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文献综述喷射成形工艺的理论研究进展霍光1)3 匡星1) 况春江1) 邓德国2)1)(安泰科技股份有限公司,北京 100081) 2)(昆明贵金属研究所,昆明 650221)摘 要: 喷射成形是人为地控制凝固条件,经过金属熔体的分散、飞行快速冷却、半固态凝固及锭坯进一步冷却等阶段,得到特殊的锭坯组织的成形过程。
沉积锭坯组织是上述四个阶段金属熔体凝固的综合结果。
近终形成形是喷射成形技术的另一特点,喷嘴形式、喷嘴数量、沉积器的形状与运动方式影响和决定沉积锭坯的外形。
材料的凝固与成形受众多因素影响,很多工艺参数的作用规律尚不明确,因此喷射成形过程的模拟研究十分必要。
笔者介绍了目前喷射成形工艺中所涉及的理论问题与相关模型。
关键词:喷射成形;数值模型;凝固过程Theoretical models in spray formingH uo G u ang 1),K u ang Xing 1),K u ang Chunjiang 1),Deng Deguo 2)1)(Advanced Technology &Materials Co 1,Ltd ,Beijing 100081,China )2)(Kunming institute of precious metals ,Kunming 650221,China )Abstract :Spray forming involves sequential stages of the melt atomization ,the droplet quenching ,the droplet consolidation on collision and the preform cooling in continued processing step 1These sequential stages control and change the solidification conditions of the melt and determine the spray formed preform ’s microstructure 1Near 2net 2shape manufacturing is another characteristic of the spray forming 1The preform ’s shape depends on the structure and amount of jet ,the shape and movement of the substrate 1Material microstructure and shape of the spray formed preforms are influenced by many factors 1However ,the effects of the processing parameters have not been made clear yet 1S o it is still necessary to study the spray forming process by experimental and numerical simulation 1Theoretical models applied to spray forming were discussed in this paper 1K ey w ords :spray forming ;numerical modeling ;solidification process3霍光(1974-),男,博士。
2023 年第 43 卷航 空 材 料 学 报2023，Vol. 43第 2 期第 59 – 65 页JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS No.2 pp.59 – 65喷射成形TiC p/ZA35复合材料热挤压工艺的ANN优化和组织研究刘敬福1*, 叶建军1, 周祥春1, 庄伟彬1, 王 一1,2（1．辽宁工程技术大学 材料科学与工程学院， 辽宁 阜新 123000；2．沈阳工业大学 材料科学与工程学院 ，沈阳 110870）摘要：采用人工神经网络（ANN）的方法，研究挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率对喷射成形TiC p/ZA35复合材料力学性能的影响，建立了TiC p/ZA35复合材料热挤压的人工神经网络模型。
模型的输入参数为挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率，输出参数为复合材料的抗拉强度。
该模型可以仿真TiC p/ZA35复合材料在不同热挤压工艺参数下的力学性能，也可以优化热挤压工艺参数，模型结果与实验结果误差小于1.8%，拟合率为0.986。
推荐热挤压工艺优化参数为：挤压比22，挤压比压415 MPa，挤压温度315 ℃，挤压速率8 mm•s−1，此工艺条件下复合材料的抗拉强度为486.7 MPa。
热挤压间接对复合材料进行了时效处理，材料晶内析出晶须状和颗粒状的MnAl6强化相。
弥散强化和位错强化作用使热挤压喷射沉积TiC p/ZA35复合材料较未挤压复合材料抗拉强度提高38.3%。
关键词：喷射成形TiC P/ZA35复合材料；热挤压；人工神经网络；优化；强化机制doi：10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000200中图分类号：TG249.2 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2023)02-0059-07Heat extrusion processing ANN optimization and microstructure of sprayforming TiC P/ZA35 compositesLIU Jingfu1*, YE Jianjun1, ZHOU Xiangchun1, ZHUANG Weibin1, WANG Yi1,2（1. College of Material Science and Engineering , Liaoning Technical University, Fuxin 123000，Liaoning，China；2. College of Material Science and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870，China）Abstract: The effects of heat extrusion processing of spray forming TiC p/ZA35 composites on extrusion ratio, extrusion specific pressure, extrusion temperature and extrusion rate had been studied by artificial neural network (ANN). The artificial neural network model was created for heat extrusion processing. The input parameters of the ANN model were extrusion ratio, extrusion specific pressure, extrusion temperature and extrusion rate. The output of the ANN model was ultimate tensile strength. The model can be used for the prediction of properties of spray forming TiC p/ZA35 composites as functions of processing parameters. It can also be used for the optimization of the processing parameters. The ANN results are in good agreement with experimental phenomena, the biggest relative error and coincidence rate is less than 1.8% and 0.986. The optimized heat extrusion ratio, extrusion specific pressure, extrusion temperature and extrusion rate are 22415 MPa, 315 ℃ and 8 mm•s−1 respectively, and the tensile strength of spray forming TiC p/ZA35 composites is 486.7 MPa. The reinforcement phase MnAl6 whisker or particle is precipitated in the grains due to the indirect aging treatment of composites by hot extrusion. Dispersion strengthen and dislocation strengthen contribute a combination factor to increase the room temperature mechanical properties of the hot extruded TiC p/ZA35 composites, which is 38.3% higher than that of TiC p/ZA35 composites without heat extrusion.Key words: spray forming TiC p/ZA35 composites；heat extrusion；artificial neural network(ANN)；optimization；strengthen mechan-ism喷射成形制备的锌基复合材料坯体存在一定的孔隙率。
收稿日期:2000年11月粉末高速钢喷射成型技术及其应用青海大学(西宁810016) 刘春林摘 要:介绍了金属粉末成型工艺原理和粉末高速钢喷射成型技术的工艺过程、组织结构、工艺特点及其在新产品开发、工具、模具制造中的应用。
关键词:粉末高速钢, 喷射成型, 刀具, 模具Forming Technology of Powder HSS by Spraying and Its ApplicationsLiu ChunlinAbstract:The principle of metal powder forming technology,the technological process,organic feature and technological fea-tures about the forming technique of powder high speed steel by spraying are discussed.The applicati ons of forming technique in products development,tools and dies manufacturing are also introduced.Keywords:powder high speed steel, formi ng by spraying, cutting tool, die1 引言近年来,工业发达国家大量采用粉末高速钢制造复杂刀具(特别是齿轮刀具和立铣刀),使刀具工作寿命成倍提高。
我国目前也已研制出多种牌号的粉末高速钢,并逐步在各个领域推广应用。
金属粉末压制成型工艺是先在金属粉末中加入一定量的粘结剂,然后将所得混合粉末放入模具内,在高温、高压下直接压制成型。
金属粉末注射成型工艺的原理与塑料注射成型原理类似,其工艺设备条件也基本相同。
在注射成型过程中,粉末在注塑机料筒内被加热成具有流变性的塑性物料,并在适当的注射压力下注入模具中,使之成型为工件毛坯。
第26卷 第3期2006年6月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol .26,No .3June 2006喷射成形GH742y 合金晶粒长大规律的研究许文勇,李 周,张国庆,袁 华,李正栋,姚瑞平,田世藩,徐石斌(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:研究了不同固溶温度热处理对氮气雾化喷射成形G H742y 合金相组成和晶粒尺寸的影响,并重点分析了第二相对晶粒长大的抑制作用。
结果表明:氮气雾化喷射成形G H742y 合金具有良好的高温抗晶粒长大特性,极限晶粒尺寸约为40μm;γ′相固溶温度约为1127℃;高于γ′相固溶温度热处理时,弥散分布MC 型碳氮化合物阻碍晶粒长大;Glad man 方程可以估计氮气雾化沉积坯的极限晶粒尺寸。
关键词:喷射成形;晶粒长大;G H742y;碳氮化合物中图分类号:T G132.3,TG 111.8 文献标识码:A 文章编号:100525053(2006)0320052204收稿日期:2006201220;修订日期:2006203221基金项目航空科学基金(3)作者简介许文勇(8),男,硕士,助理工程师,(2)x y @6。
喷射成形是用快速凝固方法直接制备整体致密并具有快速凝固组织特征的块状金属材料的新型材料制备技术。
喷射成形技术与传统的铸造、铸锭冶金、粉末冶金相比具有明显的技术和经济优势,近年来被广泛用于研制和开发高性能金属材料如铝合金、铜合金、特殊钢、高温合金、金属间化合物以及金属基复合材料等,在国内外得到快速发展[1]。
GH742y 合金是目前研制的合金化程度和高温热强性都非常高的涡轮盘合金,在我国现有工业条件下,采用传统的铸锭变形工艺很难生产出G H742y 合金的合格锻件。
喷射成形技术制备难变形G H742y 合金,可提高材料成分均匀性、细化组织,显著改善合金的热变形能力和力学性能[2]。
FRP的成形方法!(1）手糊成形法（HLU）：是用人工所基体浸渍在增强材料上拉展重叠于模上，至所需厚度，在室温常压下使基体固化而成形。
（2）喷射成形法（SU可SPU）：把粗纱一边连续不断的切断一边同基体一同喷在模具上，直堆积到所需的厚度把他压紧整形，在室温常压下成型。
（3）树脂传递成型法（TRM）：在模内置入增强材料之后合模并夹紧，从规定的位置压入基体，并使其固化成型。
（4）冷压成形（CP）：主要是把预成型的增强材料（叫做预型件：PF或PM）放置于阴模，然后把加入固化剂、填料。
着色剂等混合搅拌之后的基体树脂注入其内，用压机在阳模上以比较低的压力压制，在几呼接近室温的温度下使其固化成型。
（5）金属对模模塑法（MMD）：用阴阳一对金属模具，加高压的同时加热，使其快速固化成型。
把采用预型件的方法叫做预成型法，把用片状成型材料（SMC）的方法叫做S MC法，把用块状成型材料（BMC）方法叫做BMC法。
（6）纤维缠绕成型（FW）：用粗纱或长纤维，一边连续是含浸基体，一边缠在回转体状的模具上成型的方法。
（7）拉挤成型法（PULT）：把含浸了基体的增强材料引入并通过已加热的一定断面的模具，使其快速化，连续地拉齐成型。
（8）真空袋法（VB）：把含浸基体的增强材料，叠置在模具上并用塑料薄膜将它密封，用真空把增强材料内部及周伟的空气和剩剩余的基体同时赶出并固化成型。
（9）热压法（AC）什么是挤拉玻璃钢!挤拉是一种生产玻璃钢线性型材的工艺，它所生产的高性能的空间时代的复合材料适合门窗制造业的使用。
连续玻璃纤维增强材料以无捻粗纱和毡片形式通过一树脂浸渍站从而在玻璃纤维外面被覆上特殊配方的热固性树脂混合物。
被覆了树脂的玻璃纤维材料组合起来经过成形导向装置并通过模具被拉出来，在模具中受到压力和热的作用，树脂固化，从而得到一种高强度的型材，在离开挤拉机后这种型材可以立即被使用。
注塑成型工艺根底知识一、注塑成型所谓注塑成型〔Injection Molding〕是指将已加热融化的材料喷射注入到模具内，经由冷却与固化后，得到成形品的方法。
也叫射出成型，适用于量产与形状复杂产品等成形加工领域。
二、注塑成形过程是以以下七大顺序执行成型过程几个步骤：1、关门2、锁模3、注射保压4、冷却5、开模6、翻开平安门7、取出产品。
重复执行这种作业流程，就可连续消费产品。
1、关门半自动需开关平安门，全自动平安门设置在关的状态。
2、锁模将挪动侧的挪动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。
3、射出〔包括保压〕螺杆快速地往前推进，把熔融之成型材料注入模腔内填充成型，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〞。
4、冷却〔以及下个动作的“可塑化过程〞〕模腔内之成型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〞。
放在料斗里的成型材料，流入加热的料管内加热，是根据螺杆旋转剪切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型材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压〞。
5、翻开模具将挪动侧的挪动板向后退，模具跟着翻开。
6、翻开平安门平安门翻开，这时成型机处于待机状能。
7、取件将成品取出，然后检视确认模具内未残留任何物件再关门.以上整个成型作业叫做一个成型周期。
成品是由模具的形状成型出来。
模具是由母模及公模组合成，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。
三、射出成型机射出成型机以较大工程来区分，可分为两项，锁模装置和射出装置。
1、锁模装置将模具关闭不被翻开,成型材料在模腔内冷却凝固后，模具才翻开然后取出成品等等动作的设备装置之锁模装置。
快速成型技术的种类
快速成型技术是一种以数字化模型为基础，通过逐层堆积材料，实现快速制造物品的技术。
快速成型技术的种类很多，常见的有以下几种：
1. 光固化快速成型技术：通过紫外线或激光束照射光敏树脂，使其固化成所需形状。
2. 喷墨式快速成型技术：通过喷墨头控制液体喷射，将粉末材料逐层喷涂并加固。
3. 熔融沉积式快速成型技术：将金属丝或粉末熔化，通过火焰或电弧喷射，逐层沉积成型。
4. 熔化层压式快速成型技术：将塑料或金属粉末加热或熔化，通过喷嘴或挤出机，逐层堆叠并加固。
5. 粉末烧结式快速成型技术：将粉末压缩成形，然后通过高温处理或激光束烧结，实现快速成型。
以上是常见的几种快速成型技术，它们各有优劣，可以根据具体需求选择合适的技术。
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粉末冶金基本知识篇绪论粉末冶金（也称金属陶瓷法）：制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。
粉末冶金工艺：1）、制取金属、合金、金属化合物粉末以及包覆粉末；2）、将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后的处理制得成品。
大概流程：物料准备（包括粉末预先处理（如加工，退火）、粉末分级、混合和干燥等）→成形→烧结→烧结后处理（精整、浸油、机加工、热处理、粉末冶金的特点：1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料：①能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等)；②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料（钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等）；③能生产各种复合材料。
2.粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越：①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好（粉末高速钢可避免成分的偏析）；②生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔金属）。
粉末冶金技术的优越性和局限性：优越性：1）、无切削、少切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动。
普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5%。
2）、能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。
3）、能够制备其他方法难以生产的零部件。
局限性：1、粉末成本高；2、制品的大小和形状受到一定限制；3、烧结零件的韧性较差。
常用粉末冶金材料：粉末冶金减摩、多孔、结构、工具模、高温和电磁材料。
第一章：粉末的制取第一节：概述制粉方法分类：机械法：由机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。
物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。
化学法：依靠化学或电化学反应，生成新的粉态物质（气相沉积、还原化合、电化学发）。
在固态下制取粉末的方法包括：有机械粉碎法和电化腐蚀法；还原法；还原-化合法。
2004年1月第27卷第1期重庆大学学报Journal of Chongqing UniversityJan.2004V ol.27 N o.1 文章编号:1000-582X(2004)01-0101-06喷射成形技术的发展概况及展望Ξ王文明1,潘复生1,Lu Y un2,曾苏民3(1.重庆大学材料科学与工程学院,重庆400030;2.Faculty of Engineering,Chiba University,Chiba Japan;3.西南铝业(集团)有限公司,重庆401326)摘 要:喷射成形工艺流程短、成本低、沉积效率高、制造系统灵活柔性,是一种极富有发展前景的近终形成形快速凝固技术。
介绍了喷射成形技术的发展历程;叙述了喷射成形在铝合金、钢铁材料、镁合金、铜合金、高温合金、金属基复合材料的研究与应用情况;阐述了多层喷射成形技术和原位反应雾化喷射沉积成形技术,对喷射成形技术进行了评价和展望。
关键词:喷射成形;快速凝固;评价;展望中图分类号:T B333文献标识码:A1 喷射成形技术产生的背景现代工业中,金属材料作为结构材料的主体,用量大,应用范围广,在国民经济中发挥着极其重要的作用。
随着科学技术的日新月异和现代航空、航天、汽车、电子工业的迅速发展以及各国军事装备的竞赛,迫切需要高性能金属材料的制备技术。
传统制备技术难以满足客观形势的要求,而且材料的使用环境越来越苛刻。
快速凝固技术是近几十年来冶金材料领域中凝固技术的一项重要技术进展,由于该技术具有很高的冷却速率(≥103～106K/s)和大过冷度下高的界面生长速率(≥1～100cm/s)的凝固特性,能使材料的微观组织均匀细化,消除成分宏观偏析,抑制微观偏析生成,形成亚稳结构,减少脆性相,从而表现出一系列特殊优异的使用性能。
可以说它的出现和发展直接促进了新一代金属玻璃、微晶和纳米晶合金的形成[1-10]。
在世界各国研究者的不懈努力下,快速凝固方法层出不穷。
射出成形機概説１．射出成形射出成形とは注塑(Injection Molding)是指加热熔融使材料在模具内注塑注入，经过冷却，固话得到成型品的方法。
射出成形（Injection Molding)とは、加熱溶融させた材料を金型内に射出注入し、冷却・固化させることによって、成形品を得る方法です。
适合复杂形状的产品大量生产成形加工的一大块领域複雑な形状の製品を大量に生産するのに適し、成形加工の一大分野なしています。
注塑工艺大致分为，6个射出成形の工程は大きく分けて、６つあります。
１）合模型締め２）射出射出３）保压保圧４）冷却冷却５）开模型開き６）产品取出製品取り出し用这个顺序进行，周期的循环反复，连续生产产品。
この順序で行なわれ、このサイクルの繰り返しで、製品を連続的に生産します。
２．射出成形机射出成形機射出成形机是由合模单元和射出单元分成射出成形機は型締めユニットと射出ユニットに分かれています。
合模机体开关模具，突出（喷射器）进行型締めユニットは金型の開閉、製品の突き出し（ejector）を行います。
有使用液压缸直接开关模具的"直接式"和有使用联动装置进行开关的，开关"Toggle 式"的种类有2种。
油圧シリンダーで直接金型を開閉する『直接式』とリンク機構を使用して開閉する『トグル（Toggle）式』の２種類があります。
射出机体是让树脂加热熔融，在模具内注射射出ユニットは樹脂を加熱溶融させ、金型内へ射出します。
使螺杆旋转，从加料斗投入树脂，会在螺杆前部积存スクリューを回転させ、ホッパーから投入した樹脂をスクリュー前部へ溜めます。
必要的树脂量里相当的行程蓄力后(叫做计量)射出。
必要な樹脂量に相当するストロークを溜めた後（計量と呼びます）、射出します。
树脂在模具内流动的时候，控制螺杆的移动速度(射出速度)。
樹脂が金型内を流動している時は、スクリューの移動速度（射出速度）を制御します。
