BMC模塑料的压制成型原理及其

BMC模塑料的压制成型原理及其工艺过程与其他热固性塑料基本上是相同的。在压制时，将一定量的BMC模塑料放入预热的压模中，经加压、加热固化成型为所需的制品。

1、BMC模压成型工艺特点

①浪费料量少，通常只占总用料量的2%-5%，实际的物料损耗量还取决于所成型制品的形状、尺寸及复杂程度。

②在成型过程中，BMC模塑料虽然是含有大量的玻璃纤维，但是却不会产生纤维的强烈取向，故制品的均匀性、致密性较高，而残余的内应力也较小。

③在加工过程中，由于填料和纤维很少断裂，故可以保持较高的力学性能和电性能。

④在压制时由于其流动长度相对来说较短，故模腔的磨蚀也不严重，模具的保养成本也较低。

⑤与注射成型相比，其所采用的成型设备、模具等的投资成本较低，因此整个制品的成型成本也较低。

2.压制成型工艺过程

压制成型时，是将一定量的准备好的BMC模塑料放进已经预热的钢制压模中，然后以一定的速度闭合模具；BMC模塑料在压力下流动，并充满整个模腔；在所需要的温度、压力下保持一定的时间，待其完成了物理和化学作用过程而固化、定型并达到最佳性能时开启模具，取出制品。

BMC模塑料压制成型过程如图3.16所示。

3.压制成型前的准备工作

作为湿式预混料的BMC模塑料含有挥发性的活性单体，在使用前不要将其包装物过早拆除，否则，这些活性单体会从BMC物料中挥发出来，使物料的流动性下降，甚至造成性能下降以致报废。当然，对于已拆包而未用完的BMC模塑料，则一定要重新将其密封包装好，以便下次压制之用。

①投料量的计算和称量

一般来说，首先是要知道所压制制品的体积和密度，再加上毛刺、飞边等的损耗，然后进行投料量的计算。装料量的准确计算，对于保证制品几何尺寸的精确，防止出现缺料或由于物料过量而造成废品及材料的浪费等，都有十分直接的关系，特别是对于BMC这种成型后不可回收的热固性复合材料来说，对于节省材料、降低成本，更具有重要的实际意义。

实际上，由于模压制品的形状和结构比较复杂，其体积的计算既繁复亦不一定精确，因此装料量往往都是采用估算的方法。对于自动操作的机台，其加料量可控制在总用料量的土1. 5％以内，而达到5％或超过此数量时，则肯定会在模具的合模面上出现飞边。这薄薄的一层超量的物料在加热状态的高模温作用下，会迅速地固化而形成飞边。

估算装料量的方法有许多。如有所谓“形状、尺寸简单估算法”、“密度比较法”和“注型比较法”等。

用上述方法估算出基本的装料量后，并进行几次的试压，就可以比较准确地得出BMC 模塑料压制成型的装投料量。

②模具的预热

BMC模塑料是热固性增强塑料的一种，对于热固性塑料来说，在进行成型之前首先应将模具预热至所需要的温度，此实际温度与所压制的BMC模塑料的种类、配方、制品的形状及壁厚、所用成型设备和操作环境等都有关系。应注意的是，在模温未达设定值并均匀时，不要向模腔中投料。

③嵌件的安放

为了提高模压制品连接部位的强度或使其能构成导电通路等目的，往往需要在制品中安放嵌件。当需要设置嵌件时，则在装料、压制前应先将所用的嵌件在模腔中安放好。嵌件应符合设计要求，如果是金属嵌件，在使用前还需要进行清洗。对于较大的金属嵌件，在安放之前还需要对其进行加温预热，以防止由于物料与金属之间的收缩差异太大而造成破裂等缺陷。

在同一模腔中，如安放有不同类型、不同规格的嵌件，还应认真的检查嵌件的安放情况。嵌件的错位不但会产生废品，更严重的是有可能损坏型腔。总之嵌件应安放到位、准确并紧固可靠。

④脱模剂的涂刷

对于BMC模塑料的压制成型来说，由于在其配制时已在组分中加有足够的内脱模剂，再加上开模后制件会冷却收缩而较易取出，因此一般不需再涂刷外脱模剂。然而，由于BMC 物料具有很好的流动性，模压时有可能渗入到构成型腔的成型零件连接面的间隙里，而使脱模困难，故对新制造或长期使用的模具，在合模前或在清模后，给模腔涂刷一些外脱模剂也是有好处的。所用的外脱模剂一般是石蜡或硬脂酸锌。

⑤装模

在BMC模塑料的压制成型中，装模操作是否得当、合理是很值得注意的，这不但会影响物料压制时在模腔中的流动，亦会影响到制品的质量，特别是对于形状和结构都比较复杂的制品的成型。因此，如何将BMC模塑料合理地投放到压模中，是一个十分重要的问题。

在大多数情况下，是用人工将压实而且质量与制品相近的整块（团）BMc物料投放到压模型腔的中心位置上。但有时，也可以特地将物料投放到在压制时可能会出现滞留的地方，如凸台、型芯和凹槽这些地方。最不好的方法是将BMC模塑料分成若干块而投放到模腔中，因在压制中，当分成块的物料流到会合点时可能会出现熔接线，使制品在此处出现强度的“薄弱环节”，如图3.17（b）所示。

一般来说，装模操作时还应考虑以下几个问题。

△所投放的BMC模塑料的温度一般应在15℃以上。

△应根据压制时能获得最短的流动路径来选择投放物料的位置，最好是保证物料能同时到达模腔的各个角落：对于有可能出现物料滞留或“死角”的地方，可预先在该处投放物料。

△应尽可能使投放的物料均匀分布。

△因通用BMC模压料在150℃时所需的固化时间还不到lmin/mm,因此投料应迅速。如使用手工称量物料，由于速度较慢而不利于生产效率的提高，因此，在压制较小的制品时，最好是采用有共用加料室的模具。

△对于形状比较复杂的制品，可先将物料预压成与制品相似的坯块，这样可以避免压制出的制品在凸出的部位上出现缺料或产生熔接线等问题。

△为便于投料和贮存，在配制BMC模塑料时，一般都把其挤压成条状或团块状。切忌将物料松散的投满模腔，这不利于压制时顺利的将气体排出、减少制品起泡。如用条状料进行模压时，应采用垂直加料的方式，这可得到各个方向都具有相同强度和收缩均匀的模压制品。

4.压制

(1)闭模、加压加热和固化

当完成向模腔内投料以后，则进行闭模压制。由于BMC模压料的固化速度非常快，而且为了缩短成型周期，防止物料出现过早固化（局部的过早固化会影响到压制物料的流动），在阳模未触及物料前，应尽量加快闭模速度；而当模具闭合到与物料接触时为避免出现高压对物料和嵌件等的冲击，并能更充分的排除模腔中的空气，此时应放慢闭模速度。

(2)开模及脱模（顶出制品）

当制品完全固化后，为减少成型周期，应马上开模并脱出制品。如果制品的形状比较简单，而且模具的脱模斜度、模腔的表面光亮度等都比较合适，则制品的脱模不会有什莫困难。对于形状比较复杂的制品，脱模的难度有可能提高。

5.制品的后处理及模具的清理

(1)制品的后处理

BMc模塑料的成型收缩率很小，制品因收缩而产生翘曲的情况并不严重。对于有些制品如出现有上述现象，可采取将其置于烘箱中进行缓慢冷却的方法来消除。

(2)制品的修整

由于BMc模压制品往往都会产生一些飞边与其连在一起，需要将其除去。飞边的最大厚度应该限制在0. lmm的范围内。如果飞边的厚度太大，则不但除去困难，而且物料浪费也太大，成本也会大大提高。如果时间允许的话，操作者可以在闭模固化的间隔时间里用挫刀片、修饰砂带、压入棒等工具将制品上的飞边和孔洞等进行清理。小的制品通常都用滚轮磨边机来清除飞边。

(3)模具的清理

制品脱出后，应认真的清理模具。首先应把残留在模具中的BMC碎屑、飞边等杂物全部清理干净，特别是应将渗入到模腔结合面各处间隙中的物料彻底清除，否则不但会影响到制品的表面质量，而且还有可能会影响到模具的开合和排气。

清理模具一般要采用压缩空气、毛刷和铜质的非铁工具，目的是在清理时不会损伤模腔表面。模具清理后对于容易出现粘模的地方可涂刷一定量的脱模剂，然后再仔细的检查模腔内是否还有其他外来物存在，当做完上述工作后，即可进入下一个工序。

6.压制成型工艺条件

与一般的热固性模塑料一样，BMC模塑料的压制成型条件包括：成型压力、成型温度、固化时间等参数。

(1)成型压力

BMC模塑料由于具有良好的流动性，因此在模压时不需要很高的压力就可以使其充满整个模腔。对于同一种组分的BMC模塑料来说，其成型压力主要是根据制品的复杂程度、制品的性质和其他成型工艺条件开选定的。例如，在压制一些形状简单的制品时，5MPa的压力就足够了；对于设有凸台或有盲孔的形状较为复杂的制品，则可能要用高一些的压力。

模具的类型对压力的选择也有影响，溢式压模比半溢式的压模使用的压力小些，而不溢式压模（很少用于BMC的压制）所使用的压力则要大些，甚至高几倍。另外，对压制成型表面质量要求高的制品，也要使用比较高的成型压力。

对于大多数的BMC模压制品来说，3. 5-7. OMPa压力已经足够了；但对于不溢式压模和表面要求比较高的制品，有时可能要用到14MPa的成型压力。

(2)成型温度

BMC模塑料的压制成型温度是十分重要的工艺参数。成型温度的高低与物料的类型、配方（组分）、所使用的成型压力、制品的复杂程度及壁厚、收缩的控制、流动条件以及有无预热等都有关。

温度高，固化速度快，生产效率高；而要想获得好的表面质量，则要用较低的温度，特别是对有些要求用慢速闭模的成型制品。但温度低、物料流动时间长，会使压制成型过程放慢。为防止制品表面出现开裂，对一些深型腔、形状复杂而壁薄的制品，则需要采用低温的成型条件。

一般来说，上下模具通常是采用相同的温度，但有时为了方便脱出制品，或是为了脱模的需要而选择性地使其出现粘模，则应使两半模的温度有所差别。一般来说，希望制品能留在其上的该半模的温度应低约5-15℃。

(3)固化时间

所有级别的BMC模塑料在压制成型时其固化速度都是很快的，但也会有一些不同，如用黑颜色的BMC模塑料成型时明显要比一般颜色的产品固化得慢，如图3.18所示。图中(a)表示浅色的制品在不同的厚度下的固化时间；而(b)则是表示加了炭黑（黑色）而不同厚度的制品的固化时间。对图中数据进行比较可以看出，对于厚度、成型温度相同的制品，黑颜色所需的固化时间要多一些。

如果是根据制品的厚度来选定固化时间的话，一般来说，制品的壁厚为3mm时，固化时间约为3min；厚度为6mm时约4-6min; 12mm厚时约为6一l0min。

(4)合模速度

由于BMC模塑料具有快速固化的特性，因此，在向模腔投放物料后可以马上进行快速合模成型。一般来说，整个合模过程应在50秒内完成。闭模速度过慢，模腔中的物料有可能会发生局部的胶凝固化，这种现象在制品截面较薄处会较为明显的出现；若闭模速度过快，除了会使物料出现组分分离的趋向外，有时也会出现排气补畅、夹气甚至有焦痕等缺陷。

过高的成型温度和过慢的合模速度都会引起BMC模塑料的组分分离。因为在高温下树脂的硬度过低，在合模加压时，树脂会离析出来，并跑在（流向）填料和玻璃纤维的前面。当玻璃纤维的含量少于25%时，则要用较低的合模速度，才会获得较好的制品质量。对于壁厚大于4.8mm得知品，采用较低的合模速度才能获得质地致密均匀的制品，对于较厚的制品，为获得更为均匀的固化速度，可以降低成型温度。

材料成型原理题库

陶瓷大学材料成型原理题库 热传导：在连续介质内部或相互接触的物体之间不发生相对位移而仅依靠分子及自由电子等微观粒子的热运动来传递热量。 热对流：流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程 热辐射：是物质由于本身温度的原因激发产生电磁波而被另一低温物体吸收后,又重新全部或部分地转变为热能的过程。 均质形核：晶核在一个体系内均匀地分布 凝固：物质由液相转变为固相的过程 过冷度：所谓过冷度是指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值 成分过冷：这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷，称为成分过冷 偏析：合金在凝固过程中发生化学成分不均匀现象 残余应力：是消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力 定向凝固原则：定向凝固原则是采取各种措施，保证铸件结构上各部分按距离冒口的距离由远及近，朝冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。 屈服准则：是塑性力学基本方程之一，是判断材料从弹性进入塑性状态的判据 简单加载;在加载过程中各个应力分量按同一比例增加，应力主轴方向固定不变 滑移线：塑性变形金属表面所呈现的由滑移所形成的条纹 本构关系;应力与应变之间的关系 弥散强化：指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段 最小阻力定律：塑性变形体内有可能沿不同方向流动的质点只选择阻力最小方向流动的规律 边界摩擦：单分子膜润滑状态下的摩擦 变质处理：在液态金属中添加少量的物质，以改善晶粒形核绿的工艺 孕育处理;抑制柱状晶生长，达到细化晶粒，改善宏观组织的工艺 真实应力：单向拉伸或压缩时作用在试样瞬时横截面上是实际应力 热塑性变形:金属再结晶温度以上的变形 塑性：指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力 塑性加工：使金属在外力作用下产生塑性变形并获得所需形状的一种加工工艺 相变应力：金属在凝固后冷却过程中产生相变而带来的0应力 变形抗力：反应材料抵抗变形的能力 超塑性: 材料在一定内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变应力，异常高的流变性能的现象

材料成型工艺

材料成型工艺 （Material Molding Process） 课程代码：（07310060） 学分：6 学时：90（其中：讲课学时78：实验学时：12） 先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础 适用专业与培养计划：材料成型及控制工程专业2012年修订版培养计划 教材：《金属材料液态成型工艺》、贾志宏主编、化学工业出版社、第一版； 《金属材料焊接工艺》、雷玉成主编、化学工业出版社、第一版； 《冲压工艺与模具设计》、姜奎华主编、机械工业出版社、第一版开课学院：材料科学与工程学院 课程网站：（选填） 一、课程性质与教学目标 （一）课程性质与任务（需说明课程对人才培养方面的贡献） 《材料成型工艺》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一。该课程主要任务是学习液态成型、塑性成型及焊接成型的工艺原理、方法、特点、质量影响因素及其规律、质量控制、适用范围等。学习过程中侧重于实际经验、工程技术及其理论知识的综合应用。通过系统学习，在掌握成型工艺过程基本规律及其物理本质的基础上，学生能够根据不同的零件需求，灵活选择和全面分析成型工艺、完成合理的工艺设计；同时，针对成型过程中出现的质量问题进行科学分析，找到解决措施，消除和减少工件质量缺陷； 本课程以数学、物理、化学、物理化学、力学、金属学与热处理、材料成型原理等作为理论基础，主要应用物理冶金、化学冶金、成形力学理论，系统阐述金属材料成型工艺过程的相关现象及其影响因素、规律、形成机制；同时，还汇总了大量的工程技术经验和实用技术。 通过本课程的学习，可以为材料成型工艺课程设计、金属综合性实验、毕业设计等后续课程学习奠定必要的基础知识。 （二）课程目标（需包括知识、能力与素质方面的内容，可以分项写，也可以合并写） 1. 掌握铸造成型、冲压成型和焊接成型工艺过程所涉及的主要物理原理； 2. 掌握各种成型方法的工艺特点及应用范围，能够根据实际产品需要选择高效、优质低成本的成型工艺方法；

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）。

各种常见塑料的成型工艺应用

各种常见塑料的成型工艺应用 应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。注塑模工艺条件:干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210~280℃；建议温度：245℃。模具温度：25…70℃。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：500~1000bar。注射速度：中高速度。化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 PA12聚酰胺12或尼龙12 应用范围: 水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。注塑模工艺条件:干燥处理：加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在85℃热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度：240~300℃；对于普通特性材料不要超过310℃，对于有阻燃特性材料不要超过270℃。模具温度：对于未增强型材料为30~40℃，对于薄壁或大面积元件为80~90℃，对于增强型材料为90~100℃。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。流道和浇口: 对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm 的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。 PA6聚酰胺6或尼龙6 应用范围: 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。注塑模工艺条件:干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。模具温度：80~90℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90℃。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧

先进材料成型技术及理论

华中科技大学博士研究生入学考试 《先进材料成形技术与理论》考试大纲 一、《先进材料成形技术及理论》课程概述 编号：MB11001 学时数：40 学分：2.5 教学方式：讲课30、研讨6、实验参观4 二、教学目的与要求： 材料的种类繁多，其加工方法各异，近年来随同科学技术的发展，新材料、材料加工新技术不断出现。本课程将概述材料的分类及其加工方法的选择；重点介绍液态金属精密成形、金属材料塑性精确成形及金属连接成形等研究与应用领域的新技术、新理论；阐述材料加工中的共性与一体化技术。本课程作为材料加工工程专业的学位课，将使研究生对材料加工的新技术与新理论有个全面的了解，引导研究生在大材料学科领域进行思考与分析，为从事材料加工工程技术的研究与发展奠定基础。 三、课程内容： 第一章材料的分类及其加工方法概述 1.1材料的分类及加工方法概述 1.2材料加工方法的选择（不同材料）及不同加工方法的精度比较（同一种材料） 1.3材料加工中的共性（与一体化）技术 1.4材料加工技术的发展趋势 第二章液态金属精密成形理论及应用 2.1 材料液态成形的范畴及概述 2.2 消失模精密铸造原理及应用(原理、关键技术、应用实例、缺陷与防治) 2.3 Corsworth Process新技术(精密砂型铸造：锆英（砂）树脂砂型、电磁浇注、热法旧砂再生) 2.4 半固态铸造成形原理与技术（流变铸造、触变成形、注射成形） 2.5 铝、镁合金的精确成形技术（金属型铸造、压铸、反重力精密铸造、精密熔模铸造等） 2.6 特殊凝固技术（快速凝固、定向凝固、振动凝固） 2.7 金属零件的数字化铸造（铸件三维造型、工艺模拟及优化、样品铸件快速铸造、工业化生产及 其设计） 2.8 高密度粘土砂紧实机理及其成形技术（高压造型、气冲造型、静压造型） 第三章金属材料塑性精密成形工艺及理论 3.1 金属塑性成形种类与概述 3.2金属材料的超塑性及超塑成形（概念、条件、成形工艺） 3.3 复杂零件精密模锻及复杂管件的精密成形（精密模锻、复杂管件成形） 3.4 板料精密成形（精密冲裁、液压胀形、其它板料精密成型） 3.5 板料数字化成形（点（锤）渐进成形、线渐进（快速）成形、无模（面、液压缸作顶模）成形）

材料成型原理-7 凝固金属的组织结构

液态金属成型原理
0、概论 1、液态金属的结构和性质 2、凝固的热力学基础 3、界面 4、凝固的结晶学基础 5、凝固的传热基础 6、凝固过程的流体流动 7、凝固金属的组织结构 8、凝固过程的缺陷和对策
第七章 凝固金属的组织结构

第七章 凝固金属的组织结构
? 第一节 凝固金属的组织结构 第二节 偏析（Segregation） 第三节 金属凝固组织形态控制
第七章 凝固金属的组织结构
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一、凝固铸态组织的含义
z 铸态组织，即铸件的晶粒组 织，包括晶粒的形状、尺寸 和取向。广义讲，还包括合 金元素的分布（偏析）和凝 固过程形成的缺陷。
第七章 凝固金属的组织结构
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二、晶粒组织（Grain Structure）
? 典型铸态组织：表面细晶粒、柱状晶粒、等轴晶粒
z激冷晶区的晶粒细小;
内部等轴晶区 表层急冷晶区
z柱状晶区的晶粒垂直 于型壁排列，且平行 于热流方向.
z内部等轴晶区的晶粒 较为粗大;
中间柱状晶区
第七章 凝固金属的组织结构
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几种不同类型的铸件宏观组织示意图
（a）只有柱状晶;（b）表面细等轴晶加柱状晶;（c）三个晶区都有;（d）只有等轴晶
第七章 凝固金属的组织结构
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三、铸态组织形成原因
? 1. 表面细晶粒
z 型壁激冷，大量生核； z 三维散热，生长迅速，
相互抑制； z 生长无方向性。
第七章 凝固金属的组织结构
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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。

注塑成型各种缺陷的现象及解决方法

一. 龟裂 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷，产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。 （－）残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手： （1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。 （2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。 （3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。 （4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。 （5）非结晶性树脂，如 AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力，应予以注意。 脱模推出时，由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙，使推出力过大，产生应力，有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因。 在注射成型的同时嵌入金属件时，最容易产生应力，而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移，应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龟裂，作为经验，壁厚7"与嵌入金属件的外径 通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件，而镶嵌件对尼龙的影响最小。由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小，比较适合嵌入件。 另外，成型前对金属嵌件进行预热，也具有较好的效果。 （二）外部应力引起的龟裂 这里的外部应力，主要是因设计不合理而造成应力集中，特别是在尖角处更需注意。由图2－2可知，可取R／7"一0．5～0．7。 （三）外部环境引起的龟裂 化学药品、吸潮引起的水降解，以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟裂。 二、充填不足 充填不足的主要原因有以下几个方面： i. 树脂容量不足。 ii. 型腔内加压不足。 iii. 树脂流动性不足。 iv. 排气效果不好。 作为改善措施，主要可以从以下几个方面入手： 1）加长注射时间，防止由于成型周期过短，造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。 2）提高注射速度。 3）提高模具温度。 4）提高树脂温度。 5）提高注射压力。 6）扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的1／2～l／3。 7）浇口设置在制品壁厚最大处。 8）设置排气槽（平均深度0．03mm、宽度3～smm）或排气杆。对于较小工件更为重要。 9）在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的（约smm）缓冲距离。 10）选用低粘度等级的材料。 11）加入润滑剂。 三、皱招及麻面 产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同，只是程度不同。因此，解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂（如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP树脂等）更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间。

塑料成型基础试题

一、填空 1、聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的__可模塑性__，__可挤压性__，__可纺性__和__可延性__。 2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标。 3、分别写出下列缩写对应的中文：PS: 聚苯乙烯, PMMA: 聚甲基丙烯酸甲酯, PE:聚乙烯, PP:聚丙烯, PVC 聚氯乙烯, PC 聚碳酸酯, SBS: 苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物, PA: 聚酰胺,POM 聚甲醛 4、按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成。 5、晶核形成的方法：均相成核、异相成核。 6、单螺杆挤出机的基本结构：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备。 7、生胶按物理性状通常分为捆包胶、颗粒胶、粉末胶、乳胶和液体胶。 1.聚合物加工转变包括：（形状转变）、（结构转变）、（性能转变）。 2.写出熔融指数测量仪结构示意图各个结构的名称：（热电偶测温管）、（料筒）、（出料孔）、（保温层）、（加 热器）、（柱塞）、（重锤）。 3.按照塑料塑化方式的不同，挤出工艺可分为（干法）和（湿法）二种；按照加压方式的不同，挤出工艺 又可分为（连续式）和（间歇式）两种。 4.填充剂按用途可分为两大类：（补强填充剂）、（惰性填充剂）。 5.测硫化程度的硫化仪：（转子旋转振荡式硫化仪）。 6.合成纤维纺聚合物的加工方法：（熔融法）和（溶液法）。 2 、聚合物流动过程最常见的弹性行为是：端末效应和不稳定流动。 3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。 5、开放式炼胶机混炼通常胶料顺序：生胶（或塑炼胶）、小料、液体软化剂、补强剂、填充剂、硫黄 6、常用的硫化介质有：饱和蒸汽、过热蒸汽、过热水、热空气以及热水。 7、螺杆结构的主要参数：t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度。 1、非牛顿流体受到外力作用时，其流动行为有以下特征：（剪应力）和（剪切速率）间通常不呈比例关系，因而剪切粘度对剪切作用有依赖性；非牛顿性是(粘性)和(弹性)行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。 2、制造泡沫塑料的发泡方法可分为（机械发泡）、（物理发泡）、（化学发泡）三种。 3、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生(粘性形变)，也有弹性效应，当Tg

材料成型原理第四章答案

第四章 1． 何谓结晶过程中的溶质再分配?它是否仅由平衡分配系数K 0所决定?当相图 上的液相线和固相线皆为直线时，试证明K 0为一常数。 答：结晶过程中的溶质再分配：是指在结晶过程中溶质在液、固两相重新分布的 现象。 溶质再分配不仅由平衡分配系数K 0决定 ，还受自身扩散性质的制约，液相中的对流强弱等因素也将影响溶质再分配。 当相图上的液相线和固相线皆为直线时K 为一常数，证明如下：如右图所 示： 液相线及固相线为直线，假设 其斜率分别为m L 及m S ，虽然 C *S 、C *L 随温度变化有不同值，但 L m S m L S m T T m T T C C K /)(/)(0****--===S L m m =常数， 此时，K 0与温度及浓度无关， 所以，当液相线和固相线为直 线时，不同温度和浓度下K 0为 定值。 2． 某二元合金相图如右所示。合金液成分为C B =40%，置于长瓷舟中并从左端 开始凝固。温度梯度大到足以使固-液界面保持平面生长。假设固相无扩散，液相均匀混合。试求：①α相与液相之间的平衡分配系数K 0；②凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分之几?③凝固后的试棒中溶质B 的浓度沿试棒长度的分布曲线。

解：（1）平衡分配系数K 0 的求解： 由于液相线及固相线均为直 线不同温度和浓度下K 0为 定值，所以：如右图， 当T=500℃时， K 0 =**L C C α=%60%30=0.5 K 0即为所求 α相与液相之间的 平衡分配系数. （2）凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分数的计算: 由固相无扩散液相均匀混合下溶质再分配的正常偏析方程 )1(00-*=K L L f C C 代入已知的*L C = 60％ , K 0 = 0.5, C 0= C B =40% 可求出此时的L f = 44.4％ 由于T=500℃为共晶转变温度,所以此时残留的液相最终都将转变为共晶组织,所以凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分数也即为44.4％. （3）凝固后的试棒中溶质B 的浓度沿试棒长度的分布曲线 (并注明各特征成分及其位置)如下: 图 4-43 二元合金相图

材料成型原理复习题

综合测试题一 模具寿命与材料成形加工及材料学 一、填空题（每小题2分，共20分） 1. 目前铸造成形技术的方法种类繁多按生产方法分类，可分为砂型铸造和特种铸造。 2. 在铸造生产中，细化铸件晶粒可采用的途径有增加过冷度、采用孕育处理和附加振动。 3. 铸铁按碳存在形式分灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等。 4. 合金在铸造时的难易程度的衡量指标合金的流动性和收缩。 5. 合金的流动性主要取决于它本身的化学成分。 6. 压力加工的加工方法主要有：冲压、锻造、轧制、拉拔和 挤压等。 7. 合金的流动性常采用浇注螺旋型标准试样的方法来衡量， 8. 流动性不好的合金容易产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。 9. 液态金属的充型能力主要取决于金属的流动性，还受外部条件如浇注温度、充型压力、铸型结构和铸型材料等因素的影响,是各种因素的综合反映。 10.金属由浇注温度冷却到室温经历了液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个相互关联的收缩阶段。 11.液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是内应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。 12.铸造中常产生的铸造缺陷有缩孔、缩松、浇不足、裂纹、内应力、夹渣和夹砂等

13. 特种铸造相对于砂型铸造的两类特点：型模的革新和充型方式的变更。 14.常用特种铸造方法金属型铸造、压力铸造、离心铸造、消失模铸造和熔模铸造、壳型铸造等。 15.衡量金属锻造性能的两个指标塑性和变形抗力。 16.自由锻造常用设备空气锤和水压机。 17.自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转和错移等。 18.镦粗的变形特点横截面积变大，长度变短普通拔长的变形特点横截面积变小，长度变长芯轴拔长的变形特点内孔直径不变，长度变长，壁厚变薄。 19.锻造温度范围是指始锻温度与终锻温度之差。后者过低易产生加工硬化现象。 20. 锤上模锻的实质金属在模膛内成形和变形阻力大，变形不均匀。 21. 模膛的分类制坯模膛和模锻模膛。 22. 板料冲压中分离工序有冲孔、落料、剪切和修整等。变形工序有拉深、弯曲、翻边和成形等。 23. 电弧燃烧实质是指电弧的产生、运动和消失的动态平衡。 24. 电弧分为阴极区、阳极区和弧柱区三个区。 25. 直流电焊机正接极是指焊件接正极，焊条接负极。 26. 焊接冶金过程的特点反应温度高、接触面积大、冷却速度快。 27. 焊接接头是指焊缝和热影响区。焊接热影响区包括熔合区、过热区、正火区、部分相变区和再结晶区。 28. 焊接应力和变形产生的原因对焊缝区不均匀的加热和冷却。

材料成型加工与工艺学-习题解答(9-10-11)备课讲稿

材料成型加工与工艺学-习题解答(9-10- 11)

第八章注射成型 2.塑料挤出机螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同? (p278)注射螺杆与挤出螺杆在结构上有何区别: (a)注射螺杆长径比较小，约在10~15之间。 (b)注射螺杆压缩比较小，约在2~5之间。 (c) 注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高生产率。为了提高塑化量，加料段较长，约为螺杆长度的一半。 (d)注射螺杆的头部呈尖头形，与喷嘴能有很好的吻合，以防止物料残存在料筒端部而引起降解。 (p221)挤出机螺杆成型作用是对物料的输送、传热塑化塑料及混合均化物料。 移动螺杆式注射机的螺杆成型作用是对塑料输送、压实、塑化及传递注射压力。是间歇式操作过程，它对塑料的塑化能力、操作时的压力稳定以及操作连续性等要求没有挤出螺杆严格。 3.请从加热效率出发，分析柱塞是注射机上必须使用分流梭的原因? (p278)分流梭的作用是将料筒内流经该处的物料成为薄层，使塑料流体产生分流和收敛流动，以缩短传热导程。既加快了热传导，也有利于减少或避免塑料过热而引起热分解现象。同时塑料熔体分流后，在分流梭与料筒间隙中流速增加，剪切速度增大，从而产生较大的摩擦热，料温升高，黏度下降，使塑料进一步的混合塑化，有效提高柱塞式注射机的生产量及制品质量。

6.试分析注射成型中物料温度和注射压力之间的关系，并绘制成型区域示意图。 (p298) 料温高时注射压力减小；反之，所需的注射压力加大。 8.试述晶态聚合物注射成型时温度(包括料温和模温)对其结晶性能和力学性能的影响。 (p297)结晶性塑料注射入模具后，将发生向转变，冷却速率将影响塑料的结晶速率。缓冷，即模温高，结晶速率大，有利结晶，能提高制品的密度和结晶度，制品成型收缩性较大，刚度大，大多数力学性能较高，但伸长率和充及强度下降。反过来，骤冷所得制品的结晶度下降，韧性较好。但在骤冷的时不利大分子的松弛过程，分子取向作用和内应力较大。中速冷塑料的结晶和曲性较适中，是用得最多的条件。实际生产中用何种冷却速度，还应按具体的塑料性质和制品的使用性能要求来决定。例如对于结晶速率较小的PET塑料，要求提高其结晶度就应选用较高的模温。

材料成型原理

21.铸件宏观组织的控制途径与措施 1.铸件结晶组织对铸件质量和性能的影响 表面细晶粒区薄，对铸件的质量和性能影响不大。 铸件的质量与性能主要取决于柱状晶区与等轴晶区的比例以及晶粒的大小。 （1）柱状晶： 生长过程中凝固区域窄，横向生长受到相邻晶体的阻碍，枝晶不能充分发展，分枝少，结晶后显微缩松等晶间杂质少，组织致密。 但柱状晶比较粗大，晶界面积小，排列位向一致，其性能具有明显的方向性：纵向好、横向差。凝固界面前方常汇集有较多的第二相杂质气体，将导致铸件热裂。 （2）等轴晶： 晶界面积大，杂质和缺陷分布比较分散，且各晶粒之间位向也各不相同，故性能均匀而稳定，没有方向性。 枝晶比较发达，显微缩松较多，凝固后组织不够致密。 细化能使杂质和缺陷分布更加分散，从而在一定程度上提高各项性能。晶粒越细综合性能越好。 对塑性较好的有色金属或奥氏体不锈钢锭，希望得到较多的柱状晶，增加其致密度； 对一般钢铁材料和塑性较差的有色金属铸锭，希望获得较多的甚至是全部细小的等轴晶组织；对于高温下工作的零件，通过单向结晶消除横向晶界，防止晶界降低蠕变抗力。 2.铸件宏观组织的控制途径和措施 等轴晶组织的获得和细化 强化非均匀形核促进晶粒游离抑制柱状晶区 1）加入强生核剂——孕育处理 孕育——向液态金属中添加少量物质以达到增加晶核数、细化晶粒、改善组织之目的的一种方法。 变质——加入少量物质通过元素的选择性分布而改变晶体的生长形貌，如球化或细化。 A.形核剂： a）直接作为外加晶核 b）通过与液态金属的相互作用而产生非均匀晶核 能与液相中某些元素组成较稳定的化合物 通过在液相中造成大的微区富集而使结晶相提前弥散析出 B.强成分过冷元素： 通过在生长界面前沿的富集而使晶粒根部和树枝晶分枝根部产生细弱缩颈，从而促进晶粒的游离。 强化熔体内部的非均匀形核孕育剂富集抑制晶体生长

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。

常见塑料成型

挤出过程中常见的问题分析 问题可能原因及修复建议 AA驱动电机的电流过大材料温度过低加热器损坏或者加热温度过低。提高加热温度，检查加热 器的电流输出； 材料材料的分子量太高（MFI指数太小），树脂原料可能发生交联或者 降解； 筛网堵塞检查过滤筛网； 电机需要维修，电机转速过高； 杂物污染挤出机中可能混入体积较大的杂物，拔出螺杆，进行检查。AB输出不稳定连续料斗物料密度过小以致在料斗中凝集，或含有其他杂物。热量从喂料段 传导至料斗，使低分子量树脂的物料粘粘成团块。降低喂料段温度； 冷却夹套冷却水可能关闭，导致物料在喂料段就形成熔膜； 架桥喂料段温度过高；降低加热温度。树脂材料的密度太小；采用辅助 喂料方式或者先用挤出机造粒； 堵塞检查滤网。检查物料是否发生交联或降解。 AC无输出料斗滑动阀关闭打开料斗阀。 料斗内发生架桥利用软杆件防止架桥现象发生，在料斗内安装振动垫或 搅拌器。 螺杆反向转动关闭螺杆驱动电机。 螺杆损坏置换螺杆；修复损坏螺杆或重新加工。 喂料口处物料被阻塞排除阻塞；调低机筒壁温度以避免粘结。 物料粘附螺杆清洗螺杆；重新检查操作程序；冷却螺杆；采用摩擦系数 低的螺杆涂层。 机筒摩擦系数小调整机筒温度；使用具有沟槽喂料段的挤出机。 螺杆/螺槽堵塞拔出螺杆进行清洁；避免沿螺杆输送方向发生阻塞。 滤网背压过大调换新的滤网；减少筛网层数，降低筛网网格数；升高机 头温度。 机头背压过大升高机头温度。 AD流动不均匀温度升高加热段区域的温度，尤其在加工高粘度物料时。如果使用了密 炼机，则可以去除该工艺步骤。如果可能形成部分架桥，则可以降低喂料段 温度，同时提高计量段与压缩段的温度。 熔融问题低转速下升高机筒的温度，高转速下降低机筒的温度；改变螺 杆的结构设计。 熔体输送问题降低计量段处机筒的温度，升高计量段螺杆的温度；清洁 滤网，使用较低流动阻力的滤网，并使用较低阻力的机头；改变计量段螺杆 的结构。 机筒或机头温度波动问题检查温度测量设备；检查温度控制系统；调整 温度控制系统，并排除挤出机受外界环境的影响。 冷却夹套冷却水可能被关闭，以致影响物料挤出稳定性。 杂物堵塞检查滤网处的压力情况。如果压力偏高，更换滤网；如果滤网 违背堵塞，增加滤网筛孔数；检查料斗是否堵塞；若未找到其他任何的解 决方法时，可停机拔出螺杆，检查是否有较大体积的杂物混入。

材料成型原理课后题答案

第三章： 8：实际金属液态合金结构与理想纯金属液态结构有何不同 答：纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成的，是近程有序的。液态中存在着很大的能量起伏。而实际金属中存在大量的杂质原子，形成夹杂物，除了存在结构起伏和能量起伏外还存在浓度起伏。 12：简述液态金属的表面张力的实质及其影响因数。 答：实质：表面张力是表面能的物理表现，是是由原子间的作用力及其在表面和内部间排列状态的差别引起的。 影响因数：熔点、温度和溶质元素。 13：简述界面现象对液态成形过程的影响。 答：表面张力会产生一个附加压力，当固液相互润湿时，附加压力有助于液体的充填。液态成形所用的铸型或涂料材料与液态合金应是不润湿的，使铸件的表面得以光洁。凝固后期，表面张力对铸件凝固过程的补索状况，及是否出现热裂缺陷有重大影响。 15：简述过冷度与液态金属凝固的关系。 答：过冷度就是凝固的驱动力，过冷度越大，凝固的驱动力也越大；过冷度为零时，驱动力不存在。液态金属不会在没有过冷度的情况下凝固。 16：用动力学理论阐述液态金属完成凝固的过程。 答：高能态的液态原子变成低能态的固态原子，必须越过高能态的界面，界面具有界面能。生核或晶粒的长大是液态原子不断地向固体晶粒堆积的过程，是固液界面不断向前推进的过程。只有液态金属中那些具有高能态的原子才能越过更高能态的界面成为固体中的原子，从而完成凝固过程。 17：简述异质形核与均质形核的区别。 答：均质形核是依靠液态金属内部自身的结构自发形核，异质形核是依靠外来夹杂物所提供的异质界面非自发的形核。 异质形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加。 异质形核形核功小，形核所需的结构起伏和能量起伏就小，形核容易，所需过冷度小。 18:什么条件下晶体以平面的方式生长什么条件下晶体以树枝晶方式生长 答：①平面方式长大：固液界面前方的液体正温度梯度分布，固液界面前方的过冷区域及过冷度极小，晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体的生长方向相反。 ②树枝晶方式生长：固液界面前方的液体负温度梯度分布，固液界面前方的过冷区域较大，且距离固液界面越远过冷度越大，晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体生长的方向相同。 19：简述晶体的微观长大方式及长大速率。 答：①连续生长机理--粗糙界面的生长：动力学过冷度小，生长速率快。②二维生长机理--光滑界面生长：过冷度影响大，生长速度慢。③从缺陷处生长机理--非完整界面生长：所需过冷度较大，生长速度位于以上二者之间。 20：为生么要研究液态金属凝固过程中的溶质再分配它受那些因素的影响 答：液态金属在凝固过程中的各组元会按一定的规律分配，它决定着凝固组织的成分分布和组织结构，液态合金凝固过程中溶质的传输，使溶质在固液界面两侧的固相和液相中进行再分配。掌握凝固过程中的溶质再分配的规律，是控制晶体生长行为的重要因素，也是在生产实践中控制各种凝固偏析的基础。 凝固过程中溶质的再分配是合金热力和动力学共同作用的结果，不同的凝固

几种常见塑料的成型工艺样本

几种常见塑料的成型工艺 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型应用范围: 汽车( 仪表板, 工具舱门, 车轮盖, 反光镜盒等) , 电冰箱, 大强度工具( 头发烘干机, 搅拌器, 食品加工机, 割草机等) , 电话机壳体, 打字机键盘, 娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件: 干燥处理: ABS材料具有吸湿性, 要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度: 210~280C; 建议温度: 245C。 模具温度: 25…70C。( 模具温度将影响塑件光洁度, 温度较低则导致光洁度较低) 。 注射压力: 500~1000bar。 注射速度: 中高速度。 化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性: 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性; 丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性; 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看, ABS是非结晶性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物, 一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相, 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就能够在产品设计上具有很大的灵活性, 而且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性, 例如从中等到高等的抗冲击性, 从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。

ABS材料具有超强的易加工性, 外观特性, 低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 PA12 聚酰胺12或尼龙12 典型应用范围: 水量表和其它商业设备, 电缆套, 机械凸轮, 滑动机构以及轴承等。 注塑模工艺条件: 干燥处理: 加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存, 建议要在85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存, 那么经过3小时温度平衡即可直接使用。 熔化温度: 240~300C; 对于普通特性材料不要超过310C, 对于有阻燃特性材料不要超过270C。 模具温度: 对于未增强型材料为30~40C, 对于薄壁或大面积元件为80~90C, 对于增强型材料为 90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。 注射压力: 最大可到1000bar( 建议使用低保压压力和高熔化温度) 。 注射速度: 高速( 对于有玻璃添加剂的材料更好些) 。 流道和浇口: 对于未加添加剂的材料, 由于材料粘性较低, 流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求 5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。能够使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口, 这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口, 建议最小的直径为0.8mm。 热流道模具很有效, 可是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道, 浇口尺寸应当比冷流道要小一些。