0 1 注塑机类型及成型原理卧式注塑机 立式注塑机 注塑成型原理
注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。 注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。 在一定温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料，用高压射入模腔，经冷却固化后，得到成型品的方法。 该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。 Demag住友德马格
德马格塑料集团（Demag plastics Group）是德国注塑机制造商，也是较早螺杆往复式 注塑机生产厂商。 德马格塑料机械（宁波）有限公司是德马格塑料集团在中国设立了10年的独资企业，生产由50t至280t机型； 德马格在中国宁波生产的精密注塑机在国内手机，接插件，导光板，医疗化妆品包装，汽车零部件等众多领域都得到了广泛的应用。 德国的品质和性能，国产的优好性价比使公司产品受到广大客户的欢迎。 0 2 历史 在1868年，海雅特开发了一个塑料材料，他命名为赛璐璐。 赛璐璐已经于1851年由亚历山大?帕克斯发明。海雅特改善它，使它能够被加工为 成品形状。
海雅特同他的兄弟艾赛亚于1872年，注册了第一部柱塞式注射机的专利权。这个机器比20世纪使用的机器相对地简单。 它运行起来基本地像一个巨大的皮下注射器针头。这个巨大的针头（扩散筒）通过一个加热的圆筒注射塑料到模具裏。 在20世纪40年代第二次世界大战做成了对价格便宜、大量生产产品的巨大需求。价格低廉，大量生产的产品。 1946年，美国发明家詹姆斯沃森亨德利建造的第一个注塑机，这使得更精确地控制注射速度和质量产生的物品。本机还使材料混合注射前，使彩色或再生塑料可被彻底混合注入原生物质。 1951年美国研制出第一台螺杆式注射机，它没有申请专利，这种装置仍然持续在使用。在20世纪70年代，亨德利接着开发了首个气体辅助注塑成型过程，并允许生产复杂的、中空的产品，迅速冷却。这大大提高了设计灵活性以及力量和终点制造的部件，同时减少生产时间、成本、重量和浪费。 KraussMaffei克劳斯玛菲
射出成型工艺 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
射出成型工艺 图1 塑胶射出流程 注塑过程中的关键步骤： 1. 塑化计量 1）塑化 达到组分均匀、密度均匀、黏度均匀、温度分布均匀。 2）计量 保证将塑化好的熔体定温、定压、定量射出。 3）塑化效果和能力 柱塞式射出机、螺杆式射出机（普通螺杆塑化、动力熔融）。其中螺杆式射出机的塑化能力强于柱塞式射出机。 2.射出充模 1）流动充模 射出过程中注塑压力和速度的变化。 射出压力与熔体温度、熔体流速的关系。 射出压力与熔体充模特性（充模流动形式和充模速度）的关系。 2）保压补缩 保证将塑化好的熔体定温、定压、定量射出。 保压力、保压时间和模腔压力之间的关系会影响制件的密度、收缩及表面缺陷。
射出成形加工考虑要点 1.模具成形温度 模温过低：熔体流动性差，制件上产生较 大应力、熔接痕，表面质量差。 模温过高：冷却时间、收缩率、翘曲变形 均增大。 模温影响射出的成型性、成型效率、制品 品质。尤其对流动性、尺寸安定性、表面光泽 及内应力有绝对影响. 2. 塑料温度 若低于黏流温度：不利于塑化，熔料黏度 大，成型困难，易出现熔接痕，表面无光泽或 缺料。 若高于热分解温度：引起热降解，导致之间物理和力学性能变差。 3. 螺杆回转速度 当进料时，螺杆回转并在背压作用下向后退，其回转速度将主要影响螺杆对物料的塑化能力，此外对料温也会产生影响。 螺杆转速达到一定数值后，综合塑化效果下降。 4.背压设定 与螺杆转速一起影响螺杆对物料的塑化效果，要综合考虑背压力和螺杆转速的设定。 背压大而螺杆转速小时会发生逆流。 背压过小会使空气进入螺杆前端。 5.射出成形压力 若射出压力过小：模腔压力不足，熔体难以充满模腔。 若射出压力过大：涨模、溢料，压力波动 较大，生产难于稳定控制，制件应力增大。 射出压力确定原则：根据条件，射出压力 尽量高，有助于提高充模速度、熔接痕强度， 防止缺料，使收缩率减小；但同时要注意避免 喷射流动。 6. 射出成形速度 若射出速度过小：制件表层冷却 快，易发生缺料、分层和熔接痕 若射出速度过高：维持熔体温 度，减小熔体黏度，制件比较密实均 匀容易产生喷射，在排气不良时会使 制件灼伤或热降解 同时应当注意要改变聚合物黏度 时应根据聚合物黏度对温度敏感性和 对剪切速率敏感性两个因素确定注射温度和注射速度。 6.保压力和保压时间图2. 螺杆转速与塑化效果的关系 图4. 注嘴结构 图3. 背压油缸结构
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。
塑料成型技术数据 一、前言 在射出成形过程中，从试模到大量生产的这一段期间内，因成形不良，致使成品产生暇疵，而造成不良品或报废品的因素有很多，其中主要原因大致可归纳为以下数点： 1.成形作业过程中品管人员或作业人员疏忽。 2.成形材料使用不当。 3.射出成形机能力不足。 4.成形作业条件设定不当。 5.模具设计上制作不完备。 6.成形品设计上下不完善。 形成成形不良之原因，除上述第一项纯属品管人员或作业人员之疏忽，而造成之错失外，其余若详加分析的话则可得知实际上造成成品不良的原因，并不单纯，因为在上述诸项原因中有的不良原因之形成，并非是单独由某一种原因所产生的，而是有许多项状况之消除，常有赖于实际作业者多年的经验与直觉的判断。
二、成形品不良状况 1.充填不足(SHORT SHOT) 2.毛边(FLASH) 3.缩水(SINK MARK) 4.流痕(FLOW MARK) 5.喷痕(JETT ING) 6.银条(SILVER STREAKS) 7.表面模糊状(DULLSURFACE) 8.接合线(WELD LINE) 9.气泡(BUBLE) 10.黑条与烧焦(BLACK STREAKS) 11.裂痕与破裂(CRAGING CRACKING)) 12.变形(WARPAGE) 13.顶白(白化、挽白) 14.颤纹(CHATTER MARK) 15.表面剥离(层裂) 三、形成不良的原因 1.充填不足(SHORT SHOT) 又称为缺料、短料、未饱料……，系指成形时所射出的熔融塑料【註1】未能完全充满整个模窝【註2】而言，发生充填不足的原因大都是成形条件设定不当，成品壁厚设计太薄，模具设计制作不完备成形机本身容量不足。 2.毛边(FLASH) 又称之为溢料、毛头、过饱料……，系指熔融树脂流入分模面(P.L 面) 里，或渗入模仁【註3】之嵌合处内，致使成品产生不应有的料。形成毛边的原因，除成形机的能力不足外，大致上可以说是模具的问题比较多。 【註1】塑膠原料在料管中加溫至最宜成形的溫度時融解成流體的現象，稱之為熔融樹脂。 【註2】雄(公) 模與雌(母) 模，合模後所留下之間隙亦是將來成形後，所得之成品形狀，此一空間稱之為模窩。 【註3】一組模具之組成很少是由一塊鋼材一體加工成形的，大部份是由許多種鋼材及配件嵌合而成的，除了本體以外之配件，稱之為模仁或仁仔或CORE 配件模塊等。
課程名稱：產品設計及模流分析 演講題目：塑膠射出成型常見問題 汽車零組件及消費性電子產品案例分享演講專家：蕭乃仁高級工程師 演講公司：科盛科技股份有限公司 學生姓名：王亭縣 學號：49612112 指導老師：劉佳營老師 日期：12月07號
一、前言:這次主題講的是＂塑膠射出成型常見問題＂，請到 的是前南台畢業的學長，針對一個產品射出到成型會遇到 的種種問題，以及針對次問題，要如何去避免跟改進。 二、內容： 塑膠射出成型常見之問題 ○1短射(short shot)困擾與問題: 短射(Short Shot)或充填不足(Incomplete Filling) 短射(short shot)問題描述: 塑料無法順利填滿模穴(飽模)，造成局部區域無法順利成型。 ○2包封(air trap)困擾與問題: 產品上的缺料，有時會伴隨著燒焦的情況 包封(air trap)問題描述: 塑料無法順利填滿模穴(飽模)，造成局部區域無法順利成型 ○3燒焦(burning)困擾與問題: 燒焦劣化(Burning and Degradation) 燒焦(burning)問題描述: 成型品表面出現燒焦黃化的痕跡 ○4縫合線(weld line)困擾與問題: 縫合線(Knit Line)或縫合線(Welding Line)、接痕
縫合線(weld line)問題描述: 塑料流動面交會或是在嵌件後方形成肉眼可見的接痕。 ○5凹痕(sink mark)困擾與問題: 凹痕或凹陷(Sink Mark) 凹痕(sink mark)問題描述: 成型品在肋或肉厚較厚處發生的收縮陷入現象 ○6翹曲變型(warpage)困擾與問題: 翹曲變形(Warpage and Deformation) 翹曲變型(warpage)問題描述: 成型品尺寸發生變形走樣，無法符合規格尺寸需求 ○7毛邊(flash)困擾與問題: 毛邊或溢邊(Flash) 毛邊(flash)問題描述: 塑料自分模面或模具間隙、排氣孔溢出，形成薄片狀毛邊，造成品質問題以及增加後處理費用，並損害模具。 ○8Many others. 其他可能困擾與問題 噴流(Jetting)、吹破孔(Blow Hole)、冷料流痕(Cold Flow Mark)、氣泡(Cell)、黑點(Dark Spot)、白化(Whitish)、頂出痕(Ejection Mark) 、殘留應力
填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。
《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序。（6分） 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 图7手弧焊钢板焊接结构（2分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2分） 修改原因：修改原因：
图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空0.5分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。 2．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。 3．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 4．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。 5．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。 6．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。 7．制定铸造工艺图时，铸件的重要表面应朝下或侧立，同时加工余量应大于其它表面。8．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。 9．型芯头是型芯的一个组成部分。它不仅能使型芯定位，排气，同时还能形成铸件的内腔。10．为了防止铸钢件产生裂纹，设计零件的结构时，尽量使壁厚均匀；在合金的化学成分上要严格限制硫和磷的含量。 11．用压力铸造方法可以生产复杂的薄壁铸件，同时铸件质量也很好。要进一步提高铸件的机械性能，可以通过热处理的方法解决。 12．铸件大平面在浇注时应朝下放置，这样可以保证大平面的质量，防止夹砂等缺陷。13．自由锻的工序分为辅助工序、基本工序和修整工序，实际生产中，最常用的自由锻基本工序是镦粗、拔长、冲孔和轧制等。 14．制定铸造工艺图时，选择浇注位置的主要目的是保证铸件的质量，而选择分型面的主要目的是简化造型工艺。 15．把低碳钢加热到1200℃时进行锻造，冷却后锻件内部晶粒将沿变形最大的方向被拉长并产生碎晶。如将该锻件进行再结晶退火，便可获得细晶组织。
射出成型简介 1 射出成形之基本知识。 1．1 射出成形的特征以及组成。 射出成形是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内，射出成形的模腔内承受的压力约400KGF/CM2，大约为400个大气压，以这样高的压力来制作产品是它的特征，这是它的优点也是它的缺点。也就是说模具必须制作得相当坚固，因而模具价格也相当昂贵，因此必须大量生产以便与高价的模具费用互相扣抵，例如每批之生产量必须10000PCS以上才合理，换句话说；射出成形的工作必须以大量生产才行。 成型过程所说几个步骤： 1．1．1关门 安全门上才开始成型。 1．1．2 锁模 将移动侧的移动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。1．1．3 射出（包括保压） 螺杆快速地往前推进，把熔融之成形材料注入模腔内填充成形，填充之后压力要必须继续保持，这个动作特别取名为“保压”。在刚充填时模具承受的压力，一般叫做射出压或者叫做“一次压”。 1．1．4 冷却（以及下个动作的可塑化工程） 模腔内之成形材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。在这时候射出装置也准备下次工作，这个过程叫做“可塑化过程”。放在料斗里的成形材料，流入加热的料管内加热，是依据螺杆旋转把原料变成熔融状态，螺杆像拨
取螺丝的原理一样，一面转一面后退，螺杆前端会储存熔融之成形材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压”。 1．1．5 打开模具 将移动侧的移动板向后退，模具跟着打开。 1．1．6 打开安全门 安全门打开，这时成形机处于待机中之状能。 1．1．7 取件 将成品取出，然后检视确认模具内未残留任何对象再关门.以上整个成形作业叫做一个CYCLE成型。 成品是由模具的形状成形出来。模具是由母模及公模块合成，公母模模仁之间留有空隙,材料在此流入压缩形成产品。成型材料要流入公母模之前的通路有主流道（SPRUE）流道（RUNNER）闸门（GATE）等。1．2 射出成形机 射出成形机以较大项目来区分，可分为两项，锁模装置和射出装置。1．2．2 锁模装置 将模具关闭不被打开,成形材料在模腔内冷却凝固后，模具才打开然后取出成品等等动作的设备装置之锁模装置。 1．2．3 将成形材料射出，填充到模腔内的设备装置称之射出装置。此两个装置组合而成为射出成形机。 下面继续说明射出成形机的能力，射出成形机之能力基本上是下述3项规定来区分。 A 锁模力
第一篇 金属铸造成形工艺 一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。 A铸造：将熔融金属浇入铸型型腔， 经冷却凝固后获得所需铸件的方法。 B铸造实质：液态成形。 C合金：两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素（碳）熔和在一起，所构成具有金属特性的物质。 D合金的铸造性能：是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力，流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。 二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。 A合金的充型能力：液态合金充满铸型，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 B影响合金充型能力的因素： （1）铸型填充条件 a. 铸型材料； b. 铸型温度； c. 铸型中的气体 （2）浇注条件 a. 浇注温度（T） T 越高（有界限），充型能力越好。 b. 充型压力 流动方向上所受压力越大， 充型能力越好。 （3）铸件结构
结构越复杂，充型越困难。 三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。 A合金的收缩：合金从浇注、凝固、冷却到室温，体积 和尺寸缩小的现象。 B合金收缩的三个阶段： （1）液态收缩 合金从 T浇注→ T凝固开始 间的收缩。 （2）凝固收缩 合金从 T凝固开始→T凝固终止 间的收缩。 液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。 （3）固态收缩（易产生铸造应力、变形、裂纹等。） 合金从 T凝固终止→T室 间的收缩。 四.了解形成铸造缺陷（缩孔，缩松）的主要原因及其防止措施。 A产生缩孔和缩松的主要原因：液态收缩 和 凝固收缩 导致。 B缩孔形成原因：收缩得不到及时补充； 缩松形成原因：糊状凝固，被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。 C缩孔与缩松的预防： （1）定向凝固，控制铸件的凝固顺序； （2）合理确定铸件的浇注工艺 五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。 铸件产生变形和裂纹的根本原因：铸造内应力（残余内应力） 六.掌握预防热应力的基本途径。 预防热应力的基本途径：缩小铸件各部分的温差，使其均匀冷却。借助于冷铁使铸件实现同时凝固。
第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。
一、前言 射出成型系統包括了射出成型機、模具、成型條件、成型方法、成型品設計等重要因素，成型品的品質、成本即受這些因素之影響，而各項因素又會互相干擾。 射出成型機在全電動化、精密控制、專用機台等方面的進步很顯著，尤其是全電動射出成型機的訂單已超高油壓式射出成型機，其優點在於精密控制性以及節約能源方面。 電動射出機以小型機為主，但最近已有鎖模力超過1000噸的大型機了。各公司並開發DVD、連接器、微齒輪等精密成型品的專用成型機。此外模具也在精密化、熱澆道等方面進步顯著。以下因篇幅所限，將以最近的成型法為中心，介紹其代表性例子。 二、超高速射出成型 模穴充填壓力要進一步均一化，可採用多種方法，其一為提高射出速度。對薄肉或複雜形狀的模穴，為將熔融塑料充填至最末端，各公司均開發出超高速射出成型機。可成型厚度0.5mm以下的薄製品，日本FANUC公司利用線性馬達，使射出速度達2000mm/s，加速度13G以上，用此超高速成型機製造厚度0.13mm 的喇叭筒。日精樹脂工業公司則以油壓機開發出射出速度2000mm/s的機台。 熔融塑料是非牛頓性流體，其粘度會隨剪切速度而下降，塑料更因射出成型時的剪切發熱而流動。(圖1)為60*290*2mm的模穴在充填後立即試算出來的料門至145mm位置的塑料溫度分布圖。射出速度愈大，模具壁面相接之固化層部分發生更多剪切發熱，使其溫度上升而阻止固化層的形成，促進塑料流動。射出成型時在最易冷卻的部分，對與固化層相接部位施以最大剪切速度，使該部分粘度下降，且引發自行發熱而保持流動，這是巧妙應用熔融塑料特性的成型法。
三、低壓射出成型 成型品單位投影面積鎖模力為0.3噸/cm2左右者，為一般的射出成型，低壓射出成型的鎖模力則多在其一半以下。代表性的成型法為射出壓縮成型法(圖2)，不但模內壓力均一，塑料可均一地流動至模穴末端(圖3)，流動長度也可增至2倍(圖4)。0.6mm厚的光碟、各種電子儀器的薄肉外殼等均可用此法成型。射出壓力可精密控制的低壓成型，已被各種射出成型機所採用。
1.1 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物理含义各是什么？ 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 1.2 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。1.3 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 1.4 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 1.5 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 1.6 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 1.8工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 2.0材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象2.1 铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固
目录 培训目的 (02) 培训对象 (02) 成型条件和要素 (02) 四、加热筒（炉温）温度 (02) 五、注射压力（充填压力、保压） (04) 六、射出速度 (04) 七、射出时间 (05) 八、冷却时间 (05) 九、模具温度 (06) 十、调机的程序 (06) 十一、注意事项 (06) 注塑成型工艺基础 一、培训目的：让调机人员对调机过程中一些常见的事项加深认识，以达到提高大家的操作技能，从而提高生产效率。 二、培训对象：注塑部组长及QC员 三、注塑条件和要素 注塑条件和要素包括以下内容： 温度----炮筒温度、料温、模温、油温、 压力----充填压力、保压、背压、推顶压力、模开压力、锁模压力。 时间----射出时间、填充时间、保压时间、冷却时间、干燥时间。 速度----射出速度、推料螺杆转速、模具的合模速度、推顶杆速度。 量-----计量、推料螺杆回缩量，模开量、推顶量。 因为注塑中上述要素互相有关连，不能各自任意调正。而且产品的形状、胶料的种类；模具的构造也有较大的关系，所以注塑的条件应根据实际注塑情况而进行设定。要想得到稳定的成型工艺条件，应把成型条件误差减少到最低程度。但是产品质的良否，多数起因于产品的形状，即模具形状，因此用注塑机以及注塑条件来弥补才行。 热筒（炉温）温度 关于加热筒的设定温度，根据各种胶料的特性不同，同时胶料生产厂家，等级的不同也有很大的区别。如果各种胶料的加热筒温度设定不当，不但会出现不良品，胶料也会分解产生有毒气体给人体带来严重的危害。同时也有爆发性的胶料，对于加热温度的设定，要充分地掌握胶料的特性和合适的温度之后再进行。 一般通常使用的原料干燥温度范围在75--120℃，但各种胶料的性能不同，因此它所需干燥的温度也不同，加热筒的后部能够起到料流畅，应即起到预热作用，注塑温度应比中部低20℃左右，注射嘴应比中部低5℃。 后部温度的设定/进行材料的供给和软化胶料 一般情况下，为了防止空气的进入以及使材料容易流入应比成型温度调节低20℃-80℃，尼龙66等到胶料温度也有调高的时候。 中部和前部温度的设定 由于加热筒外面加热和内部剪切作用进行胶料的可塑化，使熔化胶料混合均匀化（此时设定的是注塑温度） 注塑嘴温度的设定，根据成型周期，前部温度设定的是注塑温度，为了使注射嘴的熔化胶料
材料成型技术基础模拟试题 参考答案 一、填空题： 1、合金的液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。 2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。 3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。 4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。 5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。 6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 7、板料冲裁包括冲孔和落料两种 分离工序。 8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发 生各向异性，因此在设计制造零件 时， 应使零件所受剪应力与纤维方向垂 直，所受拉应力与纤维方向平行。 9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。 二、判断题： 1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。F 2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。T 3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。T 4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。F 5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。T 6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。F 7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。T 8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。F 9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。F 10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。F 三、多选题： 1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关 A, B, D, E A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 型砂的退让性 D. 砂型的透气性 E. 铸型温度 ２、制坯模膛有A, B, D, E A. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲 模膛 F. 终锻模膛 ３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, C A. 离心铸造 B. 卷后焊接 C. 砂型铸造 D. 锻造 四、单选题： 1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型 型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱 的造型方法称 A. 挖砂造型 B. 整模造型 C. 分模造型 D. 刮板造型 2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是 由于 A. 析出石墨弥补体收缩 B. 其凝固 温度低 C. 砂型阻碍铸件收缩 D. 凝固温度区间小 ３、合金流动性与下列哪个因素无关 A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 过热温度 D. 砂型的透气性或预
目 录 一、 培训目的 (02) 二、 培训对象 (02) 三、 成型条件和要素 (02) 四、 加热筒（炉温）温度 (02) 五、注射压力（充填压力、保压）............ (04) 六、射出速度....................................... (04) 七、射出时间...................................................... (05) 八、冷却时间...................................................... (05) 九、模具温度...................................................... (06) 十、调机的程序................................................... (06) 十一、注意事项................................................ (06)
注塑成型工艺基础 一、培训目的：让调机人员对调机过程中一些常见的事项加深认识，以达到提 高大家的操作技能，从而提高生产效率。 二、培训对象：注塑部组长及QC员 三、注塑条件和要素 注塑条件和要素包括以下内容： 1．温度----炮筒温度、料温、模温、油温、 2．压力----充填压力、保压、背压、推顶压力、模开压力、锁模压力。 3．时间----射出时间、填充时间、保压时间、冷却时间、干燥时间。 4．速度----射出速度、推料螺杆转速、模具的合模速度、推顶杆速度。 5．量-----计量、推料螺杆回缩量，模开量、推顶量。 因为注塑中上述要素互相有关连，不能各自任意调正。而且产品的形状、胶料的种类；模具的构造也有较大的关系，所以注塑的条件应根据实际注塑情况而进行设定。要想得到稳定的成型工艺条件，应把成型条件误差减少到最低程度。但是产品质的良否，多数起因于产品的形状，即模具形状，因此用注塑机以及注塑条件来弥补才行。 四、 热筒（炉温）温度 关于加热筒的设定温度，根据各种胶料的特性不同，同时胶料生产厂家，等级的不同也有很大的区别。如果各种胶料的加热筒温度设定不当，不但会出现不良品，胶料也会分解产生有毒气体给人体带来严重的危害。同时也有爆发性的胶料，对于加热温度的设定，要充分地掌握胶料的特性和合适的温度之后
塑胶射出成型技术 设定注塑工艺时应考虑的塑料物性 一收缩率 影响热塑性塑料成型收缩的因素如下： 1、塑料品种：热塑性塑料成型过程中由于存在结晶化形成的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此热塑性塑料收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显，另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也比较大。 2、塑件特性：成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。 3、进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。 4、成型条件：模具温度高，熔融料冷却慢、收缩大，尤其是结晶料因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。另外，保压压力及保压时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故收缩也会减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸多因素可适当改变塑件收缩情况。 二、流动性 1、热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、流动长度长、表现粘度小，流动比大的则流动性就好。 常用塑料的流动性分为三类： 1）流动性好PA、PE、PS、PP等； 2）流动性中等聚苯乙烯系列树脂（如ABS、AS）、PMMA、POM； 3）流动性差PC、硬质PVC。 2、各种塑料的流动性也因成型工艺条件而有所变化，主要影响的因素有如下几点： 1）温度：料温高则流动性增大，但不同塑料也各有不同，PS（尤其耐冲击型）、PP、PA、PMMA、PC等塑料的流动性随温度变化较大所以在成型时宜调节温度来控制流动性。对PE、POM、则温度增减对其流动性影响较小，所以在成型时要通过增加注射压力来增加其流动性。2）压力：注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是PE、POM较为敏感，所以成型时应调节注塑压力来控制流动性。 3）模具结构浇注系统的形式，尺寸，浇口布置，冷却系统设计，熔融料流动阻力（如模具表面光洁度，料道截面尺寸形状，型腔形状，排气系统）等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性。成型时也可通过控制料温，模温及注射压力、注射速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。 三、结晶性 热塑性塑料按其冷凝时有无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型（又称无定形）塑料两大类。 结晶性：所谓结晶即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子按一定规则、有序排列成晶格状。 结晶性塑料：在由熔融状态转化为固态时存在结晶即晶格到晶粒的过程的塑料。 非结晶性（无定型）塑料：在由熔融状态转化为固态时不存在结晶的过程，只存在分子链冻
第一章：金属的液态成型 一、充型： 1.充型概念：液态合金填充铸型的过程，简称充型。 2.充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。 ?充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷 ?影响充型能力的主要因素 ?⑴合金的流动性—液态合金本身的流动能力 a 化学成分对流动性的影响—纯金属和共晶合金的成分的流动性好 b工艺条件对流动性的影响—浇注温度、充型能力、铸型阻力 c流动性的实验 ?⑵工艺条件：a、浇注温度一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。 b、铸型填充条件—铸型的许热应力 c、充型压力：态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。 d、铸件复杂程度:构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难 e、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。 f、折算折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积与表面积之比。折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。 ——影响铸型的热交换影响动力学的条件（充型时阻力的大小），必须在保证工艺条件下金属的流动性好充型能力才好。 二、冷却 ⑴影响凝固的方式的因素：a.合金的结晶温度范围—合金的结晶温度范围愈小，凝固区 域愈窄，愈倾向于逐层凝固。金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的。由表层向中心逐层推进(称为逐层凝固)方式，固体层内表面比较光滑，流动阻力小，流动性好。 b.铸件的温度梯度—在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决与铸 件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝固区由宽变窄。 ⑵凝固: a.逐层凝固—充型能力强，便于防止缩孔、缩松。灰铸铁和铝硅合金等倾向于逐层凝固。 b.糊状凝固—充型能力差，难以获得结晶紧实的铸件球铁倾向于糊状凝固。 c.中间凝固— ⑶收缩:a.液态收缩从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩。由温度下降引起。 T浇—T液用体收缩率表示 b.凝固收缩从凝固开始到凝固终止温度间的收缩。由状态改变、温度下降和相 变三部分组成。 T液—T固用体收缩率表示 ——液态收缩与凝固收缩产生的缺陷：1)缩孔 产生部位：通常在铸件上部，或最后凝固的部分,呈倒锥形，内表面粗糙。 产生条件：铸件由表及里地逐层凝固，即纯金属或共晶成分的合金易产生缩孔。 影响因素：合金的液态收缩↑，凝固收缩↑→缩孔容积↑浇注温度↑→缩孔容积↑；铸件较厚→缩孔容积↑ 2)缩松 缩松：分散在铸件某些区域内的细小孔洞，分为宏观缩松和显微缩松两种，显微缩松分布更为广泛。
《材料成型》基础知识点 1.简述铸造生产中改善合金充型能力的主要措施。 （1）适当提高浇注温度。 （2）保证适当的充型压力。 （3）使用蓄热能力弱的造型材料。如砂型。 （4）预热铸型。 （5）使铸型具有良好的透气性。 2.简述缩孔产生的原因及防止措施。 凝固温度区间小的合金充满型腔后，由于逐层凝固，铸件表层迅速凝固成一硬壳层，而内部液体温度较高。随温度下降，凝固层加厚，内部剩余液体由于液态收缩和补充凝固层的凝固收缩，体积减小，液面下降，铸件内部产生空隙，形成缩孔。 措施：（1）使铸件实现“定向凝固”，按放冒口。 （2）合理使用冷铁。 3.简述缩松产生的原因及防止措施。 出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件中，被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 措施：（1）、尽量选用凝固区域小的合金或共晶合金。 （2）、增大铸件的冷却速度，使铸件以逐层凝固方式进行凝固。 （3）、加大结晶压力。（不清楚） 4.缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？ 缩孔和缩松使铸件的有效承载面积减少，且在孔洞部位易产生应力集中，使铸件力学性能下降；缩孔和缩松使铸件的气密性、物理性能和化学性能下降。 缩孔可以采用顺序凝固通过安放冒口，将缩孔转移到冒口之中，最后将冒口切除，就可以获得致密的铸件。而铸件产生缩松时，由于发达的树枝晶布满了整个截面而使冒口的补缩通道受阻，因此即使采用顺序凝固安放冒口也很无法消除。 5.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固 原则各适用于哪种场合？ 定向凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，使铸件上远离冒口的部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。 同时凝固，就是采取必要的工艺措施，使铸件各部分冷却速度尽量一致。 实现定向凝固的措施是：设置冒口；合理使用冷铁。它广泛应用于收缩大或壁厚差较大的易产生缩孔的铸件，如铸钢、高强度铸铁和可锻铸铁等。 实现同时凝固的措施是：将浇口开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。它应用于收缩较小的合金(如碳硅质量分数高的灰铸铁)和结晶温度范围宽，倾向 于糊状凝固的合金(如锡青铜)，同时也适用于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀的薄壁 6.铸造应力有哪几种？形成的原因是什么？ 铸造应力有热应力和机械应力两种。 热应力是铸件在凝固和冷却过程中，由于铸件的壁厚不均匀、各部分冷却速度不同，以至在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。 机械应力是铸件在冷却过程中因固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。 7.铸件热应力分布规律是什么？如何防止铸件变形？ 铸件薄壁处受压应力，厚壁处受拉应力。 （1）减小铸造应力。 合理设计铸件的结构，铸件尽量形状简单、对称、壁厚均匀。