材料概论(周达飞)(二版) 第4章.ppt

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1、材料概论第四章材料成型4.1材料的成型加工4.2自由流动成型4.3受力流动成型4.4受力塑性成型4.1材料的成型加工4.1.1成型方法4.1.2加工方法4.1.3材料成型特性第四章材料成型4.1材料的成型加工材料的制备技术和成型加工技术是一个国家经济发达程度的标志之一。成型加工是材料走向具有使用价值产品的桥梁。新材料、新产品、新技术的产生在某种意义上取决于成型加工工艺技术和成型加工机械的突破。材料的加工工艺涉及三个方面，即材料、成型加工与制品。材料的内在性能与成型加工的工艺过程紧密联系在一起。第四章材料成型第四章材料成型4.1.1成型

2、方法成型的目的是将材料转变成为一定形状的半成品（毛坯）或成品。金属材料、无机非金属材料、高分子材料其成型方法形成各自的系统特色。表4－1列出金属材料、无机非金属材料、高分子材料的主要成型方法，每种材料采用哪一种成型方法，应根据其自身的成型特性、制品性质及经济上的合理性等因素来取舍。第四章材料成型第四章材料成型4.1.2加工方法加工，通常指材料成型后的加工（后加工），主要有机械加工、修饰和装配三个环节组成。表4－2列出主要的加工方法。第四章材料成型第四章材料成型4.1.3材料成型特性材料在其成型加工特性上有许多相似之处，材料的成型性主要

3、表现在两个方面：可流动性与可塑性变形性。将材料的成型方法从传统三大材料区分方法中重新归类，将其归纳为四种成型类别：自由流动成型、受力流动成型、受力塑性成型与其他成型，如表4－3所示。第四章材料成型4.2自由流动成型*4.2.1金属砂型铸造*4.2.2橡胶浸渍成型4.2.3陶瓷注浆成型第四章材料成型4.2自由流动成型自由流动成型是指将呈流动状态的物料，成型时无外力作用下，倒入模型型腔或使其附在模型表面，经改变温度（降温或升温），或反应，或溶剂挥发等作用，使之固化或凝固，而形成具有模型形状的产品，最终的产品可以是成品，也可以是半成品（或毛

4、坯）。自由流动成型中典型代表是：金属砂型铸造、塑料与橡胶浸渍成型、陶瓷注浆成型。第四章材料成型4.2.1金属砂型铸造铸造是将金属熔化成液体，浇注到具有与零件形状相近似的铸型空腔内，待其冷却、凝固后获得铸件的工艺方法。简化的工艺流程如下。第四章材料成型4.2.2橡胶浸渍成型浸渍成型是将高分子材料配制成胶乳，用与制品形状相近似的模型浸渍胶乳，使胶乳粘附在模型外表面，经干燥、硫化后获得胶乳制品的工艺方法。简化的工艺流程如下。图4－5玩具气球生产工艺流程简图第四章材料成型图4－5玩具气球生产工艺流程简图第四章材料成型4.2.3陶瓷注浆成型陶瓷

5、注浆成型是将配制好注浆料，浇注到具有与零件形状相近似的石膏模型空腔内，利用石膏模的吸水性，使泥浆分散地粘附在模壁上，形成和模型相同形状的坯泥层，并随时间的延长而逐渐增厚，当达到一定程度时，经干燥收缩而与模壁脱离，然后脱模取出，得到生坯。制成的生坯经干燥、上釉、装饰、烧成，得到陶瓷制品。简化的工艺流程如下。第四章材料成型第四章材料成型4.2.3陶瓷注浆成型1、注浆料配制注浆坯料应满足下列要求、细度、流动性、水分、触变性、悬浮性。2、注浆成型自由流动成型中注浆成型主要有空心注浆（单面注浆）和实心注浆（双面注浆）两种。3、干燥生坯干燥过程可

6、分为：预热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段与平衡状态。生坯干燥方法主要有：自然对流干燥、强制对流干燥、辐射干燥等。4、施釉、装饰5、烧成：一次烧成和二次烧成之分。4.3受力流动成型4.3.1塑料注塑成型*4.3.2玻璃吹制成型第四章材料成型4.3受力流动成型受力流动成型是指成型时在受力作用条件下，将呈流动状态的物料，注入模型型腔，或使物料通过一定形状的口模，或附在模型表面，经温度变化（降温或升温），或反应，或溶剂挥发等作用，使物料冷凝、固化，最终形成产品。受力流动成型得到的产品，一般无需后续加工可直接使用。与自由流动成型相比，两种成型

7、方法均是在物料流动状态下进行，区别在于自由流动成型无外力作用，而受力流动成型是在受力条件下成型。一是高分子材料的各种成型，如塑料注塑、挤出、压延，纤维纺丝等。另一类是无机非金属材料的各种成型，如陶瓷压力注浆、热压注，玻璃压制、拉制、压延、吹制等。第四章材料成型4.3.1塑料注塑成型注塑成型的过程是将粒状或粉状树脂配合料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合模具中。充满模具的熔料在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后得到注塑模型腔所赋予的形状，开启

8、模具即得制品。简化的工艺流程如下。第四章材料成型4.3.1塑料注塑成型成型前准备：原料的预处理、料筒、模具清理、脱模剂使用、嵌件预热及安置。注射成型：包括加料、塑化、注射、冷却固化和脱模等几个工序。充模、保压、凝封、冷却