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1、3.5 3.5 成型成型 材料材料只有经过成型加工，形成最终产品或制品，只有经过成型加工，形成最终产品或制品， 才能体现其功能和价值。才能体现其功能和价值。材料的加工工艺涉及三材料的加工工艺涉及三 个方面：材料、成型加工与制品。制品的性能取个方面：材料、成型加工与制品。制品的性能取 决于材料的内在性能和成型加工过程中所赋予的决于材料的内在性能和成型加工过程中所赋予的 附加性能。附加性能。 一、成型一、成型 附加性能：附加性能：成型过程所引起的材料的物理、化成型过程所引起的材料的物理、化 学变化造成的性能。制品的性能是由材料的内在学变化造成的性能。制品的性能是由材料的内在 性能和成型加工所赋予的
2、附加性能决定的。性能和成型加工所赋予的附加性能决定的。 成型：成型：泥料或熔液借助于外力或模具，成为具泥料或熔液借助于外力或模具，成为具 有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。13.5 3.5 成型成型 成型加工：成型加工：将各种状态的原料转变成具将各种状态的原料转变成具 有固定形状制品的工艺过程。有固定形状制品的工艺过程。 成型加工成型加工通常包括两个过程：通常包括两个过程： .使原料使原料变形或流动并取得需要的形状；变形或流动并取得需要的形状； .进行固化进行固化以保持所取得的形状成为制品以保持所取得的形状成为制品 。 材料成型材料成型加工工艺
3、是将材料通过成型加工加工工艺是将材料通过成型加工 转变成实用性制品的工程技术。由成型与转变成实用性制品的工程技术。由成型与 加工两部分组成。加工两部分组成。23.5 3.5 成型成型 二、材料的成型特性二、材料的成型特性 材料的成型特性材料的成型特性主要表现为可流动性和可塑性变主要表现为可流动性和可塑性变 形性。形性。 可流动性：可流动性：材料在加热作用下或添加溶剂时表材料在加热作用下或添加溶剂时表 现出来的流动性。现出来的流动性。 可塑性变形性：可塑性变形性：材料在加热作用下或添加溶剂材料在加热作用下或添加溶剂 、增塑剂等助剂时，同时受外力作用下，表现出、增塑剂等助剂时，同时受外力作用下，表
4、现出 来的塑性变形行为。来的塑性变形行为。 材料成型方法的成型特性分类：材料成型方法的成型特性分类：根据材料的成根据材料的成 型特性，型特性，成型方法可分为自由流动成型、受力流成型方法可分为自由流动成型、受力流 动成型、受力塑性成型和其他成型。动成型、受力塑性成型和其他成型。33.5 3.5 成型成型 自由流动成型：自由流动成型：成型时无外力作用下，将呈流成型时无外力作用下，将呈流 动状态的物料倒入模具型腔，或使其附在模具表动状态的物料倒入模具型腔，或使其附在模具表 面，经改变温度、反应或溶剂挥发等作用，使之面，经改变温度、反应或溶剂挥发等作用，使之 固化或凝固，从而形成具有模具形状的产品，最
5、固化或凝固，从而形成具有模具形状的产品，最 终产品可以是成品，也可以是半成品终产品可以是成品，也可以是半成品( (如表所示如表所示) ) 。成型类型成型类型材料材料成型方法成型方法自由流动自由流动 成型成型金属材料金属材料浇铸浇铸无机非金无机非金 属材料属材料玻璃玻璃 陶瓷陶瓷人工自由成型、浇铸人工自由成型、浇铸 注浆成型、流延成型注浆成型、流延成型 高分子材高分子材 料料塑料塑料 橡胶橡胶 纤维纤维浇铸、搪塑、浸渍浇铸、搪塑、浸渍 浸渍、浇铸浸渍、浇铸 浸渍浸渍43.5 3.5 成型成型 受力流动成型：受力流动成型：在受力作用下，将呈流动状态在受力作用下，将呈流动状态 的物料注入模具型腔，或
6、使物料通过一定形状的的物料注入模具型腔，或使物料通过一定形状的 口模，或附在模具表面，经温度变化、反应或溶口模，或附在模具表面，经温度变化、反应或溶 剂挥发等作用，使物料冷凝、固化，形成产品，剂挥发等作用，使物料冷凝、固化，形成产品， 产品一般无需后续加工即可直接使用产品一般无需后续加工即可直接使用( (如表所示如表所示) ) 。成型类型成型类型材料材料成型方法成型方法受力流动受力流动 成型成型金属材料金属材料特种铸造特种铸造 无机非无机非 金属材金属材 料料水泥水泥 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷注浆成型注浆成型( (？) ) 吹制、拉制、压制、压延成型吹制、拉制、压制、压延成型 压力注浆、热压成型压力
7、注浆、热压成型 高分子高分子 材料材料塑料塑料 橡胶橡胶 纤维纤维注塑、挤出、压延、压制、反应注射注塑、挤出、压延、压制、反应注射 注射、注压成型注射、注压成型 熔体纺丝、干法纺丝、湿法纺丝熔体纺丝、干法纺丝、湿法纺丝 复合材料复合材料手糊、模压、挤出、注射成型等手糊、模压、挤出、注射成型等 53.5 3.5 成型成型 教材错误：教材错误：P22P22表表2-62-6成型方法的类别中水泥没成型方法的类别中水泥没 有有“注浆成型注浆成型”。 受力塑性成型：受力塑性成型：在高温或常温，或塑化条件下在高温或常温，或塑化条件下 ，受力使固态物料产生塑性变形而获得所需尺寸，受力使固态物料产生塑性变形而获
8、得所需尺寸 、形状及力学性能的成型方法、形状及力学性能的成型方法( (如表所示如表所示) )。成型类型成型类型材料材料成型方法成型方法受力塑性受力塑性 成型成型金属材料金属材料锻造、冲压、轧制、挤压、拉拨、超塑锻造、冲压、轧制、挤压、拉拨、超塑 性性 非金属材料非金属材料陶瓷陶瓷挤压、车坯、旋坯、滚压、压制挤压、车坯、旋坯、滚压、压制 高分子材料高分子材料塑料塑料 橡胶橡胶真空成型真空成型 压出、压延、压制压出、压延、压制63.5 3.5 成型成型 其他成型其他成型( (如表所示如表所示) )。成型类型成型类型材料材料成型方法成型方法其他成型其他成型金属材料金属材料粉末冶金、焊接粉末冶金、焊接
9、 非金属材料非金属材料玻璃玻璃烧结成型烧结成型 高分子材料高分子材料塑料塑料泡沫塑料成型、烧结成型泡沫塑料成型、烧结成型 复合材料复合材料缠绕成型缠绕成型73.5 3.5 成型成型 二、成型方法二、成型方法 成型的目的：成型的目的：将材料转变成具有一定形状将材料转变成具有一定形状 的半成品或成品。的半成品或成品。 金属材料、金属材料、无机非金属材料、高分子材料无机非金属材料、高分子材料 和复合材料的成型方法具有各自的系统和和复合材料的成型方法具有各自的系统和 特点。但相互之间又有许多相似之处，可特点。但相互之间又有许多相似之处，可 相互借鉴。相互借鉴。83.5 3.5 成型成型 各类材料各类材
10、料的主要成型方法如表所示。的主要成型方法如表所示。材料类型材料类型材料品种材料品种成型方法成型方法 金属材料金属材料黑色金属黑色金属 有色金属有色金属铸造、塑性成型铸造、塑性成型( (锻造、冲压、轧制、挤压、拉拨、超塑性成锻造、冲压、轧制、挤压、拉拨、超塑性成 型型) )、粉末冶金、焊接等、粉末冶金、焊接等无机非金无机非金 属材料属材料水泥水泥注浆成型注浆成型( (？) )玻璃玻璃人工成型人工成型( (吹制、自由成型、拉制等吹制、自由成型、拉制等) ) 机械成型机械成型( (压制、吹制、拉制、压延、浇铸、烧结等压制、吹制、拉制、压延、浇铸、烧结等) ) 陶瓷陶瓷可塑成型可塑成型( (挤压、车坯
11、、旋坯、滚压挤压、车坯、旋坯、滚压) ) 注浆成型注浆成型( (空心、实心、压力、离心、真空、热压等空心、实心、压力、离心、真空、热压等) ) 压制成型压制成型( (流延法流延法) )高分子材高分子材 料料塑料塑料注射、压制、压延、中空成型、热成型、浇铸、搪塑、浸渍注射、压制、压延、中空成型、热成型、浇铸、搪塑、浸渍 、真空成型、泡沫塑料成型、烧结、真空成型、泡沫塑料成型、烧结 橡胶橡胶压制、压延、压出、浸渍、浇铸、涂层等压制、压延、压出、浸渍、浇铸、涂层等合成纤维合成纤维熔体纺丝、干法纺丝、湿法纺丝等熔体纺丝、干法纺丝、湿法纺丝等复合材料复合材料手糊成型、模压成型、缠绕成型、挤出成型、注射成
12、型等手糊成型、模压成型、缠绕成型、挤出成型、注射成型等93.5 3.5 成型成型 教材错误：教材错误：P22P22表表2-52-5各类材料的主要成型方法各类材料的主要成型方法 中水泥没有中水泥没有“注浆成型注浆成型”。 材料成型方法有数十种之多，材料成型方法有数十种之多，主要有压制法、可主要有压制法、可 塑法、注浆法、振动法、热压法、熔铸法、拉制塑法、注浆法、振动法、热压法、熔铸法、拉制 法、喷吹法、等静压法、压延法、流延法、挤压法、喷吹法、等静压法、压延法、流延法、挤压 法、注射法等。最常用的是压制法、可塑法和注法、注射法等。最常用的是压制法、可塑法和注 浆法，浆法，其余方法实质上是这三种方
13、法的特殊应用其余方法实质上是这三种方法的特殊应用 。 采用何种方法成型，采用何种方法成型，应根据材料自身的成型特性应根据材料自身的成型特性 、产品性质、产品性质、工艺要求工艺要求及经济性等因素来决定。及经济性等因素来决定。103.5 3.5 成型成型 压制成型压制成型( (受力塑性成型典型方法受力塑性成型典型方法) )：压制成型压制成型 包括干压法和半干压法。包括干压法和半干压法。干压法坯料不含或含水干压法坯料不含或含水 很少，半干压法坯料含水很少，半干压法坯料含水5%5%左右。左右。 半干压法成型：半干压法成型：利用外部机械压力，使具有一定利用外部机械压力，使具有一定 可塑性的预混料或预浸料
14、可塑性的预混料或预浸料( (泥料泥料) )压缩并形成具有压缩并形成具有 一定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。一定尺寸、形状和强度的坯体的成型方法。 各类烧结材料的坯料，各类烧结材料的坯料，都是由固体物料、水都是由固体物料、水( (或结或结 合剂合剂) )和空气组成的三相系统，在压制过程中，随和空气组成的三相系统，在压制过程中，随 着压力的增高，坯料中空气被压缩和减少，着压力的增高，坯料中空气被压缩和减少，坯体坯体 的气孔率下降，密度增大，强度随之提高。的气孔率下降，密度增大，强度随之提高。113.5 3.5 成型成型 压制过程：压制过程：在压力作用下，泥料中的颗粒开始移在压力作用下，泥料中的
15、颗粒开始移 动，重新配置成较紧密的堆积，空气排出，压缩动，重新配置成较紧密的堆积，空气排出，压缩 明显，坯体变得致密。压力进一步增大，颗粒发明显，坯体变得致密。压力进一步增大，颗粒发 生塑性变形及弹性变形，坯料被压缩到一定程度生塑性变形及弹性变形，坯料被压缩到一定程度 后，会阻碍压缩。达到极限压力后，坯料的致密后，会阻碍压缩。达到极限压力后，坯料的致密 度度不再提高不再提高。 压制成型机械设备：压制成型机械设备：摩擦压砖机和液压压砖机摩擦压砖机和液压压砖机( (如如 图所示图所示) )。 压制成型的用途压制成型的用途：用于用于生产几何形状规整的致密生产几何形状规整的致密 制品。制品。广泛应用于
16、砖瓦、耐火材料、建筑陶瓷、广泛应用于砖瓦、耐火材料、建筑陶瓷、 磨具等烧结材料的坯体的压制磨具等烧结材料的坯体的压制( (如图所示如图所示) )。摩擦压砖机摩擦压砖机液压压砖机液压压砖机123.5 3.5 成型成型 注浆成型注浆成型( (自由流动成型典型方法自由流动成型典型方法) )：将泥浆注将泥浆注 入多孔模具内，借助于模具的吸水能力而成型的入多孔模具内，借助于模具的吸水能力而成型的 方法。方法。 将制备好的坯料泥浆注入多孔性模具将制备好的坯料泥浆注入多孔性模具( (石膏模石膏模) )内内 ，泥浆在贴近模壁处的一层被模子吸去水分，形，泥浆在贴近模壁处的一层被模子吸去水分，形 成均匀的泥层，并
