第10章 非金属及复合材料成形方法

10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
3、粉末冶金法 将金属粉末与陶瓷颗粒、晶须 将金属粉末与陶瓷颗粒、 或短纤维， 或短纤维，经均匀混合后放入模具 中进行高温、高压成形。 中进行高温、高压成形。 特点：材料致密， 特点：材料致密，增强材料分 布均匀。 布均匀。
第10章 非金属及复合材料成形方法 10章
10.2
陶瓷件成形 陶瓷件成形
３．烧结 生坯：未经烧结的陶瓷制品。 生坯：未经烧结的陶瓷制品。 烧结： 烧结：生坯在高温加热时发生一系 列物理化学变化并使生坯体积收缩， 列物理化学变化并使生坯体积收缩，强 度、密度增加，最终形成致密、坚硬的 密度增加，最终形成致密、 具有某种显微结构烧结体的过程。 具有某种显微结构烧结体的过程。 一烧、二土、三细工。 一烧、二土、三细工。
第10章 非金属及复合材料成形方法 10章
10.1 工程塑料的成形
机械加工 10.1.4 机械加工 塑料的加工性能好，传统的车、 塑料的加工性能好，传统的车、 磨钻以及抛光都可使用。 铣、刨、磨钻以及抛光都可使用。由 于塑料的导热性和耐热性差 导热性和耐热性差， 于塑料的导热性和耐热性差，有弹性 加工时容易变形、分层、开裂、 ，加工时容易变形、分层、开裂、崩 落等，在刀具的角度、 落等，在刀具的角度、冷却方式以及 切削用量上适当调整， 切削用量上适当调整，以便加工出满 足要求的制品。 足要求的制品。
第10章 非金属及复合材料成形方法 10章
10.1 工程塑料的成形
10.1.3 压延成形 将加热塑化的热塑性塑料通过两个以上相对旋 转的（加热）滚筒间隙，使其成为规定尺寸的连续 转的（加热）滚筒间隙， 片状材料的成形方法。用于生产大型塑料制品， 片状材料的成形方法。用于生产大型塑料制品，特 别是平板类件。 别是平板类件。 特点：制件质量均匀、内应力小、尺寸稳定、 特点：制件质量均匀、内应力小、尺寸稳定、耐 强度较高。 热、强度较高。
10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
4、喷雾共沉积法 熔融金属从炉子底部的 浇铸孔流出， 浇铸孔流出，经雾化器被高 速惰性气体流雾化， 速惰性气体流雾化，同时由 气体携带陶瓷颗粒加入雾化 流中使其混合、沉降， 流中使其混合、沉降，在金 属滴未完全凝固前喷射在基 板或特定的模具上凝固成固 态。 特点：材料致密， 特点：材料致密，陶瓷 颗粒分布均匀，生产率高。 颗粒分布均匀，生产率高。
10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
（4）挤压铸造法：将增强材料放入配有黏结剂和 挤压铸造法： 纤维表面改性溶质的溶液中，充分搅拌后压滤、 纤维表面改性溶质的溶液中，充分搅拌后压滤、干燥 烧结形坯； ，烧结形坯；随后将预加热的形坯放入固定在液压机 上经预加热的模具中，注入液态金属，加压， 上经预加热的模具中，注入液态金属，加压，使金属 渗透形坯，并在高压下凝固成形。 渗透形坯，并在高压下凝固成形。
10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
1、液态金属浸润法 常压铸造法： （1）常压铸造法：将预成形的纤维 形坯预热后放入浇注模，浇入液态金属， 形坯预热后放入浇注模，浇入液态金属， 靠其重力渗入形坯并凝固。 靠其重力渗入形坯并凝固。但制品易出现 缺陷。 缺陷。 （2）液态金属搅拌法：熔化金属，并 液态金属搅拌法：熔化金属， 逐步加入弥散增强材料使其均匀， 逐步加入弥散增强材料使其均匀，然后进 行脱气处理，注入模具中凝固成形。 行脱气处理，注入模具中凝固成形。用于 陶瓷增强金属基复合材料的制造。 陶瓷增强金属基复合材料的制造。
10.3 复合材料成形
10.3.1 制备复合材料的通用方法 1、颗粒、晶须、短纤维增强复合材料 颗粒、晶须、 制备步骤： 制备步骤： 混合：基体材料的熔化， （1）混合：基体材料的熔化，均匀混入增强 材料；或制成粉末混入增强材料，并均匀化。 材料；或制成粉末混入增强材料，并均匀化。 制坯：采用铸造、液态模锻、喷射、 （2）制坯：采用铸造、液态模锻、喷射、粉 末热压等方法使复合成分固化。 末热压等方法使复合成分固化。 （3）成形：通过挤压、轧制、锻造、机加工 成形：通过挤压、轧制、锻造、 制备零件。 制备零件。
10.1.1 挤压成形 把塑料放在挤压机的料筒内加热熔化， 把塑料放在挤压机的料筒内加热熔化， 利用螺杆将塑料连续不断地自模具的型孔中 挤出而成制品。适用于热塑性塑料的管、 挤出而成制品。适用于热塑性塑料的管、板 棒以及丝、 薄膜的生产。 、棒以及丝、网、薄膜的生产。
第10章 非金属及复合材料成形方法 10章
10.2
陶瓷件成形 陶瓷件成形
10.2.1
干压成形
将粉料装入钢模内，通过冲头对其加压， 将粉料装入钢模内，通过冲头对其加压，压制成一 定形状和尺寸压坯的成形方法。 定形状和尺寸压坯的成形方法。 适应与形状简单、尺寸较小的制品。 适应与形状简单、尺寸较小的制品。 特点：工艺简单、操作方便、周期短、 特点：工艺简单、操作方便、周期短、便于自动化 生产。坯体密度大、尺寸精确、收缩小、强度高。 生产。坯体密度大、尺寸精确、收缩小、强度高。
10.2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
陶瓷件成形 陶瓷件成形
10.2.5
注射成形
将粉料与有机黏结剂混合后， 将粉料与有机黏结剂混合后，加热 混炼，制成粒状粉料， 混炼，制成粒状粉料，用注射成形机在 130～300℃温度下注射入金属模具中， 130～300℃温度下注射入金属模具中， 冷却后黏结剂固化，取出坯体， 冷却后黏结剂固化，取出坯体，经脱脂 后按常规工艺烧结。 后按常规工艺烧结。 特点：成形简单，成本低， 特点：成形简单，成本低，压坯密 度均匀， 度均匀，适用于复杂零件的自动化大规 模生产。 模生产。
10.3 复合材料成形
10.3.3
树脂基复合材料成形方法 树脂基复合材料成形方法
4、缠绕成形 工艺过程： 工艺过程：将浸渍树脂的纤维按照要求的方向有 规律、均匀地布满芯模表面，送入固化炉固化， 规律、均匀地布满芯模表面，送入固化炉固化，脱去 芯模。 芯模。 特点：机械化、自动化程度高，产品质量好。 特点：机械化、自动化程度高，产品质量好。
10.3 复合材料成形
10.3.2
金属基复合材料成形方法 金属基复合材料成形方法
2、扩散黏结法 在较长时间、较高温度和压力下， 在较长时间、较高温度和压力下， 使固态金属基体与增强材料的接触界面 通过原子间相互扩散黏结而成。 通过原子间相互扩散黏结而成。 工艺过程： 工艺过程：把增强纤维用不同的方 法预制成坯，处理、 法预制成坯，处理、清洗后按一定形状 尺寸和排列叠层封装，用热压法、 、尺寸和排列叠层封装，用热压法、热 等静压法或热轧法加热压制。 等静压法或热轧法加热压制。
10.3 复合材料成形
10.3.3
1、热压罐成形
树脂基复合材料成形方法 树脂基复合材料成形方法
将预浸材料按一定排列 顺序置于涂有分型剂的模 具上， 具上，铺放分离布和带孔 的脱模薄膜， 的脱模薄膜，在脱模薄膜 上铺放吸胶透气毡， 上铺放吸胶透气毡，再包 覆耐高温的真空袋， 覆耐高温的真空袋，并用 密封条密封周边。 密封条密封周边。连续从 真空袋内抽出空气并加热 ，使预浸材料层间达到一 定的真空度。 定的真空度。达到要求的 温度后， 温度后，向热压罐内充入 压缩空气，给制品加压。 压缩空气，给制品加压。
10.1 工程塑料的成形
10.1.2 注射成形 把塑料放在注射成 形机的料筒内加热熔化 ，再靠柱塞或螺杆以很 高的压力和速度注入模 具型腔内， 具型腔内，冷却固化后 取出。 取出。适用于热塑性塑 料或流动性大的热固性 塑料，生产率高， 塑料，生产率高，可用 于自动化大批量生产。 于自动化大批量生产。
10.2
陶瓷件成形 陶瓷件成形
10.2.4
热压成形
利用蜡类材料热熔冷固的特点， 利用蜡类材料热熔冷固的特点，把 粉料与熔化的蜡料黏合剂迅速搅合成具 有流动性的料奖， 有流动性的料奖，在热压铸机中用压缩 空气把热熔料奖注入金属模具中， 空气把热熔料奖注入金属模具中，冷却 凝固成形。 凝固成形。 特点：操作简单，模具损耗小， 特点：操作简单，模具损耗小，可 成形复杂制品，但坯体密度低， 成形复杂制品，但坯体密度低，生产周 期长。 期长。
10.2
陶瓷件成形 陶瓷件成形
10.2.2
利用液体或橡胶等在 各个方向传递压力相等的 原理对坯体进行压制（分 原理对坯体进行压制（ 为干式和湿式）。 为干式和湿式）。 特点： 特点：压力容易调整 坯体均匀致密、 、坯体均匀致密、烧结收 缩小、不易变形开裂。 缩小、不易变形开裂。但 设备较复杂、操作繁琐， 设备较复杂、操作繁琐， 生产效率低。 生产效率低。
10.3 复合材料成形
10.3.3
2、对模模压成形
树脂基复合材料成形方法 树脂基复合材料成形方法
将预浸材料按一定排列顺 序置于涂有分型剂的模具上 ，铺放分离布和带孔的脱模 薄膜， 薄膜，在脱模薄膜上铺放吸 胶透气毡， 胶透气毡，再包覆耐高温的 真空袋， 真空袋，并用密封条密封周 边。连续从真空袋内抽出空 气并加热， 气并加热，使预浸材料层间 达到一定的真空度。 达到一定的真空度。达到要 求的温度后， 求的温度后，向热压罐内充 入压缩空气，给制品加压。 入压缩空气，给制品加压。
10.3 复合材料成形
10.3.1
制备复合材料的通用方法 制备复合材料的通用方法
2、纤维增强体增强复合材料 制备步骤： 制备步骤： 增强体预成形： （1）增强体预成形：将增强体排 列成特定形状。 列成特定形状。 复合：采用粉末冶金、 （2）复合：采用粉末冶金、液态 浸透、 浸透、化学气相沉积法等将基体材料 与增强体复合。 与增强体复合。