材料成形方法选择
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材料成型方法绪论“材料成型方法”是材料成型及控制工程专业学生的一门重要的技术基础课程,主要研究机器零件的常用材料和材料成形方法,即从选择材料到毛坯或零件成形的综合性课程。
通过本课程的学习,可获得常用工程材料及材料成形工艺的知识,培养学生工艺分析的能力,了解现代材料成形的先进工艺、技术和发展趋势,为后续课程学习和工作实践奠定必要的基础。
材料是科学与工业技术发展的基础。
先进的材料已成为当代文明的主要支柱之一。
人类文明的发展史,是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。
如果查看一下诺贝尔物理、化学奖的获得者,不难发现20世纪的物理学家和化学家们曾对材料科学做过一系列的贡献。
Laue(1914)发现X光晶体衍射,Guillaume(1920)发现合金中的反常性质,Bridgeman (1946)发现高压对材料的作用,Schockley、Bardeen、Brattain(1956)三人发现了半导体晶体管,Landau(1962)的物质凝聚态理论,Townes(1964)发现导致固体激光的出现,Neel(1970)发现材料的反铁磁现象,Anderson、Mott、van Vleck(1977)研究了非晶态中的电子性状,Wilson(1982)对相变的研究成功,Bednorz、Müller(1987)发现了30°K 的超导氧化物,Smaller、Kroto(1996)发现C-60,Kilby(2000)发明第一块芯片,上述物理领域的诺贝尔获奖者的不少工作是直接针对材料的。
至于化学家们,可以举出Giauque (1949)研究低温下的物性,Staudinger(1953)研究高分子聚合物,Pauling(1954)研究化学键,Natta、Ziegler(1963)合成高分子塑料,Barton、Hassel(1969)研究有机化合物的三维构象,Heegler、Mcdermild、白川英树(2000)三人发现导电高分子。
陶瓷材料的成型方法(一)陶瓷材料已经成为我们生活中一个智能更要的工具了,在现代陶瓷材料的生产中,常用的成型方法有挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型等。
1.挤制成型挤制成型主要用于制造片形、棒形和管形制品,如电阻的基体蜂窝陶瓷载体的陶瓷棒、陶瓷管等陶瓷制品。
该成型方法生产效率高,产量大、操作简便,使用的挤压机分卧式和立式两种。
配料中新土含量较大时,成型的坯料一般不加黏合剂,配料经过真空练泥、闲料后即可用于挤制成型。
坯料中一般含水量为16%一25%。
配料中含茹土少或不含教土时,将均匀混合了熟合剂的粉料经真空练泥和闲料后,再用于挤制成型。
挤制成型的氧化铝瓷球常用的教合剂有糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧印基纤维素、泽丙基甲基纤维素(HPMC)和亚硫酸纸浆废液等。
挤制资管时应注意防止坯体变形,管的外径越大,壁越薄,机械强度越差,越容易变形。
2.干压成型干压成型是最常用的成型方法之一,适用于成型简单的瓷件,如圆片形等,对模具质量的要求较高。
该方法少产效率高,易于自动化,制品烧成收缩率小,不易变形。
干压成型方法所用坯料的含水量一般控制在4%一8%左右。
干压常用熟合剂主要有聚乙烯醇(PVA)水溶液、石蜡、亚硫酸纸浆废液等。
通常配料中黏合剂的加入量为:聚乙烯醇水溶液3%一8%、石蜡8%左右、亚硫酸纸浆废液10%左右。
干压成型是利用模具在泊压机上进行的。
干压成型的加压方式有单面加压和双面加压两种。
直接受压一端的压力大,坯体密度大;远离加压一端的压力小,密度小。
金属填料的双面加压时坯体两端直接受压,两端密度大,中间密度小。
造粒料并加润滑剂时,双面加压的尔意图,坯体密度非常均匀。
成型压力的大小直接影响资体的密度和收缩率。
如某BaTiO3系资料,外加5%聚乙烯醇水溶液造粒,在相同烧成条件下,成型压力为0.5MPa时,收缩系数为1.15—1.16;成型乐力为0.6MPa时,收缩系数为1.13—1.14;成型压力为0.7MPa时,收缩系数为1.11-1.12;成型压力为0.8MPa时,收缩系数为1.03。
机械工程材料成型及工艺在机械工程中,材料成型主要包括以下几个方面:锻造、压力加工、冷成型、热成型、焊接和铸造等。
这些成型方式根据材料的性质和产品的设计要求选择不同的加工方法和工艺。
锻造是一种通过加热和施加压力来改变原始材料形状的方法。
它可以改变材料的内部结构和物理性质,提高材料的强度和韧性,并将其加工成各种形状的零件。
锻造分为冷锻和热锻两种方式,冷锻适用于一些具有良好延展性的材料,而热锻主要适用于高硬度的合金材料。
压力加工是通过施加压力来使材料发生塑性变形的方法。
它主要包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等加工过程。
压力加工可以使材料具有更高的强度、硬度和韧性,并且可以通过精确的控制来获得各种形状和尺寸的零件。
冷成型是指在常温下对金属材料进行塑性加工的方法。
它主要包括冲压、拉伸、挤压、弯曲等加工过程。
冷成型可以保持材料的硬度和强度,同时可以通过模具和设备的精确控制来得到高精度的成型零件。
热成型是指在高温下对金属材料进行塑性加工的方法。
它主要包括热挤压、热压缩、热拉伸、热弯曲等加工过程。
热成型可以使材料的塑性增加,改善材料的流动性和可塑性,从而得到复杂形状的零件。
焊接是将两个或多个材料通过加热或施加压力使其在原子层面上相互结合的方法。
它主要用于连接零件、修复损坏的零件和制造复合材料等方面。
焊接的方式有多种,包括电弧焊、气体焊、激光焊等,可根据不同的需求选择适当的焊接方式。
铸造是通过将熔融的金属或合金注入到模具中,经过冷却和凝固后得到特定形状的零件或产品的方法。
铸造是一种常用的成型方式,可以生产大批量、复杂形状的零件,同时也可以制造出内部空腔的零件。
总之,机械工程材料成型及工艺是实现产品设计和制造的重要环节。
不同的成型方式和工艺可根据材料的性质和产品的要求灵活选择,通过合理的加工和控制,可以获得高精度、高质量的零件和产品。
八大金属材料成形工艺1铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,通常称为金属液态成形或铸造。
工艺流程:液体金属→充型→凝固收缩→铸件。
工艺特点:1)可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。
2)适应性强,合金种类不受限制,铸件大小几乎不受限制。
3)材料来源广,废品可重熔,设备投资低。
4)废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
铸造分类:(1)砂型铸造(sand casting)砂型铸造:在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
工艺流程:技术特点:1)适合于制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯;2)适应性广,成本低;3)对于某些塑性很差的材料,如铸铁等,砂型铸造是制造其零件或,毛坯的唯一的成形工艺。
应用:汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件。
(2)熔模铸造(investmentcasting)熔模铸造:通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。
常称为“失蜡铸造”。
工艺流程:优点:1)尺寸精度和几何精度高;2)表面粗糙度高;3)能够铸造外型复杂的铸件,且铸造的合金不受限制。
缺点:工序繁杂,费用较高。
应用:适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。
(3)压力铸造(die casting)压铸:是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
工艺流程:优点:1)压铸时金属液体承受压力高,流速快2)产品质量好,尺寸稳定,互换性好;3)生产效率高,压铸模使用次数多;4)适合大批大量生产,经济效益好。
缺点:1)铸件容易产生细小的气孔和缩松。
2)压铸件塑性低,不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作;3)高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大。
金属材料的成型工艺引言金属材料的成型工艺是指通过加热、加压和变形等手段,将金属材料由初始形状转变为目标形状的工艺过程。
金属材料的成型工艺在制造业中占据着重要地位,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
本文将介绍金属材料的成型工艺的几种常见方法。
压力成形压力成形是金属材料成型工艺中最常见的一种方法。
它通过施加压力将金属材料强制塑造成所需形状。
主要的压力成形工艺包括锻造、冲压和挤压。
锻造锻造是一种将金属材料加热到一定温度后,在冷镦机或锻压机上施加压力进行塑性变形的工艺。
锻造通常分为冷锻和热锻两种方式。
与其他成型工艺相比,锻造具有精度高、力学性能好等优点。
冲压冲压是利用冲床将板材或带材冲压成所需形状的工艺。
冲压通常包括剪切、冲孔、成形等步骤。
冲压工艺具有高效率、高精度和批量生产能力等优点。
挤压挤压是将金属材料塑性变形成为具有一定截面形状的长条材料的工艺。
它可以通过挤压机将金属材料挤压出所需形状。
挤压工艺具有高生产效率和高材料利用率等优点。
热成形热成形是指在金属材料加热至高温状态下进行塑性变形的工艺。
热成形通常包括热锻、热轧和挤压等方法。
热锻热锻是一种在金属材料达到高温时施加压力进行塑性变形的工艺。
热锻通常在1200℃以上的高温下进行,可以获得更好的塑性变形性能和力学性能。
热轧热轧是将金属材料加热到较高温度后通过轧机进行连续轧制的工艺。
热轧可以改变材料的厚度、宽度或长度,并使材料达到所需的机械性能。
热挤压热挤压是一种在金属材料达到高温时将其压入模具中进行塑性变形的工艺。
热挤压通常适用于薄壁、大截面和复杂形状的金属制品的生产。
冷成形冷成形是指在室温下进行金属材料塑性变形的工艺。
冷成形通常包括冷轧、冷挤压和冷拉伸等方法。
冷轧冷轧是将金属材料在室温下通过轧机进行塑性变形的工艺。
冷轧通常用于薄板材料的生产,可以提高材料的表面质量和机械性能。
冷挤压冷挤压是一种在室温下将金属材料通过模具进行塑性变形的工艺。
聚氨酯泡沫材料及成型方法总结聚氨酯泡沫材料及成型方法一、引言聚氨酯泡沫材料是一种具有优异性能的多孔材料,广泛应用于建筑、汽车、电子、包装等领域。
聚氨酯泡沫材料具有轻质、隔热、吸音、阻燃等特点,使其成为许多行业中首选的材料。
本文将对聚氨酯泡沫材料的种类、性能及成型方法进行总结。
二、聚氨酯泡沫材料的种类根据聚氨酯泡沫材料的原材料和制备方法的不同,可以分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫。
1.硬质聚氨酯泡沫材料:该材料具有高强度、高刚度和致密的结构,被广泛应用于建筑和汽车行业。
硬质聚氨酯泡沫材料常用于制作墙体、屋顶和保温板等。
2.半硬质聚氨酯泡沫材料:该材料具有一定的柔韧性和弹性,适用于吸震和缓冲材料。
半硬质聚氨酯泡沫材料常见于汽车座椅、沙发垫等。
3.软质聚氨酯泡沫材料:该材料具有较高的柔软性和弹性,常用于包装和填充材料。
软质聚氨酯泡沫材料也常见于床垫、玩具和护身垫等产品。
二、聚氨酯泡沫材料的性能聚氨酯泡沫材料具有以下一些主要性能:1. 轻质:聚氨酯泡沫材料的密度通常在20-200 kg/m3之间,是一种轻质材料。
2.隔热:聚氨酯泡沫材料具有优异的隔热性能,可有效减少能量损失。
3.吸音:聚氨酯泡沫材料有良好的吸音性能,可降低噪音。
4.阻燃:聚氨酯泡沫材料可以添加阻燃剂来提高其阻燃性能,达到建筑领域的要求。
5.耐腐蚀:聚氨酯泡沫材料对酸、碱、油和溶剂具有较好的耐腐蚀性。
三、聚氨酯泡沫材料的成型方法聚氨酯泡沫材料的成型方法有以下几种:1.喷涂成型:将两种或多种胶体混合,在材料喷涂到需要覆盖或填充的表面上形成泡沫层。
2.注塑成型:通过将液态聚氨酯材料注入模具中,在固化过程中形成所需的成型产品。
3.浇注成型:将液态聚氨酯材料倒入模具中,待固化后取出成型产品。
4.挤出成型:将液态聚氨酯材料通过挤出机挤出成型,形成具有一定形状的产品。
以上成型方法在实际应用中根据产品要求和生产工艺的不同,选用合适的方法进行成型。
聚氨酯材料的成型方法聚氨酯材料是一种广泛应用于工业和日常生活中的一种材料,它具有优异的性能和多样的成型方法。
本文将介绍聚氨酯材料的成型方法,包括浇注成型、喷涂成型、挤出成型和压缩成型。
浇注成型是一种常用的聚氨酯材料成型方法。
它的工艺流程相对简单,适用于生产大型、复杂形状的零件。
浇注成型的过程是将聚氨酯原料以液态形式倒入模具中,经过一定时间的反应固化成型。
这种成型方法可以灵活调节材料的硬度、强度和密度,并且能够制作出各种颜色的产品。
喷涂成型是一种适用于表面涂层和修补的聚氨酯成型方法。
喷涂成型的过程是将聚氨酯原料分为两个组分,通过专用的喷枪将两个组分混合后均匀喷涂在需要涂层或修补的物体表面上,经过一定时间的反应固化形成涂层或修补层。
这种成型方法可以制作出坚固、耐磨的表面涂层,并且能够适应各种复杂的表面形状。
挤出成型是一种适用于制作连续型产品的聚氨酯成型方法。
挤出成型的过程是将聚氨酯原料通过加热和加压的方式推动到挤出机中,通过挤出机的螺杆将原料挤出成带有所需截面形状的连续型产品,然后经过一定时间的冷却固化。
这种成型方法适用于制作管道、板材、条材等产品,具有高效、连续生产的特点。
压缩成型是一种适用于制作密封件和弹性零件的聚氨酯成型方法。
压缩成型的过程是将聚氨酯原料放置在加热的模具中,然后通过机械压力将原料压缩成所需形状,经过一定时间的加热和冷却固化。
这种成型方法可以制作出具有优异弹性和密封性能的产品,广泛应用于汽车、机械、电子等领域。
除了上述几种常见的成型方法,聚氨酯材料还可以通过注塑成型、旋转成型等方法进行成型。
注塑成型适用于制作小型、精密的零件,通过将熔融的聚氨酯原料注入模具中,经过一定时间的冷却固化成型。
旋转成型适用于制作中空型零件,通过将聚氨酯原料注入旋转模具中,通过旋转模具的高速旋转使原料均匀涂覆在模具内壁上,经过一定时间的固化成型。
聚氨酯材料具有多样的成型方法,包括浇注成型、喷涂成型、挤出成型和压缩成型等。
材料成型及其控制材料成型是指将原材料通过一定的加工工艺,使其获得所需的形状和尺寸的过程。
在现代工业生产中,材料成型是非常重要的一步,它直接影响产品的质量和性能。
本文将探讨材料成型的基本原理、常见的成型方法以及成型过程的控制方法。
一、材料成型的基本原理材料成型的基本原理是利用力的作用使材料发生形变,从而获得所需的形状和尺寸。
常见的力包括挤压力、拉伸力、压力等。
材料在受力的作用下,会发生塑性变形或弹性变形,而成型过程中需要的是塑性变形。
因此,选择合适的材料以及施加适当的力是实现材料成型的基本要求。
二、常见的材料成型方法1. 压力成型:压力成型是指利用外部的压力将材料压缩和塑性变形,从而获得所需形状的方法。
常见的压力成型方法有压铸、冲压和锻造等。
压铸是利用高压将熔融金属注入模具中,经冷却凝固后获得零件的方法。
冲压是利用冲压模具将金属板材冲裁成所需形状的方法。
锻造是利用锻压机将金属材料加热至一定温度后施加一定的压力,使其塑性变形从而获得所需形状的方法。
2. 热成型:热成型是指在高温条件下将材料塑性变形,从而获得所需形状的方法。
常见的热成型方法有热挤压、热拉伸和热压缩等。
热挤压是将金属材料加热至一定温度后通过挤压机将其压制成所需形状的方法。
热拉伸是将塑料材料加热至一定温度后拉伸成所需形状的方法。
热压缩是将金属材料加热至一定温度后通过压力将其压制成所需形状的方法。
3. 注塑成型:注塑成型是将熔融的塑料材料注入模具中,经冷却凝固后获得所需形状的方法。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产,如塑料零件、塑料容器等。
三、材料成型过程的控制方法材料成型过程的控制是确保产品质量和生产效率的关键。
以下是几种常见的成型过程控制方法:1. 温度控制:在热成型过程中,控制材料和模具的温度是非常重要的。
适当的温度能够保证材料的塑性和流动性,从而获得所需形状。
通过控制加热温度和冷却速度,可以实现对材料成型过程的精确控制。
2. 压力控制:在压力成型过程中,控制施加的压力是关键。
现代金属材料的制备与成型技术一、金属材料的制备技术:1.熔炼法:熔炼法是制备金属材料最常用的方法之一、它通过将金属原料加热至熔化状态,然后通过冷却凝固形成所需形状的材料。
熔炼法可分为电熔法、真空熔炼法、坩埚熔炼法等。
2.粉末冶金法:粉末冶金是一种将金属粉末通过成形与烧结来制备金属材料的方法。
该方法不需要熔化金属,可直接使用金属粉末,在高压下成型成所需形状,然后通过烧结得到金属材料。
3.化学法:化学法是一种利用化学反应来制备金属材料的方法。
常见的化学法包括电解法、沉积法和溶液法等。
这些方法通过将溶解金属离子的溶液与适当的反应剂反应,使金属离子还原成金属固体。
4.气相沉积法:气相沉积法是一种利用高温高压条件下,使金属原料气化后沉积在衬底上的方法。
这种方法可以制备薄膜、纤维等金属材料。
二、金属材料的成型技术:1.锻造成型:锻造是一种将金属材料加热至一定温度后施以一定的力使金属发生塑性变形,从而得到所需形状的方法。
锻造可分为自由锻造、模锻造和挤压锻造等。
2.压力成型:压力成型是一种利用压力来使金属材料发生塑性变形,从而得到所需形状的方法。
常见的压力成型包括挤压、拉伸、连续模锻等。
3.粉末冶金成型:粉末冶金成型技术是指利用金属粉末进行成型的方法。
通过将金属粉末与适当的粘结剂混合,然后在高压下成形。
最后通过烧结将金属粉末与粘结剂固化在一起,得到所需形状的金属成品。
4.焊接与连接:焊接是一种将两个或多个金属材料通过加热、溶解或者高压连接在一起的方法。
常见的焊接方法有电弧焊接、气焊、激光焊接等。
除了焊接外,还有螺纹连接、铆接和胶粘连接等方法。
三、现代金属材料的设备与工具:1.熔炉:熔炉是用于将金属原料熔化的设备,它可以提供高温条件,使金属原料达到熔点,进行熔炼制备。
2.成型机床:成型机床是用于金属材料成型的机床设备,如锻压机、冲床、拉伸机等。
它们通过施加力或者压力,使金属发生塑性变形,得到所需形状。
3.烧结炉:烧结炉是用于粉末冶金制备的设备,它可以将金属粉末在高温条件下烧结成一体。
材料的成型方法有哪些
材料的成型方法有以下几种:
1. 压制:将材料放入模具中,在一定的温度和压力下进行压制,使材料形成所需的形状。
这种方法适用于金属、陶瓷、塑料等材料。
2. 热压成型:将材料加热至一定温度后放入模具中,在一定的压力下进行压制,使材料形成所需的形状。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
3. 注塑:将熔化的塑料注入注塑机中,在高压下将熔融的塑料注入模具中,冷却并形成所需的形状。
这种方法适用于塑料制品的生产。
4. 拉伸:将材料加热至一定温度后,在拉伸力的作用下使材料变形,形成所需的形状。
这种方法适用于金属、玻璃纤维等材料的加工。
5. 熔融法:将材料加热至熔点或软化点后,通过浇铸、挤压等方式使材料形成所需的形状。
这种方法适用于金属、玻璃等材料的加工。
6. 焊接:通过加热和施加压力等方式,将两个或多个材料连接在一起。
这种方法适用于金属、塑料等材料的连接。
7. 拉伸深冲成形:将金属板材或管材放入模具中,在一定的拉伸和冲击力作用
下,使材料形成所需的形状。
这种方法适用于汽车制造、航空航天等行业。
8. 粘合:使用粘合剂将两个或多个材料黏合在一起。
这种方法适用于各种材料的连接和修补。
9. 3D打印:通过逐层堆叠材料的方式,使用计算机控制的机器制造出所需的形状。
这种方法适用于各种材料的快速原型制造和定制制作。
1.压制成型:应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言,都是将原料加入模具加压得到制品,成型过程都是一个物理—化学变化过程。
不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。
橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。
而在复合材料压制成型过程中,还用到了层压成型(在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法)和手糊成型(以玻璃纤维布作为增强材料,均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料)。
2.挤出成型:适用于所有高分子材料,广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品,也用于包胶操作。
挤出成型挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。
有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化,通过螺杆的旋转,使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用,不断向前推进,并借助于口型(口模)压出具有一定断面形状的橡胶半成品。
而合成纤维的挤出纺丝过程,采用三种基本方法:熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。
一般采用熔融纺丝(在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体,通过纺丝泵打入喷丝头,并由喷丝头喷成细流,再经冷凝而成纤维)。
3.注射成型:应用十分广泛,几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型,也可以成型橡胶制品。
注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似,但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。
热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态,然后在随后的注射充模过程中进一步塑化,避免其因发生化学反应而使黏度升高,甚至交联硬化为固体。
塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料,而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶,且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间,使橡胶进行硫化反应。
金属成形方法大全金属成形是一种制造工艺,通过对金属材料进行加工和变形以获得所需形状和尺寸。
金属成形方法有很多种,下面将详细介绍几种常见的金属成形方法。
1.锻造:锻造是将金属材料加热至一定温度后,利用锤击或压力使之在模具内进行塑性变形的金属成形方法。
锻造可分为手锻和机械锻造两种。
手锻是在锻锤或锻压机上进行的锻造过程,适用于小批量、复杂形状和大型件。
机械锻造则使用锻压设备,适用于大批量生产。
2.挤压:挤压是将金属材料通过模具的流道进入挤压腔,受到持续压力下挤压而获得所需形状和尺寸的金属成形方法。
挤压可分为冷挤压和热挤压两种。
冷挤压适用于高强度、高耐蚀性和高热导率的金属材料,热挤压适用于高塑性材料。
3.拉伸:拉伸是将金属材料置于拉伸设备中,在一定温度和应力下使之获得所需形状和尺寸的金属成形方法。
拉伸适用于金属板材或线材的成形,可以制作出各种形状的金属零部件。
4.深冲:深冲是将金属材料置于冲压设备中,在一定应力和压力下通过冲压模具进行多次变形,获得所需形状和尺寸的金属成形方法。
深冲适用于连续成形和大批量生产,可以制作出薄壁零件。
5.折弯:折弯是将金属材料通过折弯设备使其产生变形和弯曲的金属成形方法。
折弯适用于金属板材的成形,可以制作出各种折弯形状的零部件。
6.铸造:铸造是将熔化的金属通过铸造设备倒入模具中,经冷却凝固得到所需形状和尺寸的金属成形方法。
铸造适用于生产大型、复杂形状和不易加工的金属件。
7.焊接:焊接是将金属材料进行加热至熔点,并通过填充材料或熔化金属材料相互连接的金属成形方法。
焊接可以将多个金属部件连接成一个整体,广泛应用于制造和建筑行业。
8.金属粉末冶金:金属粉末冶金是利用金属粉末经过成型、烧结和后处理等工艺制造金属件的金属成形方法。
金属粉末冶金可以制造出复杂形状和高精度的金属零部件。
总结起来,金属成形方法包括锻造、挤压、拉伸、深冲、折弯、铸造、焊接和金属粉末冶金等。
每种方法都有其独特的特点和适用范围,根据具体的需求选择相应的成形方法可以提高生产效率和产品质量。
复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺主要包括以下几种:1. 手糊成型工艺:是一种湿法铺层成型法,通过涂刷胶液和铺设纤维织物,在模具上形成一定厚度的层片,然后进行固化。
2. 喷射成型工艺:是将树脂和纤维混合后,通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片,再进行固化。
3. 树脂传递模塑技术(RTM技术):将纤维织物放入模具中,然后注入树脂,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。
4. 袋压法成型:是将纤维织物放入密封的袋子里,然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
5. 真空袋压成型:是在袋压法的基础上,通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分,提高制品的密实度和质量。
6. 热压罐成型技术:是将预浸料放入金属模具中,通过热压罐的高温高压作用,使预浸料粘结成复合材料制品。
7. 液压釜法成型技术:是将预浸料放入密封的液压釜中,通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
8. 热膨胀模塑法成型技术:是将纤维织物放入模具中,利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
9. 夹层结构成型技术:是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料,通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。
10. 模压料生产工艺:是将纤维织物和树脂混合后,经过一定温度和压力条件进行固化,形成模压料,然后将其加工成制品。
11. ZMC模压料注射技术:是将ZMC模压料加热后注入模具中,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。
12. 层合板生产技术:是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起,然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。
13. 卷制管成型技术:是将纤维织物和树脂混合后,通过卷制机卷制成管状制品。
14. 纤维缠绕制品成型技术:是将纤维织物缠绕在芯模上,然后注入树脂或进行热处理,形成复合材料制品。
15. 连续制板生产工艺:是将预浸料连续通过加热和加压装置,使其连续地粘结成复合材料板材。
9种常用耐火材料制品的成型方法介绍目录刖§1.机压成型法11.可塑成型法2.注浆成型法32.等静压成型法4.振动成型法43.捣打成型法5.挤压成型法54.熔铸成型法7.热压成型法71—刖S耐火材料的成型是指借助于外力和模型将坯料加工成规定尺寸和形状的坏体的过程。
成型方法很多,传统的成型方法按坯料含水量的多少可分为半干法(坯料水分5%左右)、可塑法QK分15%左右)和注浆法(水分40%左右)。
耐火制品生产中根据坯料的性质、制品的形状、尺寸和工艺要求来选用成型方法。
由于耐火材料工业的不断发展,成型工艺也在不断发展,连续铸钢用的铝碳制品采用等静压成型,特大型砖采用挤压法成型;微型制品采用热压注法成型等。
不管用哪一种方法,成型后的耐火制品坯体均应满足下列要求:(1)形状、尺寸和精度符合设计要求;(2)结构均匀、致密,表面及内部无裂纹;(3)具有足够的机械强度;(4)符合逾期的物理性能要求。
1.机压成型法机压成型法是目前耐火材料生产中使用最多的成型方法。
该方法使用压砖机和钢模具将泥料压制成坯体。
因一般机压成型均指含水量为4%〜9%的半干料成型方法,因面也称半干法成型。
该法常用的设备有摩擦压砖机、杠杆压砖机和液压机等。
机压成型过程实质上是一个使坯料内颗粒密集和空气排出、形成致密坯体的过程。
机压成型的砖坯具有密度高、强度大、干燥收缩和烧成收缩小、制品尺寸容易控制等优点,所以该法在耐火材料生产中占主要地位。
机压成型时为获得致密的坯体,必须给予坯料足够的压力。
这压力的大小应能够克服坯料颗粒间的内摩擦力,克服坯料颗粒与模壁间的外摩擦力,克服由于坯料水分、颗粒及其在模具内填充不均匀而造成的压力分布不均匀性,这三者之间的比例关系取决于坯料的分散度、颗粒组成、坯料水分、坯体的尺寸和形状等。
虽然压力与坯体致密化的关系有若干理论公式可供计算,如坯体气孔随压力成对数关系而变化等,但通常用试验方法近似地确定坯体所需的单位而积压力,并依此决定压砖机应有的总压力。
材料加工成型方法一、常见的材料加工成型方法1. 锻造:将金属材料加热至一定温度,然后施加压力使其产生塑性变形,从而得到所需形状的加工方法。
锻造可以分为自由锻造、模锻和冷锻等多种方式。
2. 压力加工:通过施加压力使材料在一定条件下产生塑性变形,并通过模具来实现材料的成型。
常见的压力加工方法包括冲压、挤压、拉伸、压铸等。
3. 焊接:将两个或多个材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。
常见的焊接方法有电弧焊、气焊、激光焊等。
4. 切削:通过工具在材料表面切削掉一定层厚度,从而得到所需形状的加工方法。
切削可以分为车削、铣削、钻削、磨削等多种方式。
5. 粉末冶金:通过粉末冶金工艺将金属或非金属粉末经过混合、压制和烧结等步骤,制造出具有一定形状和性能的零件。
粉末冶金具有材料利用率高、制造成本低等优点。
二、不同材料的加工成型方法1. 金属材料:金属材料的加工成型方法主要包括锻造、压力加工、焊接、切削等。
不同金属材料的成型方法也有所差异,比如铝合金常用挤压、铸造等方法,而高温合金则常用粉末冶金和熔模铸造等方法。
2. 塑料材料:塑料材料的加工成型方法主要包括挤出、注塑、吹塑等。
挤出是将熔融的塑料通过模具挤出成型,注塑是将熔融的塑料注入模具中形成所需形状,吹塑是通过气压将塑料吹气膨胀成型。
3. 复合材料:复合材料通常由两种或多种不同性质的材料组合而成,因此其加工成型方法也较为多样。
常见的复合材料加工成型方法有层压、注塑、挤出等。
1. 材料的性质:不同材料具有不同的物理、化学性质,因此在选择加工成型方法时需要考虑材料的可塑性、熔点、硬度等因素。
2. 成型件的形状复杂程度:对于形状复杂的零件,通常需要采用多道工序的加工成型方法,如锻造、切削、焊接等的组合使用。
3. 生产效率和成本:不同的加工成型方法在生产效率和成本方面也有所差异,需要根据具体情况选择适合的方法,以提高生产效率并控制成本。
四、材料加工成型方法的发展趋势1. 自动化和智能化:随着科技的进步,材料加工成型方法也朝着自动化和智能化方向发展。
高分子材料成型
高分子材料成型是指将高分子材料经过一系列的工艺加工,使其具有特定形状和尺寸的过程。
在高分子材料的成型过程中,常见的方法包括挤出、注射、吹塑、压缩成型等。
首先,挤出是一种常见的高分子材料成型方法,它通过将高分子材料加热至熔化状态后,将其压入到金属模具中,并通过模具的开口形成所需的截面形状。
挤出成型可以制造出各种形状的材料,如管道、棒材、板材等。
挤出成型具有生产效率高、产品质量稳定等优点,被广泛应用于塑料制品的生产领域。
其次,注射是一种将高分子材料以液态形式注入到模具中,经过固化后形成所需形状的成型方法。
注射成型可以制造出复杂的三维结构,如汽车零部件、电子产品外壳等。
注射成型具有生产效果好、产品精度高等优点,被广泛应用于工程塑料制品的生产领域。
再次,吹塑是一种利用高温融化的高分子材料,通过将其挤出到模具中,并利用气流将其吹开成型的方法。
吹塑成型可以制造出具有中空形状的产品,如塑料瓶、容器等。
吹塑成型具有生产效率高、产品质量轻、价格低廉等优点,被广泛应用于包装领域。
最后,压缩成型是一种将高分子粉末或热塑性颗粒加热至熔化状态,然后放置于模具中进行压力加工的成型方法。
压缩成型可以制造出具有较高密度和强度的产品,如齿轮、轴承等。
压缩成型具有工艺简单、成型周期短等优点,被广泛应用于高性
能工程塑料的生产领域。
综上所述,高分子材料成型是将高分子材料通过挤出、注射、吹塑、压缩等一系列工艺加工方法,使其具有特定形状和尺寸的过程。
不同的成型方法适用于不同类型的高分子材料和产品需求,通过选择合适的成型方法,可以实现高分子材料的有效利用和产品的高质量制造。
第六章材料成形方法选择问题:1、任何材料都必须成形,制成制品后才具有使用价值。
2、设计人员应该考虑的问题:①功能、条件、外观、表面等;②用什么材料;③如何成形3、应用举例①火车轮:冲击震动、圆形、液态成形(ZG)、塑性成形(45钢)、切削加工②模锻件:③哑铃的设计④机加工的要求零件设计时,应根据零件的工作条件、所需功能、使用要求及其经济指标(经济性、生产条件、生产批量等)等方面进行零件结构设计(确定形状、尺寸、精度、表面粗糙度等)、材料选用(选定材料、强化改性方法等)、工艺设计(选择成形方法、确定工艺路线等)等。
第一节材料成形方法选择的原则与依据一、材料成形方法的选择原则正确选择材料成形方法具有重大的技术经济意义,选择时必须合理考虑以下原则:(一)适用性原则适用性原则是指要满足零件的使用要求及对成形加工工艺性的适应。
1.满足使用要求零件的使用要求包括对零件形状、尺寸、精度、表面质量和材料成分、组织的要求,以及工作条件对零件材料性能的要求。
不同零件,功能不同,其使用要求也不同,即使是同一类零件,其选用的材料与成形方法也会有很大差异。
例如,机床的主轴和手柄,同属杆类零件,但其使用要求不同,主轴是机床的关键零件,尺寸、形状和加工精度要求很高,受力复杂,在长期使用中不允许发生过量变形,应选用45钢或40Cr钢等具有良好综合力学性能的材料,经锻造成形及严格切削加工和热处理制成;而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰铸铁件为毛坯,经简单的切削加工即可制成。
又如燃气轮机叶片与风扇叶片,虽然同样具有空间几何曲面形状,但前者应采用优质合金钢经精密锻造成形,而后者则可采用低碳钢薄板冲压成形。
另外,在根据使用要求选择成形方法时,还必须注意各种成形方法能够经济获得的制品尺寸形状精度、结构形状复杂程度、尺寸重量大小等。
2.适应成形加工工艺性成形加工工艺性的好坏对零件加工的难易程度、生产效率、生产成本等起着十分重要的作用。
因此,选择成形方法时,必须注意零件结构与材料所能适应的成形加工工艺性。
例如,当零件形状比较复杂、尺寸较大时,用锻造成形往往难以实现,如果采用铸造或焊接,则其材料必须具有良好的铸造性能或焊接性能,在零件结构上也要适应铸造或焊接的要求。
(二)经济性原则选择成形方法时,在保证零件使用要求的前提下,对几个可供选择的方案应从经济上进行分析比较,从中选择成本低廉的成形方法。
如生产一个小齿轮,可以从圆棒料切削而成,也可以采用小余量锻造齿坯,还可用粉末冶金制造,至于最终选择何种成形方法,应该在比较全部成本的基础上确定。
首先,应把满足使用要求与降低成本统一起来。
脱离使用要求,对成形加工提出过高要求,会造成无谓的浪费;反之,不顾使用要求,片面强调降低成形加工成本,则会导致零件达不到工作要求、提前失效、甚至造成重大事故。
因此,为能有效降低成本,应合理选择零件材料与成形方法。
例如,汽车、拖拉机发动机曲轴,承受交变、弯曲与冲击载荷,设计时主要是考虑强度和韧度的要求,曲轴形状复杂,具有空间弯曲轴线,多年来选用调质钢(如40、45、40C r、35CrMo 等)模锻成形。
现在普遍改用疲劳强度与耐磨性较高的球墨铸铁(如QT600-3、QT700-2等),砂型铸造成形,不仅可满足使用要求,而且成本降低了50%~80%,加工工时减少了30%~50%,还提高了耐磨性。
其次,为获得最大的经济效益,不能仅从成形工艺角度考虑经济性,而应从降低零件总成本考虑,即应从所用材料价格、零件成品率、整个制造过程加工费、材料利用率与回收率、零件寿命成本、废弃物处理费用等方面进行综合考虑。
例如,手工造型的铸件和自由锻造的锻件,虽然毛坯的制造费用一般较低(生产准备时间短、工艺装备的设计制造费用低),但原材料消耗和切削加工费用都比机器造型的铸件和模锻的锻件高,因此在大批量生产时,零件的整体制造成本反而高。
而某些单件或小批量生产的零件,采用焊接件代替铸件或锻件,可使成本较低。
再如螺钉,在单件小批量生产时,可选用自由锻件或圆钢切削而成。
但在大批量制造标准螺钉时,考虑加工费用在零件总成本中占很大比例,应采用冷镦、搓丝方法制造,使总成本大大下降。
(三)与环境相宜原则现在,环境已成为全球关注的大问题。
地球温暖化,臭氧层破坏,酸雨,固体垃圾,资源、能源的枯竭,等等,环境恶化不仅阻碍生产发展,甚至危及人类的生存。
因此,人们在发展工业生产的同时,必须考虑环境保护问题,力求做到与环境相宜,对环境友好。
下面简述几个有关问题:1.对环境友好的含义对环境友好就是要使环境负载小,“小”主要指:产生少(以煤、石油等化工燃料为主的能源,会大量排(1)能量耗费少,CO2气体,导致地球温度升高);出CO2(2)贵重资源用量少;(3)废弃物少,再生处理容易,能够实现再循环;(4)不使用、不产生对环境有害的物质。
2.环境负载性的评价要考虑从原料到制成材料,然后经成形加工成制品,再经使用至损坏而废弃,或回收、再生、再使用(再循环),在这整个过程中所气体排出量,以及在各阶段产生的废消耗的全部能量(即全寿命消耗能量),CO2弃物,有毒排气、废水等情况。
这就是说,评价环境负载性,谋求对环境友好,不能仅考虑制品的生产工程,而应全面考虑生产、还原两个工程。
所谓还原工程就是指制品制造时的废弃物及其使用后的废弃物的再循环、再资源化工程。
这一点,将会对材料与成形方法的选择产生根本性的影响。
例如汽车在使用时需要燃料并排出废气,人们就希望出现尽可能节能的汽车,故首先要求汽车轻,发动机效率高,这必然要通过更新汽车用材与成形方法才可能实现。
3.成形加工方法与单位能耗的关系材料经各种成形加工工艺成为制品,生产系统中的能耗就由此工艺流程确定。
据有关报导,钢铁由棒材到制品的几种成形加工方法的单位能耗与材料利用率如表6-1所示。
表6-1 几种成形加工方法的单位能耗、材料利用率比较自矿石经精炼制成棒材的单位能耗大约为33MJ/kg,由表6-1可见,与材料生产的单位能耗相比,铸造与塑性变形等加工方法的单位能耗不算大,且其材料利用率较高。
与材料生产相比,制品成形加工的单位耗能量较大,且单位能耗大的加工方法,其材料利用率通常也较低。
由于成形加工方法与材料密切相关,因此在选择制品的成形加工方法时,应通盘考虑选择单位能耗少的成形加工方法,并选择能采用低单位能耗成形加工方法的材料。
二、材料成形方法选择的依据选择材料成形方法的主要依据有:(一)零件类别、功能、使用要求及其结构、形状、尺寸、技术要求等根据零件类别、用途、功能、使用性能要求、结构形状与复杂程度、尺寸大小、技术要求等,可基本确定零件应选用的材料与成形方法。
而且,通常是根据材料来选择成形方法。
例如,机床床身,这类零件是各类机床的主体,且为非运动零件,它主要的功能是支承和连接机床的各个部件,以承受压力和弯曲应力为主,同时为了保证工作的稳定性,应有较好的刚度和减振性,机床床身一般又都是形状复杂、并带有内腔的零件。
故在大多数情况下,机床床身选用灰铸铁件为毛坯,其成形工艺一般采用砂型铸造。
(二)零件的生产批量选定成形方法应考虑零件的生产批量,通常是:单件小批量生产时,选用通用设备和工具、低精度低生产率的成形方法,这样,毛坯生产周期短,能节省生产准备时间和工艺装备的设计制造费用,虽然单件产品消耗的材料及工时多,但总成本较低,如铸件选用手工砂型铸造方法,锻件采用自由锻或胎模锻方法,焊接件以手工焊接为主,薄板零件则采用钣金钳工成形方法等;大批量生产时,应选用专用设备和工具,以及高精度、高生产率的成形方法,这样,毛坯生产率高、精度高,虽然专用工艺装置增加了费用,但材料的总消耗量和切削加工工时会大幅降低,总的成本也降低。
如相应采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或自动、半自动的气体保护焊以及板料冲压等成形方法。
特别是大批量生产材料成本所占比例较大的制品时,采用高精度、近净成形新工艺生产的优越性就显得尤为显著。
例如,某厂采用轧制成形方法生产高速钢直柄麻花钻,年产量两百万件,原轧制毛坯的磨削余量为0.4mm。
后采用高精度的轧制成形工艺,轧制毛坯的磨削余量减为0.2mm,由于材料成本约占制造成本的78%,故仅仅磨削余量的减少,每年就可节约高速钢约48t,约40万元左右,另外还可节约磨削工时和砂轮损耗,经济效益非常明显。
在一定条件下,生产批量还会影响毛坯材料和成形工艺的选择,如机床床身,大多情况下采用灰铸铁件为毛坯,但在单件生产条件下,由于其形状复杂,制造模样、造型、造芯等工序耗费材料和工时较多,经济上往往不合算,若采用焊接件,则可以大大缩短生产周期,降低生产成本(但焊接件的减振、减摩性不如灰铸铁件)。
又如齿轮,在生产批量较小时,直接从圆棒料切削制造的总成本可能是合算的,但当生产批量较大时,使用锻造齿坯可以获得较好的经济效益。
(三)现有生产条件在选择成形方法时,必须考虑企业的实际生产条件,如设备条件、技术水平、管理水平等。
一般情况下,应在满足零件使用要求的前提下,充分利用现有生产条件。
当采用现有条件不能满足产品生产要求时,也可考虑调整毛坯种类、成形方法,对设备进行适当的技术改造;或扩建厂房,更新设备,提高技术水平;或通过厂间协作解决。
如单件生产大、重型零件时,一般工厂往往不具备重型与专用设备,此时可采用板、型材焊接,或将大件分成几小块铸造、锻造或冲压,再采用铸-焊、锻-焊、冲-焊联合成形工艺拼成大件,这样不仅成本较低,而且一般工厂也可以生产。
如图6-1所示的大型水轮机空心轴,工件净重4.73t,可有以下三种成形工艺:(1)整轴在水压机上自由锻造,两端法兰锻不出,采用余块,加工余量大,材料利用率只有22.6%,切削加工需1400台时。
(2)两端发兰用砂型铸造成形的铸钢件,轴筒采用水压机自由锻造成形,然后将轴筒与两个法兰焊接成形为一体,材料利用率提高到35.8%,切削加工需用台时数下降为1200;(3)两端发兰用铸钢件,轴筒用厚钢板弯成两个半筒形,再焊成整个筒体,然后与发兰焊成一体,材料利用率可高达47%,切削加工只需1000台时,且不需大型熔炼与锻压设备。
三种成形工艺的相对直接成本(即材料成本与工时成本之和)依次为2.2∶1.4∶1.0,若再计算重型与专用设备的维修、管理、折旧费,方案(1)的生产总成本将超出方案(3)的三倍以上.又如机床油盘零件,通常采用薄钢板冲压成形,但如果现场条件不够,也可采用铸造成形或旋压成形来代替冲压成形。
再如,有一个规模不大的机械工厂,承接了每年生产2000台机车附件的生产任务,该产品由一些小型锻件、铸件和标准件组成。
这些锻件若能采用锤上模锻成形的方法生产最为理想,但该厂无模锻锤,经过技术、经济分析,认为采用胎模锻成形比较切实可行和经济合理,然后把有限的资金用于对铸造生产进行技术改造,增置了造型机使铸件生产全部采用机器造型,并实现铸造生产过程的半机械化,不仅提高了铸件质量,也提高了该厂的铸造生产能力。