其他材料成型技术

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材料成形技术是以各种工艺方法将材料制备成具冇一定结构形式和形状工件的技术高分了材料：相对分子最很人的有机化合物,远比普通的有机物或无机物等低分子化合物的相对分子量大的多。塑料以合成树脂为基本成分，一般含有：添加剂如填料（提高塑料的强度、改善成形性、降低成本而添加的物质：木粉、纸浆、玻璃纤维等）增塑剂（属添加剂，为提高塑料的可塑性与柔顺性，有利于加工而添加的一种低挥发性的物质，邻苯二甲酸二丁酯等）稳定剂（防老化剂，使用过程中受光、热等作用发生老化：硬脂酸钙、铅的化合物等）色料热塑性塑料：分了结构为线性或支链结构,可反复加热重塑，保持英化学结构和性能棊木不变。常用：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等热固性犁料：以缩聚反应合成的树脂为基础,加入多种添加剂组成的塑料。不口J反复加热重塑，固化后，分子为网状的体型结构，呈不溶不熔的特性。常川：酚醛塑料、有机硅塑料等。塑料的特性决定了其成形方法：热塑性：通过温度的降低成形热固性：合成反应成形工程册料的工艺性能1、流动性：充型的基础直接影响产品的质量；塑料材料的特点所决定一一温度：A.分解，B.聚合。方法：润滑剂如：坯类，酯类等，增嫂剂2、结晶性表现出品体的性质一一控制条件可改善产品性能3、吸湿性极性基团一一吸水一一气孔（泡）4、收缩性5、热敏性对热的敏感程度塑料制品生产（即塑料的成形加工）是采用各种成形加工手段将粉状、粒状、溶液、糊状等各种形态的塑料原料制成所需形状的制品或坯件的过程。注塑成型乂称注射成型将热塑性塑料或某些热固性塑料加工成零件的加工方法。注射形成工艺的主要因素：■1、注射温度提高温度一充模易，零件表面光洁，但高的熔体温度使塑料降解，力学性能急剧下降。■2、模具温度影响充型、模塑成型周期、制品的内应力等一低模温：充型困难；高模温：冷却时间长一一生产周期长，分子链松弛等。■3、注射压力包括：塑化压力和注射压力■塑化压力：背压，是指螺杆顶部熔料在螺杆转动时所受到的压力：提高背压使剪切力提高，温度也会提高，塑化率下降，小于2.0MPa；■注射压力：以拄塞或螺杆顶部对塑料施加的压力，克服塑料流动阻力，提高冲模速度，对熔料进行压实。注射成型前准备：原材料的预处理，料筒、嵌件的处理（预热处理一一防止对母体造成伤害）挤犁成形也称挤出成形：是将粉料或颗粒的塑料原料加入挤压机的料桶中，加热软化，在 螺旋螺杆的作用下，使塑料受挤压前移通过口模，冷却后制成等截面连续制品的方法。塑化方法：■干法：加热成为熔体，塑化与成形在同一设备完成；■湿法：加溶剂塑化，塑化与成形为独立的过程，需要进行去除溶剂；螺杆加料段：4〜8D,传送至压缩段，受热；■压缩段：受热，前移，连续体，排除气体；■均化段：6〜10D,均匀塑化，稳定的挤出压力■挤出机料筒温度：温度由低到高：加料段、压缩段、均化段。防止加料段温度过高,否则导致塑料在这段螺杆与料筒之间熔融，无法有效输送到螺杆前端。■挤出模具温度：略高于料筒均化段温度，较高的口模温度有利于降低离模膨胀，容易得到表面光洁的制品；但过高的温度会引起塑料降解，甚至烧焦。挤出速度和牵引速度：与生产效率有关。但过高的挤出速度容易引起塑料熔体表面破碎；而牵引速度的提高会形成塑料熔体的拉伸，适合的拉伸比（口模与芯棒所形成的空间的截面积与制品截面积之比）可缓解熔体破裂的产生■压駛成型：压制成型分为：模压法和层压：是将粉状、粒状的塑料原料或片状的塑料坯料（层压法）放入模具中，经加热和加压而成形为塑料制品的方法。■高的成型压力：用于压塑率高的塑料，为使成型压力降低，可将松散的色料原料预预压：将松散粉或纤维塑料，先用冷压法，压成质量一定，形状规整的密实体的作业。当塑料预热，因流动性好，可降低成型压力；■高模压温度：指成型时的模具温度。提高模温可缩短成型周期，但塑料是热不良导体，太高的模温会使内部的塑料得不到应有的固化。模具温度在一定范围提高，也可以降低成型压力，但应防止模具温度过高导致塑料固化而失去降低成型压力的可能性。复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料人工复合而成的新型材料。它既保留原组分材料的主要特性，又通过复合效应获得原组分所不具备的优越的综合性能。■一类是基体材料一一形成几何形状并起粘结作用，如树脂、陶瓷、金属等;■另一类是增强材料，起提高强度或韧化作用，如纤维、颗粒等。粉末冶金法颗粒增强铁基复合材料多采用成熟的粉末冶金法来制备，即将增强体与基体合金粉末混合后冷压或热压烧结，也可以用热等静压的工艺。■外加增强体颗粒法是用铸造法制备金属基复合材料的一种简单常用的方法,即将固态的增强体颗粒逐步加入并混合于液态金属中制得金属基复合材料。■采用粉料供给器均匀加入增强相材料或采用超声波、机械搅拌或半固态铸造法等。■分布：增强相往往会因与基体比重不同而产生凝聚、上浮或下沉，难以均匀分布；■界面：润湿性问题，表面要求高；■粘度：粘度随增强项含量的提高，粘度提高，成形性恶化； ■缺陷：制件中容易形成气孔、夹杂。原位反应复合法是一种新型的金属基复合材料的制备方法，原位反应复合法的增强体颗粒尺寸比较细小，且表面无污染，与基体的结合为冶金结合，避免了与基体浸润不良的问题，因而结合良好；具有工艺简单，成本低的特点。通过加入增强相形成元素或引入反应气体在基体金属液内部原位发生反应、形核生成一种或几种热力学稳定的增强相的一种复合方法，这种增强相一般为具有高硬度、高弹性模量和高温强度的陶瓷颗粒。但不足的是目前在原位反应时，除了所预计生成的增强体外，仍不免其它副反应夹杂物存在，同时难以精确控制增强体的体积分数。■以铸造成形工艺为基础；■核心是进行增强相颗粒的合成反应■关键是合成过程控制：控制反应速度控制颗粒大小和数量燃烧合成（CombustionSynthesis,缩写CS）,也称为自蔓延高温合成（Sclf・p「opagatingHigh-temperatureSynthesis,缩写SHS）,是在一定的气氛中点燃粉末压坯，产生化学反应,其放出的生成热使邻近的物料温度骤然升高而引发新的化学反应，以燃烧波的形式蔓延通过整个反应物，同时反应物转变为生成物（产品表面强化的方法很多，诸如表面淬火、激光熔覆、渗碳渗氮等，但是这些方法：♦表层的性能在很大程度上会受到母体材料成分的影响，在进行成分设计时，很难同时兼顾母体性能和表层性能，这样就很难满足广泛使用的要求。铸渗法是铸件表面合金化的一种方法，又被称为覆铸造法或熔铸法，即在铸型型壁上涂（或贴）覆一定配比的合金粉末膏剂（也称涂覆层或膏块），当浇注成形时，金属液浸透涂料的毛细孔隙，高温的液态母材金属与合金粉末之间产生强烈热作用（合金粉末溶解、熔化或发生化学反应）并进行物质互渗，以此改变铸件表层的结构和性能。铸渗过程动力学：复合材料层的形成过程是一个高温合金液逐渐渗透、充填合金颗粒间隙,并包覆颗粒使其熔化，然后合金元素进行重组和反应的过程；渗层厚度随铸渗压力的增加而增加。工艺因素对铸渗质量的影响规律，是浇注温度和膏块的合金配比，合理选用粘结剂是改善铸渗质量的有效措施。第一，铸渗法靠毛细管作用使金属液浸透涂覆层或膏块，这就要求涂覆层或膏块的紧实度要恰当，也即要求合金粉末的粒度要合适。♦粒度过小：无法渗，溶解，熔化，流失；♦粒度过大：不能完全熔解，最终滞留于表面层内形成夹杂第二，铸渗法要求膏剂具有良好的流动性、悬浮性和涂挂性，这就要求严格控制粘结剂的加量。♦加入量过少，涂覆层和膏块的强度会降低，在浇注过程中难于避免会被高温铁水冲散；♦加入量过多，浇注时这些有机粘结剂会在高温铁液的作用下气化分解，生成 的气体和分解的产物容易在表面层、母材，尤其是二者的界面上形成气孔和夹杂，铸造烧结法：是将具有一定配比的合金粉末预先压制成压坯，放置铸型中，当高温铁水浇入铸型后，粉末坯块在高温铁水的热作用下，发生化学反应并烧结，生成大量的陶瓷颗粒,从而在铸件表面烧结反应生成3-4mm厚的表面复合材料，复合层与铸件形成一体，成为铸件的一具有特殊性能的表层。热源：铁水，激发块内反应反应放热：自身烧结；关键是反应的控制：激发和维持表面再牛技术：是通过向金属摩擦表面引入一种被称之为摩擦表面再生剂，进而在金属摩擦表面原位生成金属陶瓷层，达到修复磨损、减少摩擦、延长寿命等一系列节材、节能、环保目的。它可对一切有润滑金属摩擦副的机械设备和车辆完成节能环保改造、免拆精修,延长使用寿命。♦是通过向金属摩擦表面引入摩圣摩擦表面改性一修复剂；♦利用正常运行条件下对摩擦副表面实施超精加工再制造；♦形成金属陶瓷保护层，金属与金属之间的摩擦转变为金属陶瓷和金属陶瓷之间的摩擦。实现了：♦表面的合成♦完成表面复合材料的成形♦零件的在线再生