挤出复合材料设计和生产工艺

世界有色金属 2023年 5月上10冶金冶炼M etallurgical smelting挤压铸造双金属复合材料成型工艺及性能分析户 芳，高秀峰，叶 云（山西晋中理工学院，山西　晋中　０３０６００）摘 要：双金属复合材料是一种具有高利用率、综合性能优于其它金属材料的新型浇铸材料，为此，本文对挤压铸造工艺和性能进行了分析。

首先，通过对双金属复合材料的模态结构的建模、固液复合度的控制、双金属材料的包覆温度和退温成型等方面的研究，而后对其成型过程进行了分析，最后再对其导电性、轻量化等方面作了较为深入的研究。

关键词：复合材料；性能分析；挤压铸造；成型工艺中图分类号：ＴＧ２４９．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０９－００１０－３Forming Technology and Performance Analysis of Squeeze Casting Bimetal CompositesHU Fang, GAO Xiu-feng, YE Yun（Ｓｈａｎｘｉ　Ｊｉｎｚｈｏｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎｚｈｏｎｇ　０３０６００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｂｉｍｅｔａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｈａｎ　ｏｔｈｅｒ　ｍｅｔａｌ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｔｈｅ　ｓｑｕｅｅｚｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｆｉｒｓｔ　ｏｆ　ａｌｌ，　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ｍｏｌｄｉｎｇ，　ｔｈｅ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｆｉｎａｌｌｙ，　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ａｒｅ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Keywords: ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ；　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；　Ｓｑｕｅｅｚｅ　ｃａｓｔｉｎｇ；　Ｆｏｒｍｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ收稿日期：２０２３－０３作者简介：户芳，女，生于１９８８年，汉族，山东曹县人，硕士研究生，助教，研究方向：材料成型。

木塑复合材料工艺流程
《木塑复合材料工艺流程》
木塑复合材料是一种由木质纤维和塑料混合而成的新型材料，具有很强的韧性和耐用性，被广泛用于室内装饰、户外地板、围栏等领域。

其制作工艺流程如下：
1. 原料准备：首先准备好木质纤维和塑料原料。

木质纤维通常是木屑或木粉，而塑料可以是聚乙烯、聚丙烯等。

在生产过程中，会根据实际需要添加一定量的助剂，如防火剂、抗紫外线剂等。

2. 混合料制备：将木质纤维和塑料混合在一起，并通过加热和压缩的方式将它们充分混合，形成混合料。

这一步骤需要精确控制温度、压力和时间，以确保混合料的质量和均匀性。

3. 挤出成型：将混合料挤出成型，通常采用挤出机进行加工。

在挤出过程中，混合料经过加热和压力的作用，被挤压成所需要的形状，如板材、管材等。

4. 成型与表面处理：挤出的成型件需要经过冷却、切割和表面处理等步骤。

冷却可以使成型件固化，切割则根据需求将其切割成所需尺寸，而表面处理则可以增加产品的美观度和耐用性。

5. 终端加工：根据最终产品的要求，可能需要进行一些终端加工，如打孔、锯边、装配等。

这一步骤可以让产品更符合实际需求，并增加其使用价值。

6. 质检与包装：最后，经过严格的质量检查后，合格的产品会进行包装，准备出厂。

这一环节非常重要，可以确保产品的质量和安全。

通过以上工艺流程，木塑复合材料制品就可以顺利生产出来。

它不仅具有木材的天然质感，同时还融合了塑料的优良性能，是一种具有很高附加值和发展前景的材料。

实验B 聚丙烯填充复合材料挤出造粒实验一、实验目的1．了解挤出成型的原理，理解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响；2．了解挤出机的基本结构及各部分的作用，掌握挤出成型基本操作；3．学会分析和处理挤出成型过程中出现的问题。

二、实验原理挤出成型是最重要的高分子材料成型方法之一，在塑料工业中占有重要的地位，挤出成型塑料制品产量占所有塑料制品总产量的一半以上。

利用挤出成型方法，配合特定的成型附件，如口模等，可以生产管材、棒材、板材、异型材、丝、薄膜、线缆包覆物等多种塑料制品。

也可用于塑料的混合、着色、掺合等。

由于双螺杆挤出机具有强制送料、螺杆长径比大等特点，常用于复合材料的塑炼混合，而单螺杆挤出机主要用于制品生产及PVC类材料的复合。

三、塑料造粒合成出来的树脂大多数呈粉末状，粒径小造成成型加工不方便，而且合成树脂中又经常需要加入各种助剂才能满足制品的要求，为此就要将树脂与助剂混合，制成颗粒，这步工序称作“造粒”。

树脂中加入功能性助剂还可以制备各种功能性母粒。

使用颗粒料成型加工的主要优点有：(1) 颗粒料比粉料加料方便，无需强制加料器；(2) 颗粒料比粉料密度大，制品性能好；(3) 挥发物及空气含量较少，制品不容易产生气泡；(4) 使用功能性母粒比直接添加功能性助剂更容易分散。

塑料造粒可以使用辊压法混炼，塑炼出片后切粒，也可以使用挤出法混炼，塑炼挤出料条后进行切粒。

本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。

四、挤出成型原理及应用热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法之一，塑料的挤出成型就是塑料在挤出机中，在一定的温度和一定压力下熔融塑化，并连续通过有固定截面积的模型，得到具有特定断面形状连续型材的加工方法。

不论挤出造粒还是挤出制品，都分为两个阶段，第一阶段，固体状树脂原料在机筒中，借助料筒外部的加热和螺杆转动的剪切挤压作用而熔融，同时熔体在压力的推动下被连续挤出口模；第二阶段是被挤出的塑料失去塑性变为固体制品，可为条状、片状、棒状、筒状等。

挤出复合、干式复合和无溶剂复合是当今复合材料领域的三种主要生产工艺方法。

它们各自具有独特的特点和应用范围，可以满足不同领域对复合材料的需求。

本文将就这三种复合工艺方法进行详细介绍，并分析它们的优势和不足之处。

一、挤出复合挤出复合是将连续纤维与热塑性基体材料结合的一种工艺方法。

其主要流程包括原料预处理、预成型、挤出成型、冷却固化等环节。

挤出复合具有以下优势：1.1 成型效率高挤出复合可实现高速连续生产，而且一次性成型多根复材，生产效率高。

1.2 产品性能优异挤出复合制品表面光滑、尺寸精度高，具有较好的力学性能和耐腐蚀性能。

1.3 应用广泛挤出复合制品广泛应用于汽车、建筑、航空航天等领域，适用性强。

但挤出复合也存在以下缺点：1.4 设备成本高挤出复合生产线设备投资大，一般中小型企业难以承担。

1.5 能耗较高挤出过程需要大量的能源投入，成本较高。

二、干式复合干式复合是指在无溶剂条件下，通过物理或化学方法将各种原材料进行混合，再进行热压成型而得到的复合材料。

它的优势主要体现在以下几个方面：2.1 无溶剂环保干式复合不需要使用有机溶剂，对环境友好。

2.2 成本低廉干式复合工艺简单、原材料成本低，适合中小企业生产。

2.3 产品性能优异干式复合制品性能稳定、尺寸精度高，适用广泛。

然而，干式复合也存在以下缺点：2.4 工艺复杂干式复合过程中需要严格控制温度、压力等工艺参数，工艺控制难度大。

2.5 质量稳定性差对原材料的要求较高，不同原材料之间容易出现不同的温度、热胀冷缩等性能差异。

三、无溶剂复合无溶剂复合是指复合材料的生产过程中不使用任何有机溶剂。

其主要优势包括：3.1 环保优势无溶剂复合不会对环境造成污染，能够符合现代环保要求。

3.2 节能降耗无溶剂复合生产过程中不需要消耗大量能源，成本较低。

3.3 产品质量高无溶剂复合产品表面光滑、尺寸精度高，性能稳定。

然而，无溶剂复合也存在以下不足之处：3.4 技术含量高无溶剂复合所需技术要求较高，对生产工艺和设备都有一定要求。

熔融挤出混合工艺熔融挤出混合工艺是一种常用于制备复杂结构的高性能材料的工艺方法。

该工艺通过将不同材料熔融混合，并通过挤出机将混合物挤出成型，从而实现材料的复合和成型。

本文将从熔融挤出混合工艺的原理、应用领域和未来发展进行详细阐述。

一、熔融挤出混合工艺的原理熔融挤出混合工艺是利用挤出机将多种材料熔融混合，并通过模具挤出成型的工艺方法。

其基本原理是将不同材料通过熔融和混合的方式，使其在挤出机内均匀混合，并通过挤出机的螺杆驱动将混合物挤出成型。

在挤出过程中，材料的温度、压力和流动速度等参数会对产品的性能和质量产生重要影响。

熔融挤出混合工艺广泛应用于塑料、橡胶、陶瓷、金属和复合材料等领域。

在塑料领域，熔融挤出混合工艺可以制备出具有不同性能的塑料制品，如高强度、高耐热、高电导性和低摩擦等特殊功能的塑料制品。

在橡胶领域，熔融挤出混合工艺可以制备出具有不同硬度、耐磨性和耐油性等特性的橡胶制品。

在陶瓷领域，熔融挤出混合工艺可以制备出具有高强度、高硬度和耐磨性的陶瓷制品。

在金属领域，熔融挤出混合工艺可以制备出具有高强度、高导电性和高热导性的金属制品。

在复合材料领域，熔融挤出混合工艺可以将不同材料的优点结合起来，制备出具有多种功能的复合材料制品。

三、熔融挤出混合工艺的未来发展随着科学技术的不断进步，熔融挤出混合工艺在材料制备领域的应用前景非常广阔。

未来，熔融挤出混合工艺有望实现更高效、更精确的材料制备。

一方面，随着挤出机技术的不断改进，熔融挤出混合工艺可以实现更高的生产效率和更精确的控制。

另一方面，随着新材料的不断研发和应用，熔融挤出混合工艺可以制备出更多种类、更高性能的材料制品。

此外，熔融挤出混合工艺还可以与其他制备工艺相结合，实现多工艺的集成，进一步提高材料制备的效率和质量。

熔融挤出混合工艺是一种重要的材料制备工艺方法，其原理简单、应用广泛，并且具有较大的发展潜力。

随着科学技术的不断进步，熔融挤出混合工艺有望在材料制备领域发挥更大的作用，为人们提供更多种类、更高性能的材料制品。

挤出复合工艺挤出复合工艺是一种常用的制备复合材料的方法，它可以将两种或多种不同材料通过挤出机进行加工，使其形成复合结构。

这种工艺广泛应用于塑料、橡胶、金属、陶瓷等领域，可以制备出具有优异性能的复合材料产品。

挤出复合工艺的基本原理是将两种或多种不同材料通过挤出机预热并混合均匀后，通过挤出机的螺杆将混合物挤出成型。

挤出机的螺杆旋转推进混合物向前移动，并通过加热将混合物熔融，然后通过模具挤出成型。

在这个过程中，混合物中的不同材料会相互融合，形成复合结构。

挤出复合工艺具有以下几个优点。

首先，可以制备出具有优异性能的复合材料产品。

不同材料的组合可以使产品具有更好的强度、硬度、韧性等性能，满足不同领域的使用需求。

其次，挤出复合工艺可以实现大规模生产，提高生产效率。

挤出机的连续工作特性可以实现高效的生产，适用于批量生产。

再次，挤出复合工艺可以实现产品的多样化设计。

通过调整挤出机的工艺参数和模具结构，可以制备出不同形状、尺寸和性能的复合材料产品。

挤出复合工艺有多种不同的形式。

一种常用的挤出复合工艺是热挤出复合工艺。

在这种工艺中，挤出机通过加热将材料熔化，然后通过模具挤出成型。

另一种常用的挤出复合工艺是冷挤出复合工艺。

在这种工艺中，挤出机通过机械推进将材料挤出成型，无需加热。

此外，还有一种挤出复合工艺是双螺杆挤出复合工艺。

这种工艺通过两个相互转动的螺杆将材料混合均匀，并通过挤出机挤出成型。

挤出复合工艺在实际应用中有着广泛的应用。

在塑料制品生产中，挤出复合工艺可以制备出具有高强度、高韧性和高耐热性能的复合塑料制品。

在橡胶制品生产中，挤出复合工艺可以制备出具有良好弹性和耐磨性能的复合橡胶制品。

在金属制品生产中，挤出复合工艺可以制备出具有高强度和高硬度的复合金属制品。

在陶瓷制品生产中，挤出复合工艺可以制备出具有高耐磨性和高耐高温性能的复合陶瓷制品。

挤出复合工艺是一种常用的制备复合材料的方法。

它通过挤出机将不同材料进行加工和混合，制备出具有优异性能的复合材料产品。

挤出复合的工艺简介与干式复合相比，挤出复合有极低甚至无残留溶剂，热封层在GMP生产环境下生产，卫生性能较好等等优势，使挤出复合已成为药品包装用复合膜一种重要复合工艺，在药品包装中占有重要的地位。

1、挤出复合原理将LDPE等热塑性树脂由挤出机熔融塑化后经T型模头挤出，在紧密接触的两个辊筒间将其压向底材，经冷却后制成复合薄膜的一种方法。

挤出复合目前主要有三种形式：单层挤出复合、串联挤出复合、串联共挤出复合。

2、工艺流程基材膜放卷→涂布AC剂→加热烘道干燥→T型口模挤出机流延涂布→压贴辊压贴→冷却→收卷3、复合用基材：用于挤出复合的基材品种较多。

纸类有牛皮纸、白卡纸、优质纸、玻璃纸等；薄膜类有PE、BOPA、BOPP、BOPET薄膜等；其它有铝箔、布类、聚丙烯编织布等。

4、热粘接材料：热粘接材料即粘合剂，约有90%以上的热粘接材料采用LDPE树脂，其熔体指数为4～8g/10min。

此外有EV A树脂、EAA树脂、IR和PP树脂等。

5、增粘剂（AC剂）：由于PE粘接树脂与基材的粘合牢底较低，在挤出复合中常需要采取增粘措施，以增加挤出复合材料的粘合强度。

即复合前在基材的表面预涂布一层增粘剂，又称AC剂。

常用的AC剂有：有机钛酸酯类、聚乙烯亚胺类和异氰酸酯类。

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年，公司注册资本8000万RMB，总投资超过2.1亿RMB，拥有20000余平方米普包厂区；拥有13000平方米的药包厂区，11000平方米的办公面积。

专业生产全自动复合卷膜、铝塑复合膜、铝箔袋、真空袋、真空包装袋，食品包装袋、药品包装袋，保健品包装袋、食品复合膜、药品复合膜、化工包装复合膜、真空铝箔袋，防潮铝箔袋，自封铝箔袋，自立铝箔袋，防静电铝箔袋，复合铝箔袋，拉链铝箔袋，粉末铝箔袋，抽真空袋，透明真空袋，铝箔真空袋，透明真空袋，尼龙真空袋，防静电真空袋等各类彩印复合包装膜（袋）。

来源于：申凯包装高新技术股份有限公司-包装知识。

复合材料的制备方法和工艺流程复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组成，以互补和协作的方式结合在一起。

它是一种现代的、高性能的材料，因其优异的性能被广泛应用于太空、军事、汽车、航空、船舶、建筑和体育器材等领域。

本文主要介绍复合材料的制备方法和工艺流程。

一、材料的选择和设计复合材料的制备首先要遵循“材料设计”的原则，也就是根据所需的性能和用途，选取合适的材料，并进行深入的研究和设计。

选取材料时要考虑它们的成本、可用性、加工性、耐用性、强度、韧性、密度、热性能、电性能、振动等特性。

二、预制备处理预制备处理是指在复合材料制备前，对原材料进行处理。

这些处理旨在改善材料的性能，并准备加工之用。

下面是一些常规的预制备处理方法：1. 纤维的表面处理：纤维的表面处理可以使其更具有附着力、耐水性和化学稳定性。

这可以通过化学处理、表面改性、表面覆盖、氧化、电化学方法和等离子体处理等方式实现。

2. 树脂的过滤：在树脂的制备过程中，可能会产生颗粒物和杂质。

这些颗粒物和杂质会影响树脂的成型性能和强度。

因此，要在树脂制备前对其进行过滤和去除杂质。

三、复合材料的成型方法复合材料的成型方法主要有手工层压、自动层压、注塑成型、挤出成型等。

这些成型方法的选择取决于材料的性质、制备要求和加工成本等因素。

1. 手工层压：手工层压是一种较为简单的成型方法，在制备中使用的是手工制造的“模具”。

首先将纤维和树脂混合成浆状，均匀涂在模具表面。

然后将纤维放在树脂浆上，并依次加上更多的纤维和树脂，直到形成完整的复合材料。

2. 自动层压：自动层压是一种全自动化的制备方法，其原理是在制备过程中使用自动控制系统。

自动层压设备由成型模块和控制系统组成。

在制备过程中，将预处理的纤维或预浸树脂制成所需的形状，并放入模具中，再加上压板和电热片。

控制系统会自动将温度和压力调整到适当的值，以制备出所需的复合材料。

3. 注塑成型：注塑成型主要用于制备高强度、高密度和复杂形状的复合材料。

木塑复合材料生产工艺木塑复合材料是一种由木材纤维和塑料复合而成的新型材料，具有木材的纹理和感觉，同时也拥有塑料的耐水性和耐腐蚀性。

木塑复合材料的生产工艺主要包括原料准备、干湿混合、塑化挤出、成型、表面处理等几个步骤。

首先是原料准备。

木塑复合材料的主要原料包括木材纤维和塑料。

木材纤维可以来自废弃的木材或木材加工过程中产生的木屑，经过破碎、筛选、干燥等工序处理成粒状。

塑料一般选用高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）等热塑性塑料，将其加入到木材纤维中作为粘合剂和增塑剂。

接下来是干湿混合。

将木材纤维和塑料粉末进行干湿混合，干混是将木材纤维和塑料粉末放入混合机中进行均匀混合，湿混是将干混后的混合物与一定比例的水进行湿混，使木材纤维充分吸水膨胀，增加与塑料的结合力。

然后是塑化挤出。

将湿混后的混合物送入挤出机中进行塑化挤出。

挤出机将混合物送入加热螺杆内，通过高温高压下的剪切力和摩擦力，将混合物充分塑化，形成均匀的熔融体，然后通过挤出机的模头，将熔融体挤出成型。

接着是成型。

将塑化挤出后的熔融体送入模具中进行成型。

模具一般采用冷模和热模两种，冷模是通过冷却水将熔融体迅速冷却成型，热模是将熔融体送入预热过的模具中进行加热成型。

成型后的木塑板材经过冷却后即可取出。

最后是表面处理。

将成型后的木塑板材进行表面处理，主要包括修边、打孔、刨光等工艺。

修边是将木塑板材的边缘修整整齐，使其更加美观。

打孔是根据需要在木塑板材上进行打孔，以便安装和固定。

刨光是将木塑板材的表面进行刨光处理，使其更加光滑细腻。

综上所述，木塑复合材料的生产工艺包括原料准备、干湿混合、塑化挤出、成型和表面处理等几个步骤，每个步骤都需要经过精细的操作和控制，才能生产出质量合格的木塑复合材料。