、热拉伸成型、热挤压成型等。
其原理是通过加热使材料达到一定的软化点或熔点，然后通过外力施加，使材料塑性变形并成型。
热成型适用于塑料、玻璃、金属等材料的成型，并且可以制造复杂形状的产品。
冷成型是通过机械力作用在室温下进行的成型方法。
冷成型主要包括挤压成型、压铸成型、冷轧成型等。
其中，冷挤压是常见的一种冷成型方式，主要应用于金属材料的成型。
其原理是通过施加机械力，使材料在室温下产生塑性变形，并达到所需形状。
具有高精度、高效率的特点。
粉末冶金成型是一种将粉末材料在一定温度下进行成型的方法。
其主要过程包括压制和烧结两个过程。
首先将粉末材料经过一定的工艺处理得到一定的物理性质，然后该粉末被用来制造一种新型的成型工艺。
原理是通过压制使粉末粒子结合，并在一定的温度下进行烧结，最终得到所需形状的产品。
其优点是可以制造复杂形状的产品，同时可以利用废料进行再利用。
在材料成型过程中，还有一些辅助工艺和辅助设备的应用，以实现更好的成型效果。
例如模具是实现材料成型的重要工具，通过对模具进行设计和制造，可以获得不同形状和尺寸的产品。
在热成型过程中，需要控制加热温度、保持时间、冷却速率等参数，以确保产品的质量。
在冷成型过程中，需要选择合适的冷却介质和冷却方式，以使产品达到所需的硬度和强度。
在粉末冶金成型过程中，需要控制压制力、压制时间和烧结温度等参数，以实现产品的致密度和力学性能。
总结起来，材料成型的原理和工艺非常丰富多样，根据不同材料和产品的要求选择合适的成型方式可以实现高效率、高质量的制造。
随着科技的进步和工艺的改进，材料成型在各个行业的应用也越来越广泛。
金属材料的成型工艺
金属材料的成型工艺金属材料的成型工艺是指通过物理或化学方法将金属材料加工成所需形状的工艺过程。
成型工艺广泛应用于各个领域，如汽车、航空、船舶、建筑、制造业等。
它可以改变金属材料的形状、尺寸、性能和组织结构，使其适应不同的使用需求。
锻造是将金属材料加热至一定温度后，施加力并改变形状的工艺。
锻造可分为自由锻造、模锻和精锻。
自由锻造是直接对金属进行锻造，适用于简单形状的零部件。
模锻是使用模具对金属进行锤击或压制，适用于复杂形状和高精度要求的零部件。
精锻是在高温下对金属进行精密锻造，适用于高精度要求的零部件。
冲压是通过金属板材的拉伸、弯曲、切割和成形等工艺来制作零部件。
冲压工艺具有高效、节约材料、适用于大批量生产等优点，广泛应用于汽车制造、家电制造等领域。
铸造是通过将金属材料熔化后倒入模具中，使其凝固成型的工艺。
铸造可分为压力铸造和重力铸造。
压力铸造包括压铸、低压铸造和真空压力铸造。
压铸是将熔融金属注入压铸机模腔中，通过高压填充，并快速凝固成型。
低压铸造是将熔融金属通过压力填充式注射系统注入模具中，然后通过压力使其充满整个模腔，并凝固成型。
真空压力铸造是在真空环境中进行压铸，以提高铸件的质量和密度。
重力铸造是靠铸造机中的重力将熔融金属倒入模具中，凝固成型。
焊接是通过加热材料至熔化状态，通过外界压力和/或其他形式的能量传递，使金属材料连接起来的工艺。
常用的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊接等。
焊接工艺广泛应用于电子、汽车、船舶、航空航天等领域。
拉伸成型是将金属材料通过拉伸、挤压或者弯曲等方法成型的工艺。
拉伸成型可以提高材料的强度、硬度和耐磨性。
常见的拉伸成型工艺包括拉伸成型、锻造成型和爆炸成型等。
热成型是通过加热金属材料至塑性状态，然后在模具中进行变形的工艺。
热成型可以提高材料的塑性，使其更容易成形，并改变金属材料的结构和性能。
常用的热成型方法包括热压成型、热挤压、热拉伸等。
挤压成型是通过将金属材料放置在模具中，然后施加压力，使其通过模孔挤压成型的工艺。
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
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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。
金属材料的成型工艺
金属材料的成型工艺引言金属材料的成型工艺是指通过加热、加压和变形等手段，将金属材料由初始形状转变为目标形状的工艺过程。
金属材料的成型工艺在制造业中占据着重要地位，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
本文将介绍金属材料的成型工艺的几种常见方法。
压力成形压力成形是金属材料成型工艺中最常见的一种方法。
它通过施加压力将金属材料强制塑造成所需形状。
主要的压力成形工艺包括锻造、冲压和挤压。
锻造锻造是一种将金属材料加热到一定温度后，在冷镦机或锻压机上施加压力进行塑性变形的工艺。
锻造通常分为冷锻和热锻两种方式。
与其他成型工艺相比，锻造具有精度高、力学性能好等优点。
冲压冲压是利用冲床将板材或带材冲压成所需形状的工艺。
冲压通常包括剪切、冲孔、成形等步骤。
冲压工艺具有高效率、高精度和批量生产能力等优点。
挤压挤压是将金属材料塑性变形成为具有一定截面形状的长条材料的工艺。
它可以通过挤压机将金属材料挤压出所需形状。
挤压工艺具有高生产效率和高材料利用率等优点。
热成形热成形是指在金属材料加热至高温状态下进行塑性变形的工艺。
热成形通常包括热锻、热轧和挤压等方法。
热锻热锻是一种在金属材料达到高温时施加压力进行塑性变形的工艺。
热锻通常在1200℃以上的高温下进行，可以获得更好的塑性变形性能和力学性能。
热轧热轧是将金属材料加热到较高温度后通过轧机进行连续轧制的工艺。
热轧可以改变材料的厚度、宽度或长度，并使材料达到所需的机械性能。
热挤压热挤压是一种在金属材料达到高温时将其压入模具中进行塑性变形的工艺。
热挤压通常适用于薄壁、大截面和复杂形状的金属制品的生产。
冷成形冷成形是指在室温下进行金属材料塑性变形的工艺。
冷成形通常包括冷轧、冷挤压和冷拉伸等方法。
冷轧冷轧是将金属材料在室温下通过轧机进行塑性变形的工艺。
冷轧通常用于薄板材料的生产，可以提高材料的表面质量和机械性能。
冷挤压冷挤压是一种在室温下将金属材料通过模具进行塑性变形的工艺。
碳纤维复合材料的成型工艺
碳纤维复合材料的成型工艺一、碳纤维复合材料概述碳纤维复合材料是一种由碳纤维增强体和树脂基体组成的新型高性能材料。
它以其轻质、高强度、高刚度、耐疲劳、耐腐蚀等优异性能，在航空航天、汽车制造、体育器材、建筑结构等领域得到了广泛的应用。
本文将探讨碳纤维复合材料的成型工艺，分析其重要性、挑战以及实现途径。
1.1 碳纤维复合材料的特点碳纤维复合材料的特点主要包括以下几个方面：- 轻质高强：碳纤维具有很高的比强度和比模量，使得复合材料在保持轻质的同时，具有很高的承载能力。
- 高刚度：碳纤维复合材料的刚度远高于传统材料，可以提供更好的结构稳定性。
- 耐疲劳：碳纤维复合材料具有优异的耐疲劳性能，适用于承受反复循环载荷的应用。
- 耐腐蚀：碳纤维复合材料对多种腐蚀性介质具有很好的抵抗力，适用于恶劣环境。
1.2 碳纤维复合材料的应用领域碳纤维复合材料的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 航空航天：用于飞机结构、发动机部件等，以减轻重量、提高性能。
- 汽车制造：用于车身、底盘等部件，以提高燃油效率和车辆性能。
- 体育器材：用于自行车、网球拍、高尔夫球杆等，以提供更好的运动性能。
- 建筑结构：用于桥梁、高层建筑等，以提高结构的承载能力和耐久性。
二、碳纤维复合材料的成型工艺碳纤维复合材料的成型工艺是实现其优异性能的关键环节。
不同的成型工艺会影响材料的性能和应用范围。
2.1 预浸料成型工艺预浸料成型工艺是一种常用的碳纤维复合材料成型方法。
该工艺首先将碳纤维与树脂基体预先混合，形成预浸料，然后在模具上铺设预浸料，通过热压或真空袋压等方法固化成型。
预浸料成型工艺具有成型效率高、产品质量好等优点。
2.2 树脂传递模塑成型工艺树脂传递模塑（RTM）成型工艺是一种先进的复合材料成型技术。
该工艺通过将树脂注入闭合模具中，使树脂在模具内流动并浸润碳纤维，最终固化成型。
RTM工艺可以实现复杂形状的制品成型，且具有较低的生产成本。
金属材料八大成形工艺
金属材料八大成形工艺
（6）金属型铸造(gravity die casting) 金属型铸造：指液态金属在重力作用下充填金属铸型并在型中 冷却凝固而获得铸件的一种成型方法。 应用：金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁 合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。
金属材料八大成形工艺
金属材料八大成形工艺
（3）挤压 挤压：坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或 缝隙挤出使之横截面积减小长度增加，成为所需制品的加 工方法叫挤压，坯料的这种加工叫挤压成型Байду номын сангаас 应用：主要用于制造长杆、深孔、薄壁、异型断面零件。
金属材料八大成形工艺
（4）拉拔 拉拔：用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于 坯料断面的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸的制品 的一种塑性加工方法。 应用：拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方 法。
金属材料八大成形工艺
（10）连续铸造（continual casting） 连续铸造：是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属， 不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的 铸件连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特 定的长度的铸件。 应用：用连续铸造法可以浇注钢、铁、铜合金、铝合金、镁合 金等断面形状不变的长铸件，如铸锭、板坯、棒坯、管子等。
金属材料八大成形工艺
（4）低压铸造(low pressure casting) 低压铸造：是指使液体金属在较低压力(0.02～0.06MPa)作用下 充填铸型，并在压力下结晶以形成铸件的方法.。 应用：以传统产品为主（气缸头、轮毂、气缸架等）。
金属材料八大成形工艺
（5）离心铸造(centrifugal casting) 离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填 充铸型而凝固成形的一种铸造方法。 应用：离心铸造最早用于生产铸管，国内外在冶金、矿山、交 通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工 艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、 内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。
材料成型工艺技术
材料成型工艺技术材料成型工艺技术是指将材料通过一定的工艺方法，经过加工、成形、塑造等过程，使其达到特定的形状和性能要求的一种技术。
这种技术可以广泛应用于各个行业，如汽车、航空、电子、家电等领域。
材料成型工艺技术的发展，为各个行业提供了更多的可能性和选择。
材料成型工艺技术主要包括压力成型、热成型、造型、粉末冶金等多种方法。
其中，压力成型是一种将材料放入模具中，在给定的条件下施加一定的压力，使材料在模具内成型的方法。
这种方法适用于加工金属、塑料、陶瓷等材料。
压力成型工艺技术具有成形精度高、表面光洁度好等特点，被广泛应用于制造各种零部件。
热成型是一种通过加热材料使其变软，然后通过外界力的作用使其变形的方法。
这种方法适用于加工塑料、橡胶等材料。
热成型工艺技术能够使材料保持一定的形状稳定性，并且在加工过程中能够消除材料内部的应力，提高产品的性能。
造型是一种通过模板、模具等工具对材料进行塑造的方法。
这种方法适用于加工陶瓷、玻璃等材料。
造型工艺技术能够使材料呈现出各种复杂的形状，满足设计师的要求，并且能够提高生产效率。
粉末冶金是一种通过将金属粉末进行成型、烧结等处理，制造出具有特定形状和性能的材料的方法。
这种方法适用于生产精密零部件、高温合金等材料。
粉末冶金工艺技术能够扩大材料的应用范围，提高产品的性能。
在材料成型工艺技术中，工艺参数的控制是非常重要的。
工艺参数包括温度、压力、速度等多个方面。
通过合理控制这些参数，可以使成型产品具有更好的性能。
材料成型工艺技术的发展，对于提高产品质量、降低产品成本、增加产品种类等方面具有重要作用。
随着科技的不断进步，材料成型工艺技术也在不断创新和发展，为各行各业的发展提供更多的机会和挑战。
高分子材料成型工艺
高分子材料成型工艺高分子材料是一类具有高分子量、由大量重复单元结构组成的聚合物材料，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
高分子材料的成型工艺是指将高分子材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程，包括塑料成型、橡胶成型和纤维成型等多个方面。
本文将重点介绍高分子材料成型工艺的相关内容。
首先，塑料成型是高分子材料成型工艺中的重要部分。
塑料成型工艺通常包括热塑性塑料和热固性塑料两种类型。
热塑性塑料成型工艺主要包括挤出成型、注塑成型、吹塑成型和压延成型等方法，通过加热塑料原料使其熔化，然后通过模具成型成所需的产品。
而热固性塑料成型工艺则是通过将热固性树脂与填料、助剂等混合后，经过加热固化成型。
塑料成型工艺的选择应根据塑料材料的性质、成型产品的要求和生产效率等因素进行综合考虑。
其次，橡胶成型是另一个重要的高分子材料成型工艺。
橡胶成型工艺通常包括挤出成型、压延成型、模压成型和注射成型等方法。
橡胶材料具有良好的弹性和耐磨性，广泛应用于汽车轮胎、密封件、橡胶垫等领域。
橡胶成型工艺的关键是控制橡胶材料的流动性和硫化反应，以确保成型产品的质量和性能。
最后，纤维成型是高分子材料成型工艺中的另一个重要领域。
纤维成型工艺通常包括纺丝、织造、非织造和纺粘等方法。
纤维材料具有良好的拉伸性和柔韧性，广泛应用于纺织品、复合材料、过滤材料等领域。
纤维成型工艺的关键是控制纤维材料的拉伸和取向，以确保成型产品的强度和外观。
总之，高分子材料成型工艺是高分子材料加工的关键环节，直接影响产品的质量和性能。
通过选择合适的成型工艺和优化工艺参数，可以实现高效、稳定地生产高质量的高分子材料制品，满足不同领域的需求。
希望本文对高分子材料成型工艺有所帮助，谢谢阅读。
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铸造： 液态金属
铸型
铸件
材料成形工艺基础
三、砂型铸造生产过程
1.型砂和芯砂的配制 构成：原砂（硅砂）、粘接剂、水、附加物等 性能：强度、可塑性、耐火性、透气性、退让性等
材料成形工艺基础
三、砂型铸造生产过程
2.手工造型方法
整模造型
材料成形工艺基础
2.手工造型方法
整模造型特点：
分型面为平面，铸型型腔全部在一个砂 箱内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。
2、修补铸件、锻件的缺陷和磨损了的机器零、部 件。
材料成形工艺基础
二、焊接工艺方法
熔化焊
手工电弧焊
气焊
材料成形工艺基础
压力焊
点焊
缝焊
材料成形工艺基础
钢的热处理
加热、保温、冷却
组织结构变化
获得所需性能
材料成形工艺基础
铸造
小结
液态成形
复杂形状件
毛坯
锻造
固态塑性变形பைடு நூலகம்
力学性能高的工件
成型
工艺
冲压
固态塑性变形
材料成形工艺基础
2.手工造型方法
挖砂造型特点： 模样为整体模，造型时需挖去阻
碍起模的型砂，故分型面是曲面。造 型麻烦，生产率低。 应用范围：
单件小批生产模样较薄、分模后 易损坏或变形的铸件。
材料成形工艺基础
3. 机器造型
材料成形工艺基础
五、铸造工艺特点及应用
1.成型性好；可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔 的毛坯，如箱体、床身、气缸体等。 2.适应范围广；不受工件形状、尺寸、质量、 材料、 生产批量等限制 3.成本低。可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设 备费用较低；在金属切削机床中，铸件占机床总重量 75%以上，而生产成本仅占15~30%。 4.不足：工序多，质量难于精确控制，废品率高；铸 件力学性能较差 5.铸造应用：制造形状复杂、承受静载荷及压应力的 构 件，如机床床身、机座、支架、箱体等。
材料成形工艺基础
材料成形工艺基础
材料成形工艺基础
锻压工艺
一、锻压成形概述：
外力 金属塑性变形
由于钢锭锻造后的金属组织致 密，晶粒细化，并具有一定的 金属流线，使金属力学性能提 高。
应用：承受重载荷、受力复 杂、工况条件差的机械零件， 如主轴、曲轴、连杆、齿轮、 起重吊钩等。
锻压件
材料成形工艺基础
薄板结构件
焊接
连接工艺
组合件、大型结构件
材料成形工艺基础
The end
应用范围：
铸件最大截面在一端，且为平面。
材料成形工艺基础
2.手工造型方法
分模造型
材料成形工艺基础
2.手工造型方法
分模造型特点： 模样沿最大截面分为两半，型腔
位于上、下两个砂箱内。造型方便， 但制作模样较麻烦。 应用范围：
最大截面在中部，一般为对称性 铸件。
材料成形工艺基础
2.手工造型方法
挖砂造型
大批量生产中 小型复杂锻件
材料成形工艺基础
四、冲压工艺
冲模
板料分离或变形
冲压件
材料成形工艺基础
焊接工艺
一、焊接机理及特点
加热或加压
原子扩散与结合
材料连接
特点：与其它连接方法相比，焊接具有质量可靠、生产率 高、成本低、工艺性好等优点。
应用：1、制造金属构件和机械零件，如船体、 锅炉、 高压容器、建筑珩架等。
《制造技术基础训练》
——材料成形工艺概述——
材料成形工艺基础
机械制造工艺过程
材料成形工艺基础
铸造工艺
一、铸造发展历程
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工 工艺，已有约6000年的历史。中国作为世 界四大文明古国之一，曾创造了光辉灿烂的 古代科技和文化。中国约在公元前1700～ 前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期， 工艺上已达到相当高的水平。商朝的重875 公斤的司母戊方鼎，明朝的永乐大钟，都是 古代铸造的代表产品。
二、金属的加热
金属加热有利于提高塑 性，降低变形抗力，改善 可锻性
始锻温度： 坯料允许加热的最高温度
终锻温度： 坯料允许变形的最低温度
45钢的锻造温度范围：1200—8000C
材料成形工艺基础
三、锻造工艺方法
自由锻
单件、小批 量生产各类 锻件
胎模锻
在自由锻设备 上使用简单模 具，小批量生 产锻件
模锻
材料成形工艺基础
河北沧州铁狮子， 通宽5.35米，身长6.30 米，身高6.6米，体宽 3.0米，重40吨，铸于 后周广顺三年（公元 953年)，距今已有一 千多年的历史。 它的 铸造比美国和法国的炼 铁术早七八百年，所以 铁狮子在世界冶金史上 具有里程碑的意义。
材料成形工艺基础
二、铸造成形原理
材料成形工艺基础
马踏飞燕铸于汉代晚期。 以夸张的艺术手法塑造了 奔马的艺术形态，意境带 有浪漫主义色彩。
材料成形工艺基础
明朝永乐青铜大钟，重 达46.5t，钟高6.75m，钟 唇厚22cm，外径3.3m， 钟体内遍铸经文22.7万字， 击钟时尾音长达2分钟以 上，传距20km。外形和 内腔如此复杂、重量如此 巨大、质量要求如此高的 青铜大钟，正说明我国早 已掌握冶炼和铸造技术。