《材料与成型》PPT课件

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五毛硬币
• 金属：黄铜 • 成型工艺：压力铸造
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秤砣
• 材料: 铸铁
• 性能: 含碳量在2%以上的铁碳 合金。工业用铸铁一般含碳量 为2%～4%。碳在铸铁中多以 石墨形态存在，有时也以渗碳 体形态存在。除碳外，铸铁中 还含有1%～3%的硅，以及锰、 磷、硫等元素。合金铸铁还含 有镍、铬、钼、铝、铜、硼、 钒等元素。碳、硅是影响铸铁 显微组织和性能的主要元素。
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钢管
材料: 钢合金(合金结构 钢)
• 性能: ,由于具有合适的淬透性，经
适宜的金属热处理后，显微组织为均匀 的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因 而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般 在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度， 和较低的韧性－脆性转变温度，可用于 制造截面尺寸较大的机器零件。
• 低档木材品种有：杉木，土松，橡胶木，杨木，桐木， 桦木，柳桉等木材，最合适做，建筑工地用材，烧火取暖， 大芯板芯料。
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木材椅子
• 成型工艺：木材割据、 木材刨削、木材凿削、 木材铣削、木材榫接
• 表面的工艺：刨光、 磨边、喷漆
• 使用环境：家用、户 外、办公
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木材桌子
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• PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、 耐候性差，它具有后收缩现象，脱 模后，易老化、变脆、易变形。
• 它们两种材料都是无毒的，都可以 制成食品包装材料。
• 成型工艺：吹塑成型和注塑成型
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3
塑料

成型加工(Forming and processing)
02
料制品各种成型方法及操作，成型工艺特点，成型工艺的适应性，成型工艺流程，成型设备结构及作用原理，成型工艺条件及其控制，成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性，各种高分子材料制品的成型加工过程，成型加工新工艺和新方法。
高分子材料（macromolecule material
按照高聚物来源分类
结构高分子材料－－利用它的强度、弹性等力学性能功能高分子材料－－利用它的声、光、电、磁、热和生物等功能
按照材料学观点
天然高分子材料－－天然高聚物(natural)合成高分子材料－－合成高聚物(compound)
2、高分子材料的分类（Classification of Polymer Materials）
2、高分子材料加工(Polymer material processing)
通常是使固体状态（粉状或粒状）、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需的形状，并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。制造过程如下：
（1）成型加工过程的四个阶段
00
原材料的准备
01
使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状
工程塑料(Engineering plastic)
01
是指拉伸强度大于50MPa ，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性能等优良的、可替代金属用作结构件的塑料。
02
No.1
（3）橡 胶(rubber)
No.2
橡胶是室温下具有粘弹性的高分子化合物，在适当配合剂存在下，在一定温度和压力下硫化（适度交联）而制得的弹性体材料（橡胶制品）。按用途和性能可将橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。

锻造
通过对金属进行加热和冷却，使其在压力下改变形 状，常用于制造零件和工具。
挤压
将材料穿过模具的缝隙，使其变形成所需形状，常 用于制造管道、线材等。
铸造
将液态材料注入模具中，待冷却后得到所需形状， 广泛应用于汽车、航空等行业。
成型
通过热塑性材料的加热和压力，将其形成所需形状， 常见于塑料制品生产。
常见的材料成型技术
局限性
• 材料限制 • 工艺复杂性 • 有限的成型尺寸
材料成型技术的发展趋势
1
智能化制造
通过引入自动化和智能化技术，提高生产效率和质量。
2
新材料应用
开发和使用新型材料，提高产品性能和使用寿命。
3
环保节能
减少能源消耗和废弃物产生，实现可持续发展。
总结和展望
材料成型技术在各个领域都扮演着重要角色，随着科学技术的进步，我们可以期待在未来看到更多创新和突破。
《材料成型技术》PPT课 件
材料成型技术是一门研究材料加工和加工工艺的学科，涵盖了大量不同类型 的材料和方法，对各个领域的工业和科研都具有重要的意义。
什么是材料成型技术
材料成型技术是通过加热、压力、变形等方式将原材料转变为所需形状和尺寸的工艺。它包括了常见的加工方法， 如锻造、铸造、挤压等。
不同类型的材料成型技术
航空航天领域对高强度和轻质的材料需求较高， 成型技术为其提供了多种解决方案。
3 电子产品
4 建筑领域
成型技术在电子产品制造中的应用包括电路板、 塑料外壳等部件的生产。
通过材料成型技术可以生产建筑中常见的构件， 如钢结构、玻璃幕墙等。
材料成型技术的优势与局限性
优势
• 高效生产 • 多样化的产品形状 • 成本效益

课程目标
明确课程的教学目标，如提高学生的材料选用能力、成型 工艺设计能力等。
强调课程对学生的综合素质和能力的培养，如创新思维、 实践能力等。
课程内容
介绍课程的主要内容，包括工程材料的种类、性能和选用原则，以及各种成型工 艺的原理和应用范围等。
强调课程内容的实用性和针对性，以帮助学生更好地掌握实际应用技能。
02
工程材料
工程材料的分类
按化学成分
金属材料、非金属材料、复合材料
按用途
结构材料、功能材料
按物理性能
金属材料、高分子材料、复合材料、无机非金属 材料
工程材料的性能
01
02
03
使用性能
强度、硬度、韧性、耐磨 性、耐腐蚀性等
工艺性能
可塑性、可焊性、铸造性 、切削加工性等
经济性能
成本、资源利用、环境影 响等
03
成型工艺
成型工艺的分类
• 铸造工艺 • 砂型铸造 • 精密铸造 • 压力铸造 • 锻压工艺 • 自由锻 • 模锻 • 板料冲压 • 焊接工艺 • 电弧焊 • 激光焊 • 超声波焊 • 注塑工艺 • 立式注塑 • 卧式注塑 • 精密注塑
成型工艺的特点
• 铸造工艺 • 可以制造形状复杂的零件 • 成本低，易于批量生产 • 但存在废品率高、质量不稳定的缺点 • 锻压工艺 • 可制造出高精度、高质量的零件 • 生产效率高，易于实现自动化生产 • 但模具成本高，对材料要求高 • 焊接工艺 • 适用于批量小、形状复杂的零件 • 设备简单，操作灵活 • 但对操作技能要求高，质量不稳定 • 注塑工艺 • 可制造出形状复杂、尺寸精确的零件 • 生产效率高，易于实现自动化生产 • 但模具成本高，对材料要求高
智能材料

很显然与交联度有对应关系，但是不相等，因为交联 度不可能达到百分之百。
22.3.2聚聚合合物物在的模流内变的行流为动
入口效应、离模膨胀
Unstable flow
挤出胀大现象
B
A
C
胀大比 die
B D max D0
在工程实践中考虑入口效应的目的有两个：
➢1 保证制品的成型质量，在必要时避免或减 小入口效应。
➢2 在确定注射压力时，在考虑所有流道（包 括浇口）总长引起的压力损耗的同时，还要 考虑入口效应引起的压力损失
•鲨鱼皮形 •波浪形 •竹节形 •螺旋形 •不规则破裂
2.3 聚合物的加热与冷却
• 热源：
– 外热：电阻丝（经济、简单、方便、温度波动 较大）；微波（适合较厚发泡成型）；红外线；
热油（温度控制精确，设备复杂，成本高）； 热水、蒸气。
– 内热：摩擦热
Q
1 J
a
2
• 冷却：水（注射模、挤出定型模、中空模
低分子多为此类
宾汉 流体
假塑 性流 体
膨胀
(τy 和η为常数)
n<1
凝胶糊、良溶 在剪切力增大到一 剂的浓溶液 定值后才能流动。
大多数聚合物 剪切增加，粘度下
熔体、溶液、 降。原因为分子
糊
“解缠”
2.2 聚合物的流变行为
拉伸粘度
如果引起聚合物熔体的流动不是剪切应力
而是拉伸应力时，仿照式（2—2）即有拉
聚合物的结晶
有结晶倾向
两类聚合物
无结晶倾向
结晶过程是聚合物由非晶态转变为晶态的过程，发生 在Tg和Tm温度之间。
结晶度：聚合物是不可能完全结晶的，仅有 有限的结晶度，而且结晶度依聚合物结晶的历史 不同而不同。

通过加热和冷却等手段改变材料内部结构，以获得所需性能的过程。
热处理
材料在热处理过程中发生的相的转变，如奥氏体、马氏体等。
相变
材料发生相变的温度点，是热处理过程中的关键参数。
相变温度
根据材料种类和性能要求制定的热处理工艺流程。
热处理工艺
03
CHAPTER
材料成型过程的控制要素
温度是材料成型过程中的重要参数，控制温度可以影响材料的物理和化学性质，从而影响产品的质量和性能。
铸造
通过将熔融态的金属倒入模具中，冷却凝固后形成所需形状的零件。铸造方法适用于生产大型、形状复杂的零件。
锻造
通过施加外力使金属坯料变形，以获得所需形状和性能的零件。锻造方法适用于生产中小型、高强度、高硬度的零件。
焊接
通过熔融连接金属材料，使它们结合在一起形成所需形状的构件。焊接方法适用于生产大型、复杂的结构件。
05
CHAPTER
材料成型过程的质量控制
材料成分
材料的密度、强度、塑性等物理性能需满足标准。
物理性能
尺寸精度
表面质量
01
02
04
03
产品表面应光滑、无裂纹、无气孔等缺陷。
确保材料成分符合设计要求，无杂质超标。
成型后的产品尺寸精度需符合图纸要求。
通过化学分析方法检测材料成分。
化学分析
物理性能测试
《材料成型过程控制》ppt课件
目录
材料成型的基本概念材料成型的物理与化学过程材料成型过程的控制要素材料成型过程的模拟与优化材料成型过程的质量控制材料成型过程的环保与安全
01
CHAPTER
材料成型的基本概念
01
02
材料成型过程中，需要考虑材料的性质、加工条件、工艺参数等因素，以实现产品的高质量、高效率、低成本的制造。

在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
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流动性（cm）
温度（℃）
影响液态合金流动性的因素： 1.合金的化学成分
b a
300
200
100 0
80 60 40
20 0
Pb 20 40 60 80 Sb
a）在恒温下凝固 b）在一定温度范围内凝固
充型能力越强。 （3）浇注系统的的结构 浇注系统的结构越复杂，流动阻力
越大，充型能力越差。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
三、铸型充填条件
（1）铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数表示铸型从其中的 金属吸取热量并储存在本身的能力。
铸件输送机
1）振击压实
型砂
落砂
捅箱机
压铁传送机
2）汽动微振压实
3）高压造型
加砂机
压铁
4）抛砂加紧砂机实
上箱造型机
合箱 合箱机
下箱造型机
下芯
下箱翻箱、落箱机 铸型输送机
冷却箱
浇注
冷却
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二、机器造型
1)生产效率高; 2)铸型质量好（紧实度高而均匀、型腔轮廓清晰）; 3)设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长。
适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。