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凝胶注模成型科技的原理及问题难点分析

凝胶注模成型科技的原理及问题难点分析
凝胶注模成型科技的原理及问题难点分析

凝胶注模成型科技的原理及问题难点分析

文章分析了凝胶注模成型科技的基础原理和类型以及活动步骤等等内容。它的成本不高,而且有着非常好的稳定性,同时得到的胚体的密度非常好,在干燥的时候不会出现形变现象,存在的不利现象较少,而且强度很高,能够有效生产。

标签:成型技术;净尺寸成型;凝胶注模成型;胶态成型

1 关于原理和活动步骤

该项科技是把高分子的物质与流变学的知识有效的联系到一起,它的原理是在较高的固相含量以及较低的粘度的陶瓷物质之中谈价浓度不是很高的有机体,然后放入一些引发材料对其浇筑,进而确保其中的单体在相对的状态中出现聚合活动,此时生成坚硬的网状体系,确保浆料能够即刻的固结,进而确保胚体定形,最终经由脱模以及排胶等活动而获取所需的部件。

凝胶注模成型分为两类:一种是非水溶性凝胶注模成型,另一种是水溶性凝胶注模成型。非水溶性凝胶注模成型采用有机溶剂,要求溶剂有较低的蒸汽压。水溶性凝胶注模成型更进一步,有非常多的优势。第一,成型时期和过去的措施非常类似,而且很简便。第二,干燥活动更简单。第三,减弱了混合体的粘性。第四,对于生态的干扰性小。所以,这个措施被大量的使用。在该项成型活动中,要确保单体等合乎如下的规定。第一,其应该是充分水溶的,而且它的溶解性要非常的高,假如该数值太低的话,此时单体融合并非是液体的融汇,它是液体沉积之后的融汇,此时得到的胚体的密度不是很良好,同时他的强度也会受到非常大的干扰。第二,溶液得到的凝胶要有非常高的强度,此时才可以发挥出原位固定的意义。而且确保胚体能够有效的脱模。第三,单体和交联剂不会降低浆料的流动性。

2 关于工艺特征

它是一项有着非常强大的实用意义的科技,其有着如下的一些特征。第一能够适合用到很多的陶系中,可以得到非常多的形态不一样的零件。第二因为定形活动和注模的活动是单独开展的,对于定形来讲,它是借助于浆料里面的单体汇聚而生成胶凝体,其得到的胚体的问题不是很多,而且其成分等很是均匀,在干燥的时候不会发生形状改变的问题,此时可以确保烧结体具有优秀的比例,该措施是一项优秀的成型科技。第三,凝固定形用时不是很久,而且能够有效的掌控,结合聚合气温以及催化物质的添加量的差异,其定形用时通常可以控制在五分钟到一个小时之间。第四,使用的模具是没有孔的,对于其物质也没有独特的规定,可以是金属或是塑料等的。第五,胚体里面的有机物的总数不多,能够有效的进行排胶活动,而且不会发生变形现象,密度优秀。最后,其自身的强度非常好,能够对其开展很多的处理活动,进而降低了烧结之后的处理量。

3 陶瓷浆料的稳定机制

陶瓷凝胶注模成型

凝胶注模成型工艺研究 夏培 (天津大学材料科学与工程学院,教育部先进陶瓷与加工重点实验室,天津300072) 摘要:凝胶注模成型是一种优于传统成型工艺的先进陶瓷成型方法,为净尺寸高性能复杂形状陶瓷的制备提供了有效的技术途径。本文对陶瓷凝胶注模成型的原理、工艺、成型体系、特点等进行了简单的概论介绍,综述了目前凝胶注模成型的研究现状、存在的问题和应用情况并展望了发展趋势。 关键词:凝胶注模;研究现状;问题与展望 Study on the gel-casting XIA Pei (Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology, Ministry of Education, college of Material Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, Tianjin, China) Abstract: Gel-casting process is an advanced manufacturing technology for ceramic forming, which is superior to the traditional one, and has provided an effective approach to prepare high performance net size ceramics with complicated shapes. The principles,procedures,forming system and character of gel-casting are simply discussed in this paper, moreover, the present research process,problems as well as applications are also included. Finally, the tendency of this technology is forecasted in a dialectical way. Key words: gel-casting; present research; problems and prospects

压制成型机理

压制成型机理 压制成型是在一定压力下,使细粒物料在型模中受压后成为具有确定形状与尺寸、一定密度和强度的成型方法。 1)压制成型过程中细粒物料的位移和变形 在模型内自由松装的细粒物料,在无外力情况下,是依靠颗粒之间的摩擦力和机械咬合,而相互搭接,在颗粒间形成大的孔隙,这种现象称为“拱桥效应”。 “拱桥效应”的特点: ①颗粒间仅存在简单的面、线、点接触,具有不稳定性和流动性,处于暂时平衡状态。 ②当向颗粒上稍施外力时,使“拱桥效应”遭到破坏,则颗粒向着自己有利方向发生位移,产生重新排列,导致颗粒间接触面积增大,孔隙度减少。 颗粒粉末位移的形式有:移近(A),分离(B),滑动(C),转动(D)和嵌入(E),使颗粒间接触面减少或增加。 随着施加压力的增大,除使颗粒间产生最大位移外,还发生颗粒变形。细粒物料变形类别有: 弹性变形:固体颗粒除去外力后可以恢复原状的变形。 塑性变形:具塑性的固体颗粒除去外力后不能恢复原状的变形为塑性变形,且物料塑性愈大则变形愈大;塑性变形程度随压力增大而增加。 脆性断裂:当脆性物料在外力下产生的颗粒结构发生的破坏性变形,易产生新的颗粒断面并使颗粒数增加。 压制机理 第一阶段(A):由于颗粒位移而重新排列并排除孔隙内气体,使物料致密化。在这一阶段耗能较少但物料体积变化较大。 若属脆性物料时,则易被压碎,新生的细颗粒会充填在细小孔隙内,重新排列结果使密度增大,新生颗粒表面上的自由化学键能使各颗粒粘结,发生是脆性变形体(B1)。 若属塑性物料时,颗粒发生塑性变形时其颗粒间相互围绕着流动,产生强烈的范德华力粘结起来,发生塑性变形体(B2)。 实际上,在大多数情况下,两种机理同时发生,并在一定条件下能够引起机理的转换。 2)细粒物料密度在压制时变化规律 模型中细粒物料在加压时其密度变化可分为三个阶段: 在第1阶段内,压块的密度增加以颗粒位移为主,同时也可能发生少量颗粒变形。 在第2阶段内,情况视压制物料不同而异。对于又硬又脆的物料,压制时,压块物料密度曲线变化比较平坦,但随着物料塑性增加,其密度增加较快。对于任一种物料压制时,加压压力皆在第ll阶段结束,最多使压力增大到第ll阶段的压力极限值。塑性好的物料密度在加压时的变化见图中虚线变化,即第ll阶段基本消失。 在第3阶段内,压块的致密化以颗粒变形为主,同时也发生裂碎颗粒的少量位移。 3)压制过程中力的分布和压块密度变化 在压制过程中,对模型中细粒物料施加的压力主要消耗在两部分: 静压力——消耗于内摩擦力(p1)。 压力损失——消耗于外摩擦力(p2)。 压制过程中施加的总压力(p)至少为静压力和压力损失之和。 即:p=p1+p2(N) p2值的大小表示为: p2=μ·p侧·S (N) . 式中:μ—物料与模壁间摩擦系数; p侧—侧压力,(N/cm2’); S—物料与模壁的接触面积,(cm2)。

注塑工艺的技术――注射压缩成型知识简介

注塑工艺的技术――注射压缩成型知识简介 注射压缩成型(injection compression moulding/icm)是传统注塑成型的一种高级形式。 它能增加注塑零件的流注长度/壁厚的比例;采用更小的锁模力和注射压力;减少材料内应力;以及提高加工生产率。 注射压缩成型适用于各种热塑性工程塑胶制作的产品,如:大尺寸的曲面零件,薄壁、微型化零件,光学镜片,以及有良好抗袭击特性要求的零件。 注射压缩成型的主要特点与传统注塑过程相比较,注射压缩成型的显著特点是,其模具型腔空间可以按照不同要求自动调整。例如,它可以在材料未注入型腔前,使模具导向部分有所封闭,而型腔空间则扩大到零件完工壁厚的两倍。另外,还可根据不同的操作方式,在材料注射期间或在注射完毕之后相应控制型腔空间的大小,使之与注射过程相配合,让聚合物保持适当的受压状态,并达到补偿材料收缩的效果。 根据注塑零件的几何形状、表面质量要求、以及不同的注塑设备条件,有四种注射收缩防护司可供选择。 它们是:顺序式;共动式;呼吸式和局部加压。 顺序式icm(seq-icm)顺序式注射压缩成型过程,其注射操作和模具型腔的推合是顺序进行的。开始时,模具导引部分略有闭合,并有一个约为零件壁厚两倍的型腔空间。而当树脂注入模具型腔后,即推动模具活动部分直至完全闭合,并使聚合物在型腔内受到压缩。在此过程中,由于从完成注入到开始压缩会有一个聚合物流动暂停和静止的瞬间,其可能会在零件表面形成一个流线痕迹,其可见程度取决于聚合物材料的颜色,以及零件成型时的纹理结构和材料种类。 该种方式的操作过程。可以采用曲柄杆式设备来进行这种icm。 共动式icm(sim-icm) 与顺序式icm相同,共动式icm开始、时模具导引部分也是略有闭合的,不同的是在材料开始注入型腔的同时,模具即开始推合施压。而挤料螺杆和模具型腔在共同运动期间,可能会有一个的s2或s2的延迟。由于聚合物流动前方一直保持着稳定的流动状态,它不会出现如seq-icm过程的暂停和表面的流线痕迹。 由于上述两种方式都在操作开始时留有较大的型腔空间,而在熔融聚合物注入型腔尚未遇到方向压力之时,它可能因为重力作用而首先流入型腔的较低一侧,并可以能因暂时处于未承受压力状态而出现不希望有的泡沫。而且,零件壁厚越大,型腔空间也会越大,而流注长度的延长也会增加模具完全闭合的时间周期,这些都可能会使上述现象加剧。 呼吸式icm(breath-icm)

叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷

万方数据

万方数据

第6期周立忠,等:叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷1175 图1不同烧结温度条件下莫来石多孔陶瓷的微观结构 Fig.ISEMmicrographsofthefracturedsurfacesandporesizedistributionofporous mulliteceramicssinteredatdifferenttemperatures (a)1250'E;(b)1300。C;(c)1350。C;(d)1400"C;(e)1450':E;(f)Poresizedistribution 图2TBA基凝胶注模工艺制备莫来石多孔陶瓷的结构示意图 Fig.2SchematicdrawingofporousmulliteceramicsbyTBAbased—gelcasting 表1叔丁醇和水的物理性能Ⅲ】 Table1PhysicalpropertiesofTBAandwater[10】…/(D等,,睾s蒜‘篇Surfacete冀nsion 度与气孔率的关系曲线,依据公式(1)的表示方法,通过公式拟合,其b值为16.8,远远高于目前所报道的莫来石、碳化硅/堇青石等多孔陶瓷的b值(二者的b值分别为6和4.8)‘14J5。,这表明在本试验气孑L率范围内,气孔率的微小改变将会引起材料强度的急剧变化,这将有利于在气孔率下降较小的前提下获得更高的强度. Atisivan等¨钊采用熔融沉积工艺,以氧化镁为烧结助剂,制备了孑L径尺寸为150~400斗m的莫来石多孔陶瓷,在气孔率为40%时,压缩强度约为30MPa.Kim等Ⅲ3以添加氧化铝的聚氧硅烷为原料,制备出孔径小于201xm的莫来石多孔陶瓷,当气孔率为40%和65%时,压缩强度分别为60MPa和15MPa.与文献[16.17]相比,本试验采用叔丁醇基凝胶注模成型方法制备莫来石多孔陶瓷,在相似强度或在相似气孔率条件下能够获得更高的气孔率或更高的强度,结合图1的微观结构观察结果,分析认为其主要 原因为:(1)均匀分布的孔隙结构.这种均匀的孔隙 万方数据

第六章 压制成型

压制成型 概述: 压制成型是高分子材料成型加工技术中历史最悠久,也是最为重要的一种工艺。 几乎所有的高分子材料都可用此方法来成型制品。 考虑到生产效率、制品尺寸、产品使用的特点,目前主要用于: 热固性塑料、橡胶制品、复合材料的成型。 热固性塑料模压成型(压塑模塑)模压成型橡胶的模压成型(模型硫化) 压制成型增强复合材料的模压成型 层压成型复合材料的高压层压成型 (不用模具)复合材料低压成型(接触成型) 热固性塑料的模压成型 将压塑料置于金属模具中的型腔内,然后闭模在加热加压的情况下,使塑料熔融、流动,充满型腔,经适当的放气,经保压后,塑料就充分交联固化为制品。因为热固性塑料经交联固化后,其分子结果变形三维交联的体型结构,所以制品可以趁热脱模。

工艺特点: ?成型工艺及设备成熟,是较老的成型工艺,设备和模具比注射简单。 ?间歇,生产周期长,生产效率低,劳动强度大,难自动化。 ?制品质量好,不会产生内应力或分子取向。 ?能压制较大面积制品,但不能压制形状复杂及厚度较大的制品。 ?制品成型后,可趁热脱模。一、热固性模塑料的压制工艺性能 1、流动性 塑料在受热和受压情况下充满整个模具型腔的能力。流动性即可塑性,对成型加工极为重要,直接影响热固性塑料成型过程中的物理化学行为及制品的质量。 影响流动性的因素: (1) 压模塑料的性能和组成(分子量、颗粒形状、小分子) (2) 模具与成型条件(光洁度、流道形状、预热) 流动性过大过小的后果: 太大:溢出模外,塑料在型腔内填塞不紧,或树脂与填料分头聚集。 太小:难于在压力下充满型腔,造成缺料,不能模压大型、复杂及厚制品。 2、固(硬)化速率 是衡量热固性塑料在压制成型时化学反应(交联)的 速度。 定义:热固性塑料在一定温度下和压力下,从熔解、流动 到交联硬化为制品的过程中,单位厚度的制品所需的时间,以s/min/表示,此值越小,硬化速度越大。 固化速度依赖于: 塑料的交联反应性质,成型时的具体情况:预压、预热、成型温度和压力,固化速度均会提高。

注塑成型工艺流程及工艺参数

创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者:凤呜大王* 注塑成型工艺流程及工艺参数 塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段,这4个阶段直接决定着制品的成型质量,而且这4个阶段是一个完整的连续过程。 1、填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步,时间从模具闭合开始注塑算起,到模具型腔填充到大约95%为止。理论上,填充时间越短,成型效率越高,但是实际中,成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。 高速填充。如图1-2所示,高速填充时剪切率较高,塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形,使整体流动阻力降低;局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段,填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段,由于高速填充,熔体的剪切变稀效果往往很大,而薄壁的冷却作用并不明显,于是速率的效用占了上风。λ 低速填充。如图1-3所示,热传导控制低速填充时,剪切率较低,局部粘度较高,流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢,流动较为缓慢,使热传导效应较为明显,热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象,固化层厚度较厚,又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。λ 由于喷泉流动的原因,在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时,接触面的高分子链互相平行;加上两股熔胶性质各异(在模腔中滞留时间不同,温度、压力也不同),造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察,可以发现有明显的接合线产生,这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观,同时由于微观结构的松散,易造成应力集中,从而使得该部分的强度降低而发生断裂。 一般而言,在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳,因为高温情形下,高分子链活动性较佳,可以互相穿透缠绕,此外高温度区域两股熔体的温度较为接近,熔体的热性质几乎相同,增加了熔接区域的强度;反之在低温区域,熔接强度较差。 2、保压阶段 保压阶段的作用是持续施加压力,压实熔体,增加塑料密度(增密),以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中,由于模腔中已经填满塑料,背压较高。在保压压实过程中,注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动,塑料的流动速度也较为缓慢,这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段,塑料受模壁冷却固化加快,熔体粘度增加也很快,因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期,材料密度持续增大,塑件也逐渐成

压制成型的工艺原理

1、粉料的工艺性质 干压法或半干压法都是采用压力将陶瓷粉料压制烦忧一定形状的坯体。通常将粒径小于1㎜的固体颗粒级成的物料称为粉料,它属于粗分散物系,有一些特殊物理性能。 a.粒度及粒度分布粒度是指粉料的颗粒大小,通常经r表示其半径,d表示其直径。实际上并非所有粉料颗粒都为球状,一般将非球状颗粒的大小用等效半径来表示。即将不规则的颗粒换算成和它同体积的球体,以相当的球体半径作为其粒度的量度。粒度分布是指各种不同大小颗粒所占的百分比。 从生产实践中得知:一定压力下,很细或很粗的粉料被压紧成型的能力较差,亦即在相同压力下坯体的密度和强度相差很大。此外,细粉加压成型时,颗粒间分布着大量空气会沿着加压方向垂直的平面逸出,产生坯体分层。而含有不同粒度的粉料成型后密度和强度均高,这可用粉料的堆积性质来说明。 b.粉料的堆积特性由于粉料的形状不规则,表面粗糙,使堆积起来的粉料颗粒间存在大量空隙。 若采用不同大小的球体堆积,则小球可填充在等径球体的空隙中。因此,采用一定粒度分布的粉粒可减少其孔隙,提高自由堆积的密度。例如,单一粒度的粉料堆积时的最低孔隙率为40%,若用两种粒度(平均粒径比为10:1)配合,则其堆积密度增大,如图5-26所示。AB线表示粗细颗粒混合物的真实体积。CD线表示粗细颗粒未混合前的外观体积(即真实体积与气孔体积之和)。单一颗粒(即纯粗或纯细颗粒)的总体积为1.4,即孔隙率约40%。若将粗细颗粒混合则其外观体积按照COD线变化,即粗颗粒约占70%、细颗粒约占30%的混合粉料其总体积约1.25,孔隙率最低约25%。若采用三级颗粒配合,则可得到更大的堆积密度,图5-27所示为粗颗粒50%、中颗粒10%、细颗粒40%的粉料的孔隙率仅23%。 然而,压制成型粉料的粒度是经过“造粒”工序得到的,由许多小固体组成的粒团,即“假颗粒”。这些粒团比真实固体颗粒大得多。如半干压法生产墙地砖时,泥浆细度为万孔筛筛余1%~2%,即固体颗粒大部分小于60μm。实际压砖时粉料的假颗粒度通过的为0.16~0.24㎜筛网。 c.粉料的拱桥效应(或称桥接)实际粉料颗粒不是理想的球形,加上表面粗糙,结果颗粒互相交错咬合,形成拱桥空间,增大孔隙度,使粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大得多,这种现象就称为拱桥效应。图5-28所示为粉料堆积的拱桥效应示意图。 当粉料颗粒B落在A上进,若粉料B的自重为G,则在接触处产生反作用力,其合力为P,大小与G相等,但方向相反。若颗粒间附着力较小,则P不足以维持B的自重G,便不会开成拱桥,颗粒B落入空隙中。因此,粗大而光滑的颗粒堆积在一起时,孔隙率不会很大。然而,由于细颗粒的自重小,比表面大,颗粒间的附着力大,故易形成拱桥。例如,气流粉碎的Al2O3粉料,颗粒多为不规则的棱角形,自由堆积时的孔隙比球磨后的Al2O3颗粒要大些。 d.粉料的流动性粉料虽然由固体小颗粒组成,但因其分散度较高,具有一定的流动性。当堆积到一定高度后,粉料会向四周流动,始终保持圆锥体,其自然安息角(偏角)α保持不变。当粉料堆的斜度超过其固有的α角时,粉料向四周流泻,直到倾斜角降至α角为止。因此,可用α角来反映粉料的流动性,一般粉料的自然安息角α约为20°~40°。如粉料呈球形,表面光滑,易于向四周流动,α角值就小。 粉料的流动性决定于它的内摩擦力。设P点的颗粒自重为G(如图5-29所示),它可分解为两个力,即沿自然斜面发生的推动力F(F=Gsinα)和垂直斜面的正压力N(N= Gcosα),且当粉料维持安息角α时,颗粒不再流动。这时必然产生与F力大小相等、方向相反的摩擦力f才能维持平衡。F=μN,μ为分类料的内摩擦系数。由此可见,μ=tanα,粉料的流动与其粒度分布、颗粒的形状、大小、表面状态等诸多因素有关。

液压成型机原理结构与应用

液压成型机原理、结构与应用 一、实验目的: 1、了解液压成型机的基本构造及操作方法; 2、了解并掌握液压成型的基本工艺及主要工艺参数; 二、实验概述: 本实验中为Y32型三梁四柱液压机,电器采用可编程控制器,液压系统采用先进的插装阀或滑阀系统控制,实行按钮集中操纵的液压机。其压力、速度和行程可根据工艺需要进行调节,并能完成压制成型和定程成型两种工艺方式。一般四柱液压机可分为:上缸式四柱油压机,下缸式四柱油压。 图1 液压成型机结构

四柱油压机是一种通过专用液压油做为工作介质,液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。通过液压泵作为动力源,靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞,然后油缸/活塞里有几组互相配合的密封件,不同位置的密封都是不同的,但都起到密封的作用,使液压油不能泄露。将油压能转化为机械能油压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。油压装置是由油压泵,油压缸,油压控制阀和油压辅助元件机。液压机的规格一般用公称工作力(千牛)或公称吨位(吨)表示。锻造用液压机多是水压机,吨位较高。为减小设备尺寸,大型锻造水压机常用较高压强(35兆帕左右),有时也采用100兆帕以上的超高压。其他用途的液压机一般采用6~25兆帕的工作压强。油压机的吨位比水压机低。 1、用途 四柱液压机属于锻压机械中的一种,主要作用就是金属加工行业。产品广泛适用于:轻工、航空、船舶、冶金、仪表、电器、不锈钢制品、钢结构建筑及装潢行业,也适用于可塑性材料的压制工艺,如粉末制品成型、塑料制品成型、冷(热)挤压金属成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。四柱液压机具有独立的动力机构和电器系统,采用按钮集中控制,可实现调整、手动及半自动三种操作方式。 2、特点 机器具有独立的动力机构和电气系统,采用按钮集中控制,可实现调整、手动及半自动三种工作方式:机器的工作压力、压制速度,空载快下行和减速的行程和范围,均可根据工艺需要进行调整,并能完成顶出工艺,可带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方式,每种工艺又为定压,定程两种工艺动作供选择,定压成型工艺在压制后具有顶出延时及自动回程。 3、液压机简介(又名:油压机)利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械,种类很多。当然,用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。水压机机产生的总压力较大,常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具,而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。 工作原理:四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。动力机构通常采用油泵作为动力机构,一般为积式油泵。为了满足执行机构运动速度的要求,选用一个油泵或多个油泵。低压(油压小于2.5MP)用齿轮泵;中压(油压小于6.3MP)用叶片泵;高压(油压小于32.0MP)用柱塞泵。各种可塑性材料的压力加工和成形,如不锈钢板钢板的挤压、弯曲、拉伸及金属零件的冷压成形,同时亦可用于粉末制品、砂轮、胶木、树脂热固性制品的压制。设备结构如图1所示。 三、安全操作规程: 1、操作前要穿紧身防护服,袖口扣紧,上衣下摆不能敞开,不得在开动的机床旁穿、脱换衣服,或围布于身上,防止机器绞伤。必须戴好安全帽,辫子应放入帽内,不得穿裙子、拖鞋。 2、四柱液压机操作人员必须熟悉四柱液压机主要结构、性能和使用方法。 四、使用方法: 1、四柱液压机操作者必须经过培训,掌握设备性能和操作技术后,才能独立作业。 2、作业前,应先清理模具上的各种杂物,擦净液压机杆上任何污物。 3、液压机安装模具必须在断电情况下进行,禁止碰撞启动按钮、手柄和用脚踏在脚踏开关上。 4、装好上下模具对中,调整好模具间隙,不允许单边偏离中心,确认固定好后模具再试压。 5、液压机工作前首先启动设备空转5分钟,同时检查油箱油位是否足够、油泵声否正常、液压单元及管道、接头、活塞是否有泄露现象。

塑料挤出成形、压缩成形及压注成形工艺 教案

《模具工程技术基础》电子教案[8] [课题编号] 1-3③ [课题名称] 塑料挤出成形、压缩成形及压注成形工艺 [教材版本] 任建伟主编、中等职业教育国家规划教材—模具工程技术基础,北京:高等教育出版社,2002。 [教学目标与要求] 一、知识目标 1、掌握塑料挤出成形工艺的种类、工作原理; 2、掌握挤出成形设备的组成及管材挤出成形的工艺条件 3、了解压缩成形原理和过程; 4、了解压注成形原理和过程; 5、了解压缩成形与压注成形的工艺条件。 二、能力目标 1、能正确区分塑料的注射成形、挤出成形、压缩成形、压注成形; 2、对注射成形、挤出成形、压缩成形、压注成形的设备有所了解。 [教学重点] 1、塑料挤出成形工艺的原理及设备; 2、压缩成形及压注成形的原理。 [分析学生] 在对注射成形有一定的了解后,对塑料挤出成形、压缩成形、压注成形会较快了解。 [教学思路设计] 联系实际,运用动画、图片演示等教学法,将深奥的原理通俗化,便于学生理解。 [教学资源] 相关制件、动画、图片等。 [教学安排] 2课时 教学策略:主要利用动画演示,创设教学情景,启发学生思考与分析。 [教学过程] ※复习: 1、塑料注射成形工艺的原理是什么?注射成形过程一般包含哪些环节? 2、塑料的特种注射成形工艺有哪些?它们与热塑性塑料普通注射成形工艺的差别是什么? ※导入新课:展示挤出成形图片,引出什么是挤出成形。

新课内容: 一、塑料挤出成形 挤出成形主要用于生产热塑性塑料型材、薄膜、中空制品等塑料制品。 1、挤出成形工艺的分类 挤出成形工艺分为型材挤出成形、薄膜挤出吹塑成形和中空制品挤出吹塑成形。 (1)型材挤出成形 ※按图1-45讲解:挤出机螺杆连续转动,料斗中的塑料进入料筒后沿螺旋槽向前输送,并在料筒外电加热器的加热和自身剪切摩擦热的作用下塑化成熔体流入料筒前端,再经过滤网和多孔板进入挤出模。熔体在流经挤出模囗部的环形缝隙时被挤压成管状,紧接着进入定型装置(定径套)冷却定型,然后再进入冷却水槽中进一步冷却。充分冷却的管子由可调节牵引速度的牵引装置匀速拉出,经切割装置按规定的长度切断,即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材。 (2)薄膜挤出吹塑成形 ※按图1-46讲解:挤出机输送的熔融塑料流经挤出模口部缝隙时被挤成圆筒形的薄壁管坯,从挤出模下方的进气口向管坯内充入压缩空气,使管坯横向吹胀成膜管。膜管由牵引辊连续地进行纵向牵拉,在经冷却风环时受到压缩空气的冷却作用而定型。充分冷却的膜管被导辊压成双折薄膜,通过牵引辊以恒定的线速度进入卷取装置。充入膜管的压缩空气量(压力)应保持恒定,以保证薄膜的厚度和宽度保持不变。 (3)中空制品挤出吹塑成形 ※按图1-46及动画讲解:将挤出机挤出的半熔融状态的塑料管坯趁热置于模具中并立即在管坯中通入压缩空气将其吹胀,使其紧贴于模腔壁上成形,冷却起膜后即得中空制品。 2、挤出成形设备 ※引导学生再次观察图1-45分析挤出成形设备的组成。 挤出成形设备包括主机和辅机两个组成部分。 (1)主机即挤出机,它的作用是完成塑料的加料、塑化和输送工作。挤出工艺最基本和最常用的是单螺杆挤出机。 (2)辅机的作用是将由挤出模挤出的、已获得初步形状和尺寸的连续塑料体进行定型,使其形状和尺寸固定下来,再经切割加工等工序,最终成为可供应用的塑料型材或其他塑料制品。挤出成形不同品种的塑料制品需要应用不同种类的挤出辅机,常用的挤出辅机有挤管辅机、挤板辅机、薄膜吹塑辅机等。不同种类的挤出辅机在配置和结构上都有很大的差别,但一般均由定型、冷却、牵引、切割、卷取(或堆放)等五个环节组成。 3、管材挤出成形工艺条件 (1)温度 管材挤出成形需要控制的温度有料筒温度和模具温度。

陶瓷凝胶注模成型

凝胶注模成型工艺研究 夏XX (天津大学材料科学与工程学院,教育部先进陶瓷与加工重点实验室, 天津300072) 摘要:凝胶注模成型是一种优于传统成型工艺的先进陶瓷成型方法,为净尺寸高性能复杂形状陶瓷的制备提供了有效的技术途径。本文对陶瓷凝胶注模成型的原理、工艺、成型体系、特点等进行了简单的概论介绍,综述了目前凝胶注模成型的研究现状、存在的问题和应用情况并展望了发展趋势。 关键词:凝胶注模;研究现状;问题与展望 Study on the gel-casting XIAXX (Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology, M inistry of Education, college of Material Science and Engineering, Tia njin University, Tianjin 300072, Tianji n, China) Abstract: Gel-casting process is an advanced manufacturing technology

for ceramic forming, which is superior to the traditional one, and has provided an effective approach to prepare high performance net size ceramics with complicated shapes. The principles,procedures,forming system and character of gel-casting are simply discussed in this paper, moreover, the present research process,problems as well as applications are also included. Finally, the tendency of this technology is forecasted in a dialectical way. Key words: gel-casting; present research; problems and prospects 1.引言 随着当代科学技术的发展,国防、工业等技术领域对结构材料的要求越来越高,耐高温、耐腐蚀、高硬度和综合力学性能好的结构材料的开发和研究已经变得十分重要。但陶瓷材料烧结后很难进行机加工,人们一直在寻求复杂形状陶瓷元件的净尺寸成型方法,这已成为保证陶瓷元件质量和获得具有实际应用价值材料的关键环节[1]。 陶瓷材料的成型方法[2],一般可分为干法和湿法两大类。二者相比而言,湿法成型具有工艺简单、成型坯体组分均匀、缺陷少、易于成型复杂形状零件等优点,实用性较强。但传统的湿法成型技术都存在一些问题,如注浆成型是靠石膏模吸水来实现的,造成坯体密度梯度分布和不均匀变形,并且坯体强度低,易于损坏;热压铸或注射成型需加入质量分数高达20%的蜡或有机物,造成脱脂过程繁琐,粘合剂的熔化或蒸发使坯体的强度降低,易形成缺陷甚至倒塌;等静压成型

材料成型工艺

. 问答题 1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造,哪一种方法制得的吊钩承载能力大?为什么? 2、什么是合金的流动性及充形能力,决定充形能力的主要因数是什么? 3、铸造应力产生的主要原因是什么?有何危害?消除铸造应力的方法有哪些? 4.试讨论什么是合金的流动性及充形能力? 5. 分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围. 6.液态金属的凝固特点有那些,其和铸件的结构之间有何相联关系? 7.什么是合金的流动性及充形能力,提高充形能力的因素有那些? 8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点?他们各有何应用局限性? 9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点,二者各有何适用范围? 10. 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? 11. 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? 12. 手工造型、机器造型各有哪些优缺点?适用条件是什么? 13.从铁-渗碳体相图分析,什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14. 铸件的缩孔和缩松是怎么形成的?可采用什么措施防止? 15. 什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属?其铸件结构有何特点? 16. 何谓冒口,其主要作用是什么?何谓激冷物,其主要作用是什么? 17. 何谓铸造?它有何特点? 18. 既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力,但为什么又要防止浇注温度过高? 19.金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性? 20..冷变形和热变形各有何特点?它们的应用范围如何? 21. 提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么?为何选择? 22. 金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象?为什么? 23. 纤维组织是怎样形成的?它的存在有何利弊? 24.许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序? 25. 模锻时,如何合理确定分模面的位置? 26. 模锻与自由锻有何区别? . . 27.板料冲压有哪些特点?主要的冲压工序有哪些? 28. 间隙对冲裁件断面质量有何影响?间隙过小会对冲裁产生什么影响? 29. 分析冲裁模与拉深模、弯曲模的凸、凹模有何区别? 30. 何谓超塑性?超塑性成形有何特点? 31、落料与冲孔的主要区别是什么?体现在模具上的区别是什么? 32、比较落料或冲孔与拉深过程凹、凸模结构及间隙Z有何不同?为什么?

压缩、压注成型原理与工艺

湖南工业高级技工学校教案

压缩成型原理与工艺 一、压缩成型原理和特点 1.压缩模塑原理 压缩模塑——又称为模压成型或压制。主要用于热固性塑料的成型,也可以用于热塑性塑料的成型。 2.压缩模塑特点 ⑴塑料直接加入型腔,加料腔是型腔的延伸。 ⑵模具是在塑件最终成型时才完全闭合 ⑶压力通过凸模直接传给塑料 有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物、不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件 ⑷操作简单,模具结构简单。 没有浇注系统,料耗少;可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件;塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。 ⑸生产周期长、效率低

二、压缩模塑工艺过程 1. 模压前的准备 ⑴预压 ①预压方法:为方便操作和提高塑件的质量,先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。 ②采用预压锭料的优点: 加料快而准确 降低压缩率,减小压料腔尺寸,空气含量少,不仅传热快且气泡少。 锭料与塑件形状类似,便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。 可提高预热温度,缩短预热和固化时间。 避免加料过程粉尘飞扬,改善劳动条件。 生产过程复杂,实际生产中一般不进行预压。 ③对压塑粉的要求: 颗粒最好大小相间、压缩率(塑料/锭料)宜为3.0左右、含有润滑剂 ④预压条件: 温度:室温或50~90℃预压 压力:压力范围40~200MPa 原则:锭料的密度达到塑件最大密度的80% ⑵预热和干燥 塑料成型前加热的目的: 去除水分和挥发物(干燥) 为压缩模提供热塑料(预热) 塑料成型前加热的方法: 热板预热烘箱预热 红外线预热高频加热 ⑶嵌件的安放 嵌件:作为塑件中导电部分或使塑件与其它零件相连接的零件。 用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等 大嵌件在模具装上压机后要先预热、嵌件的安放要求位置正确、平稳

氧化铝陶瓷凝胶注模成型

氧化铝陶瓷凝胶注模成型 摘要: 随着现代陶瓷材料制备工艺与技术的不断创新,其在宇航、电子、精密仪器、汽车等领域的应用日益广泛。对陶瓷材料的要求除了其特有的使用性能外,尺寸精度要求也显得十分重要。陶瓷材料的硬度高、耐磨性好是其突出的优异性能之一,但同时也带来陶瓷材料烧结后很难进行机加工,复杂形状的陶瓷制品这一问题则更为突出,既影响生产效率又增加生产成本,故人们一直在寻找新的陶瓷成型方法。凝胶注模成型工艺是九十年代以来出现的一种新的胶态成型技术,是美国橡树岭国家实验室Mark A J anney 教授等人首先发明的。它是传统注浆工艺与有机高聚物的完美结合,它将高分子化学单体聚合的方法灵活地引入到陶瓷的成型工艺中,通过制备低粘度高固相体积分数的浓悬浮体,可净尺寸成型复杂形状的陶瓷部件,从而获得高密度、高强度、均匀性好的陶瓷坯体[1 - 3 ] 。这一方法诞生以来即刻受到陶瓷材料科技工作者的广泛关注,围绕这一思路,人们不断进行研究和探索,完善和改进工艺[4 - 8 ] 。凝胶注模成型工艺的关键之处是制备高固相体积分数而流动性良好的浆料,本研究探讨了陶瓷凝胶注模成型的机理和特点,研究了固相体积含量、p H 值、分散剂等对制备低粘度、高固相体积含量的氧化铝陶瓷悬浮液的影响。实验结果表明,固相体积分数为55 % ,浆料的粘度可以满足注模的需要时坯体抗弯强度可达30MPa 。控制p H 值为9 左右,加入8 %(质量分数) 的PMAA2NH4 分散剂,可制得粘度低、流动性好适宜于复杂形状制品注模的陶瓷浆料。 1 凝胶注模成型机理及特点 凝胶注模成型是采用由高分子网络产生聚合作用使陶瓷颗粒聚集在一起而形成陶瓷坯体的一种成型方法。通过在高固相体积含量的陶瓷粉末悬浮液中加入可聚合有机单体,在引发剂和催化剂的作用下,陶瓷浆料浇注后有机单体发生原位聚合反应,不久聚合凝固成陶瓷坯体[9 ] 。凝胶注模成型是一种实用性很强的技术,它具有以下几个显著特点: (1)适用于不水解或不与水作用的陶瓷粉体,可成型各种复杂形状和尺寸的陶瓷

陶瓷凝胶注模成型工艺的研究进展

李承亮:男,1982年生 ,硕士研究生 Tel :010********* E 2mail :lifg 2c105@https://www.wendangku.net/doc/a810334746.html, 陶瓷凝胶注模成型工艺的研究进展 李承亮,赵兴宇,郭文利,梁彤祥 (清华大学核能与新能源技术研究院,北京102201) 摘要 以陶瓷材料的注凝成型体系为研究对象,综述了陶瓷注凝成型工艺的研究进展,介绍了陶瓷凝胶注模成 型(Gelcasting )工艺的基本原理、工艺流程及影响因素,并对工艺要求和特点进行了较为详尽的介绍,指出了注凝成型工艺中依然存在的问题,探讨了几种改进型凝胶注模成型工艺,最后展望了其未来的发展前景及需要注意的问题。 关键词 凝胶注模成型 近净尺寸 凝固技术 R esearch Progess in Ceramic G elcasting Process L I Chengliang ,ZHAO Xingyu ,GUO Wenli ,L IAN G Tongxiang (Institute of Nuclear and New Energy Technology ,Tsinghua University ,Beijing 102201) Abstract In this paper ,the research and development of ceramics gel casting are mainly discussed.The prin 2 ciple and method of gel casting ,including reaction mechanism ,process parameters ,feasibility and the foreground of the process are briefly reviewed.Some new gelcasting techniques are reviewed as well.The developing prospect of gelcast 2ing is forecasted and some problems that should be paid attention to and solved in gelcasting process are also discussed. K ey w ords gelcasting ,near net 2shape ,forming technique   0 引言 目前,高性能陶瓷材料的发展方向除了改善其固有的脆性 外,主要体现在提高材料的可靠性、复杂形状部件的制备以及降低制备成本等方面[1,2]。这些问题已成为制约高性能陶瓷材料得到进一步应用的关键性问题。高性能陶瓷材料在实际应用中都要求具有一定的形状和尺寸精度,尤其随着陶瓷材料应用领域的不断拓宽以及科学技术的发展,各行业对所使用的陶瓷材料部件的形状、尺寸及精度提出了更高的要求,主要体现在对所使用的陶瓷部件要求具有大尺寸、高精度和复杂形状。陶瓷材料在成型干燥、烧结过程中不可避免地存在坯体尺寸收缩现象。传统胶态成型工艺所制备的坯体在干燥过程中收缩通常较大,从而造成坯体在干燥过程中发生变形、开裂等问题,因而成品率降低、成本增加;并且由于成型坯体的强度一般较低,在脱模过程中坯体容易损坏,特别对于大尺寸、复杂形状的成型坯体有时甚至无法脱模。另外,陶瓷材料具有的高硬度、高耐磨性使得陶瓷材料的后续加工比较困难,加工成本较为昂贵,占总成本的 1/3~2/3,对于复杂形状的制品,加工问题显得尤为棘手。解决 以上问题的主要途径是实现复杂形状样品的近净尺寸成型,减小后加工量以至达到不需加工。 陶瓷材料的可靠性与陶瓷材料制备过程中出现或存在的缺陷密切相关,素坯中存在的缺陷在后续的烧结过程中不仅无法消除甚至会得到放大,从而影响陶瓷材料的性能,降低产品的成品率,增加陶瓷材料的制造成本[3,4]。 综上所述,提高陶瓷材料的可靠性、降低制备成本及复杂形状部件的制备都与陶瓷材料的制备工艺尤其是成型工艺密切相关,发展先进的成型工艺是解决以上问题的关键所在。 传统的陶瓷材料成型工艺如干压、等静压等容易在成型坯体中引入气孔、裂纹、分层、密度不均匀等缺陷,导致产品的可靠性降低;注浆成型存在成型周期长达数十小时、干燥收缩大、素坯强度低、素坯密度分布不均匀、成品率低以及烧成变形大、尺寸精度低等缺点,不利于复杂形状样品的制备;注射成型工艺由于有机物含量较高,排脂时间较长且在排脂过程中容易形成缺陷,成品率较低,同时必须配备昂贵的设备,考虑到成本太高,难以普及[5,6]。各种胶态成型工艺的工艺特点见表1。 随着材料学与高分子化学、胶体化学、生物酶化学、计算机学、微电子学等学科的相互渗透,新型的成型技术得到蓬勃发展,从而为各种精密零部件的制备提供了更多、更有效的工艺手段。其中先进胶态成型工艺可以实现颗粒的良好分散、能有效消除颗粒的团聚,制备均匀且高密度的坯体。同时,这些胶态成型方法可实现近净尺寸成型各种复杂形状部件,且工艺过程短,烧结体的气孔率低,精度高,所需设备少,过程可靠,成本低,因而倍受关注,得到了迅速发展。 1991年美国橡树岭国家重点实验室(Oak Ridge National Laboratory )的Mark A.J anney 和O.matete 教授等提出了凝胶注模成型技术(G elcasting )[7,8],首次将传统陶瓷工艺与聚合物化学有机地结合起来,开创了在陶瓷成型工艺中利用高分子单体聚合交联反应进行成型的技术的先锋。由于该工艺简单,成型坯体均匀性好、强度高易于深加工、烧结性能优异、收缩小、所用添加剂可全部是有机物且含量很少,烧结后不会残留杂质等,被认为是制备大尺寸、复杂形状坯体的一种有效方法。近年来该工艺已逐步应用于制备各种结构陶瓷、功能陶瓷及陶瓷基复合材料等各种陶瓷材料体系的成型,目前,随着技术的不断改进,凝胶注模工艺也日臻完善并成为现代陶瓷材料一种重要的成型方法。

高分子材料工艺-压制成型

高分子材料加工工艺 第十章二次成型 教学目的:掌握二次成型的定义,二次成型与一次成型的差异,二次成型的原理,常见的二次成型工艺;中空吹塑及工艺分类;拉幅薄膜成型及特点;热成型特点及基本分类。 重点内容:二次成型的特点及成型原理;常见二次成型工艺。 难点内容:二次成型的工艺原理;常见二次成型工艺的工艺特点。 熟悉内容:二次成型的分类及在各行业中的应用。 主要英文词汇: forming---二次成型 hollow blow molding---中空吹塑 tentering forming---拉幅薄膜成型 stretch forming,draw forming---拉伸成型 thermoforming---热成型 参考教材或资料: 1、《高分子材料成型加工》,周达飞,唐颂超主编,中国轻工业出版社,2005年第2版。 2、《橡胶及塑料加工工艺》,张海,赵素合主编,化学工业出版社,1997年第1版。 3、《高分子材料加工工艺》讲义,青岛科技大学印刷厂,2000年。 二次成型是指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工,以获得制品的最终型样的技术。 二次成型是相对于一次成型而言的。有些高分子材料制品由于技术上和经济上的原因,不能够或不适于经过一次成型即取得制品的最终形状,因而需要以一次成型技术的产物为对象,经过再次成型来获得最终制品。 二次成型技术与一次成型技术相比,除成型对象不同外,二者的主要区别在

于:一次成型是通过材料的流动或塑性形变而成型,成型过程中伴随着聚合物的状态或相态转变,而二次成型是在低子聚合物流动温度或熔融温度的“半熔融”类橡胶态下进行的,一般是通过粘弹形变来实现材料型村或坯件的再成型。 在高分子材料中,橡胶和热固性塑料经一次成型以后,发生了交联反应,其分子结构变成网状或体型结构,遇热不再熔融,也不溶于溶剂。如果加热温度过高,只能炭化。因此,橡胶和热固性塑料是不适于二次成型的。 热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动,冷却后获得一定的形状,其分子结构设有变化,再加热理论上又可再软化乃至熔融流动,所以二次成型仅适用于热塑性塑料。目前二次成型技术主要包括:中空吹塑成型、薄膜的双向拉伸、热成型以及合成纤维的拉伸。 第一节 二次成型原理 一、聚合物的物理状态 聚合物在不同的温度下分别表现为玻璃态(或结晶态)、高弹态和粘流态三种物理状态。在一定的相对分子质量范围内,温度和相对分子质量对非晶型和部分结晶型聚合物物理状态转变的关系如图所示。 非晶型聚合物在玻璃化温度T g 以上呈类橡胶状,显示出橡胶的高弹性,在粘流温度T f 以上呈粘性液体状;部分结晶型聚合物在T g 以下呈硬性结晶状,在T g 以上呈韧性结晶状,在接近熔点T m 转变为具有高弹性的类橡胶状,高于T m 则呈粘性液体状。 聚合物在T g T f(m)间,既表现液体的性质又显示固体的性质。塑料的二次成型加工就是在材料的类橡胶态下进行的,因此在成型过程中塑料既具有粘性又具有弹性,在类橡胶态下,聚合物的模量要比玻璃态下时低,形变值大,但由于有弹性性质,聚合物仍具有抵抗形变和恢复形变的能力,要产生不可逆形变必须有较大外力作用。

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