【正文】 形狀都可以注塑成型。拉伸強度和硬度隨外殼厚度比增加而增加。如果閘道不適當(dāng)，這也很可能發(fā)生在接近填充結(jié)束階段。? 較高的融化和成型溫度：融化粘性較低，更容易填充，較大松弛作用促成方向性減少。當(dāng)模腔內(nèi)的零件充分冷卻，剖分模在模具分模面處打開，推出系統(tǒng)將零件推出落入下面的接收容器內(nèi)。 注塑成型零件的主要缺點或許是它們能承受的工作溫度相對較低。結(jié)晶質(zhì)聚合物通常多能抵御有機溶劑并具有良好的抗疲勞和磨損特性。這個特性將熱塑性材料與熱硬化性材料區(qū)分開。? Injection Molding Materials注塑成型材料 要注塑成型所有聚合物是不可能的。1956年，Ankerwerk Nuremberg使用于熱塑性塑料的現(xiàn)代往復(fù)螺旋注塑成型機商業(yè)化。 如果考慮到新近的改進(例如反作用注塑成型)和采用塑料替代金屬的高增長率，注塑成型在世界范圍的工業(yè)重要性很可能將繼續(xù)增加。? 零件有許多可供填充的空間。Metal Injection Moulding (MIM)金屬注塑成型(MIM) 注塑成型被很廣泛地用于在復(fù)雜模具中生產(chǎn)形狀精確的塑料零件。 此工藝與采用冷均衡擠壓一樣只能生產(chǎn)半成品，可以通過后續(xù)加工至較小尺寸，也能用機加工到最終尺寸。把容器抽真空，粉末抽氣是為了防止材料在合成階段和密封時被殘留氣體污染。 零件壓實后通過燒結(jié)爐。由于壓力是均衡的，所以壓制零件密度是均勻的。 有些零件，尤其是襯套式軸承常用銅及其合金制作，控制多孔性程度的意義重大，因為這些孔隨后要填充潤滑劑。這種“粘合”技術(shù)已成功用于將碳引入結(jié)合物，一種防止碳分離并起塵的技術(shù)，生產(chǎn)所謂的“清潔”粉末。 預(yù)先合金粉末比較硬、不容易壓實，因此需要較高的擠壓力來產(chǎn)生高密度的壓制物。金屬粉末放在封閉的金屬腔(模具)中在壓力下被壓實。? 加勁肋不要過高、過窄，因為這會造成材料流動困難。因此這些工藝只有對目前很浪費的生產(chǎn)過程，在材料節(jié)約足以補償模具成本的大量增加時才是合理的。 型鍛：型鍛—將圓管或圓棒強制壓入鍛模，隨著圓柱形物體的被壓入其直徑減小。完成的零件與模膛更相似?！駵p小長度、增加橫截面，稱為鐓粗金屬。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，可以使晶粒流動方向與實際使用時的主應(yīng)力方向一致。將一塊大小足以充填模腔并能稍有溢出的加熱金屬放入底模，并將頂模加壓合攏，這塊金屬便獲得該模腔的形狀。與伸長相反的是鐓粗，即產(chǎn)生壓縮性縮短。鍛造大零件則要用到蒸汽、壓縮空氣、液力或電力驅(qū)動的鍛壓機?？梢圆捎眠@些工藝制造的零件類型有泵殼、復(fù)式接頭和自動剎車部件。當(dāng)金屬澆入時，泡沫材料蒸發(fā)，金屬取代其位置。零件的中心軸附近存在缺陷和孔隙，因此僅適用于能將這些機加工去除的零件。(~.)。采用熔模鑄造的零件常常不需要進一步加工，因為熔模鑄造能達到精密的公差。 在正要澆鑄之前，將型模預(yù)熱到約1,000℃(1,832℉)以去除剩余石蠟、硬化粘合劑。完成后把整個型模放在烤箱里融化石蠟。這是最古老的制造工藝之一。這時可以簡單地打碎砂型并取出零件，但零件表面會有大量型砂粘附著，內(nèi)部還有實心的砂芯。在此期間還要進行排氣和其它處理步驟，例如去除雜質(zhì)(即熔渣)。通常要采取壓緊步驟來保證良好的覆蓋和堅固的鑄型。砂型鑄件一般表面粗糙，有時還帶有表面雜質(zhì)和表面變異。 熔化的金屬從澆注杯注入型腔，澆注杯是澆注系統(tǒng)向型腔提供熔化金屬的部分。首先往下型箱里部分地填入型砂和砂芯座、砂芯，并在靠近分型線處放置澆注系統(tǒng)。型腔整個包含在一個被放入稱為砂箱的箱子里的組合體內(nèi)。 鑄造工藝和鑄造材料技術(shù)從簡單到高度復(fù)雜變化很大。 滲氮在鋼表面獲得遠遠超出正常標(biāo)準(zhǔn)的硬度。氨氣中的氮進入鋼內(nèi)，形成細微分布于金屬表面又十分堅固的氮化物。碳氮共滲的優(yōu)點之一是加入氮后外層的淬透性極大增加，為使用低價鋼提供條件。 含碳量變化的鋼具有不同的臨界溫度，因此需要特殊的熱處理。鐵在靠近并高于其臨界溫度時對碳具有親合力。正火和球化正火處理包括先將鋼加熱到高于上臨界區(qū)50℉到100℉(10℃~40℃)然后在靜止的空氣中冷卻到室溫。這過程被稱為完全退火，因為它去除了以前組織結(jié)構(gòu)的所有痕跡、細化晶粒并軟化金屬。 在回火過程中，不但要考慮溫度而且要考慮時間。雖然這過程使鋼軟化，但它與退火是大不相同的，因為回火適合于嚴(yán)格控制物理性能并在大多數(shù)情況下不會把鋼軟化到退火那種程度。無論淬火介質(zhì)怎么冷，如果在大工件中的熱量不能比特定的臨界速率更快散發(fā)，那它內(nèi)部硬度就會受到明確限制。 通過給定的熱處理所得到的硬度取決于淬火速率、含碳量和工件尺寸。 要遵循的合適步驟是將這種鋼的一些小試件加熱到不同的溫度后淬火，再通過硬度試驗或顯微鏡檢查觀測結(jié)果。就像以前說的一樣，當(dāng)緩慢冷卻到這溫度時所有剩余奧氏體轉(zhuǎn)化為珠光體?！?線冷卻的轉(zhuǎn)變情況。當(dāng)鋼冷卻到727℃ (1341℉)時，將同時發(fā)生若干變化。熱處理時冷卻速率是控制要素，從高于臨界溫度快速冷卻導(dǎo)致堅硬的組織結(jié)構(gòu)，而緩慢冷卻則產(chǎn)生相反效果。冶金學(xué)是物理學(xué)、化學(xué)和涉及金屬從礦石提煉到最后產(chǎn)物的工程學(xué)。例如，許多工業(yè)上的重要聚合物其玻璃狀轉(zhuǎn)化溫度接近水的沸點(100℃, 212℉)，它們被廣泛用于室溫下。由于重量輕、耐腐蝕、容易在較低溫度下加工并且通常較便宜，聚合物是很有用的。競賽用汽車和某些機動車的車體部件是由含玻璃纖維(或玻璃絲)的熱固塑料基材制成的。之所以使用復(fù)合材料是因為其全面性能優(yōu)于組成部分單獨的性能。在燒結(jié)過程中，陶瓷粉末先擠壓成型然后加熱到略低于熔點溫度。陶瓷和玻璃的特性 高熔點、低密度、高強度、高剛度、高硬度、高耐磨性和抗腐蝕性是陶瓷和玻璃的一些有用特性。 合金是由一種以上金屬組成的混合物。沒有人愿意一陣強烈的西風(fēng)過后自己的汽車向東傾斜。大多數(shù)金屬密度相對較高，尤其是和聚合物相比較而言。例如電線中的銅和制造烹飪箔及飲料罐的鋁。那些用于加工制造并成為產(chǎn)品組成部分的就是工程材料。 就工業(yè)效用而言，材料被分為工程材料和非工程材料。 合金與純金屬的區(qū)別是什么？純金屬是在元素周期表中占據(jù)特定位置的元素。 金屬有哪些重要特性？ 密度定義為材料的質(zhì)量與其體積之比。作為工程師，設(shè)計時通常要使材料在正常條件下不變形。沒有光子能通過金屬。這種材料被稱為非結(jié)晶質(zhì)材料。作為替代，一般采用“燒結(jié)”或“焙燒”工藝。例子有聚合物/陶瓷和金屬/陶瓷復(fù)合材料。纖維加強型復(fù)合材料用于某些最先進也是最昂貴的運動設(shè)備，例如計時賽競賽用自行車骨架就是用含碳纖維的熱固塑料基材制成的。這種重復(fù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鏈狀大分子。這些溫度通常決定聚合物能否使用的上限。UNIT 2 對熱處理的理解包含于對冶金學(xué)較廣泛的研究。 下列討論主要針對被稱為普通碳鋼的工業(yè)用鋼而言。在較高溫度時，只存在奧氏體，%的碳溶解在鐵里形成固溶體。 含碳量少于共析體(%)的鋼稱為亞共析鋼。隨著富碳部分的形成，剩余奧氏體含碳量減少，在727℃(1341℉)時達到共析組織。然而當(dāng)鋼的成分不知道時，則需做一些預(yù)備試驗來確定其溫度范圍。即使加熱到正確的溫度后，工件也應(yīng)在此溫度下保持足夠時間以讓其最厚截面達到相同溫度。熱量在鋼中的傳導(dǎo)速率是有限的。回火作業(yè)包括將淬硬鋼重新加熱到低于臨界范圍的某一溫度然后以任意速率冷卻。溫度的上升會使碳化物聚結(jié)而硬度繼續(xù)降低。通常是非常緩慢地將鋼加熱到臨界溫度以上，并將其在此溫度下保持到工件全部均勻受熱，然后以受控的速率慢慢地冷卻，這樣使得工件表面和內(nèi)部的溫度近似相同。加熱的速率也應(yīng)與截面的尺寸及均勻程度相協(xié)調(diào)，這樣才能使整個零件盡可能均勻地加熱。表面硬化滲碳 最早的硬化鋼表面的方法是表面淬火或滲碳。%%的高碳鋼。可以使用任何富碳氣體加氨氣，(~ )的耐磨外層。這種工藝中金屬加熱到約950℉(510℃)，然后與氨氣接觸一段時間。一般而言兩種滲氮方法的用途是類似的。在冷卻期間或冷卻后，把鑄件從鑄模中取出，然后進行交付。 砂型里的型腔是采用型模(真實零件的近似復(fù)制品)構(gòu)成的，型模一般為木制，有時也用金屬制造。分型線或分型面是分離上下型箱的線或面。型模表面越粗糙，則拔模斜度應(yīng)越大。另外，鑄件的不同部分也可能需要不同的收縮余量。4. 型砂在型模周圍成形，并根據(jù)需要安放閘道、澆道、冒口、排放口和澆注杯等。確切的溫度要根據(jù)應(yīng)用場合嚴(yán)格控制。11. 一旦零件在共析點以下完全凝固，可以不考慮金屬的最后性能而將其取出。熔模鑄造 熔模鑄造也稱為失蠟加工。重復(fù)這個浸泡、變干的過程直至獲得足夠的厚度。這樣生成的鑄?？芍苯佑糜诒”阼T件或通過將其放在較大容器內(nèi)用更多耐熱漿加強。 可以用于鑄造的材料類型有：鋁合金、青銅、工具鋼、不銹鋼、鎢鉻鈷合金、鎳基合金和貴金屬。尺寸限制為直徑大到3m(10feet)、長度大到15m(50feet)。它的旋轉(zhuǎn)速度比離心鑄造低。型模裝入整體砂模中。這種工藝所用的典型材料有：鋁、鐵、鋼、鎳合金、銅合金。就其一般特性而言，都象手工鍛錘一樣，它們均利用落重能量來產(chǎn)生金屬成型所需的壓力。以充分鍛打工件并防止橫向膨脹。閉式鍛模采用特殊的耐熱、耐磨工具鋼制成。 鑄造細化金屬的晶粒組織、改善其物理性能。 鍛造金屬可以導(dǎo)致下列結(jié)果：●增加長度、減小橫截面，稱為延伸金屬。 壓模鍛/精密鍛：壓模鍛和精密鍛是雛形模鍛的進一步改進。這是軋鍛的基本形式。從模具的角度而言這些工藝是相當(dāng)昂貴的，需要資金投入。銳角會增加鍛件中的應(yīng)力，同時在使用時削弱鍛模。UNIT 5 粉末冶金()采用燒結(jié)工藝將金屬粉末制成各種各樣的零件。諸如鐵、銅之類的單一元素粉末較容易被壓得相對密度較高、生產(chǎn)具備足夠強度的壓制物供燒結(jié)處理，但是無法制造出很高強度的燒結(jié)零件。 另一種類似的技術(shù)是把小百分比的合金元素“粘合”到鐵微粒上。許多零件只需理論全密度的85~90%而其它的則需全密度才能滿足要求。Cold Isostatic Pressing冷均衡擠壓 金屬粉末裝入均衡受壓的橡膠膜或金屬罐內(nèi)，其所受外壓力在各個方向都是均勻的。還有一些工藝如熱均衡擠壓，將壓實和燒結(jié)工藝合并為單一步驟。Hot Isostatic Pressing熱均衡擠壓 粉末通常封裝在金屬容器內(nèi)有時也裝在玻璃容器內(nèi)。 因為壓力容器必須經(jīng)受住內(nèi)氣壓并允許粉末加熱到較高溫度，所以這種技術(shù)需要相當(dāng)可觀的資金投入。此外還需少量機加工，但全面考慮這種方法通常還是很劃算的。一般而言這會使零件更精確同時具有更好的表面光潔度。估計所有熱塑性塑料中有25%是采用注塑成型的。 1878年Hyatt兄弟開發(fā)了第一個多槽模具，但直到1938年Quillery(法國)才發(fā)明了用螺旋增塑人造橡膠并使其成型的一體化機械。 本文將集中論述熱塑性塑料用的往復(fù)螺旋機，除了小容量機械外它已在很大程度上取代了較老的往復(fù)活塞式機械。一輛由冰塊制成的模擬汽車，可以融化(即轉(zhuǎn)化為液態(tài))，倒入任何形狀的空腔，然后冷卻重新變成固體。它們在固化過程中收縮較大或體積減少較多。后者對加工過程也有影響，因為模具腔的壽命從典型的普通樹脂零件大約1,000,000件減少到玻璃纖維填充樹脂零件的約300,000件。模具被緊緊地夾住以抵抗注塑壓力，并在熱塑性塑料的融化溫度以下很好地冷卻。這樣使得方向性停止產(chǎn)生而松弛作用開始增加。圍繞障礙物流動使融化前部的速度下降并產(chǎn)生較高的局部粘性而減少松弛作用。 外殼厚度比受加工變量影響的方式與方向性預(yù)測一樣；也就是它能隨融化或成型溫度及模腔壓力的增加而減少?？梢愿咝У厣a(chǎn)帶有固體外殼的泡沫型芯材料。 3. 質(zhì)量有時難以馬上確定。 (3) 有估計顯示美國生產(chǎn)的所有金屬中約10到15%轉(zhuǎn)變成了切屑。但這會和減少通過刀具散發(fā)的熱量一樣減少刀尖強度。 切削速度v指切削刀具經(jīng)過工件材料的移動速度。然后變形金屬(稱為切屑)流過刀具(前傾)面。在靠近切削面處發(fā)生金屬的劇烈變形，導(dǎo)致在運動刀具前方金屬層產(chǎn)生裂縫。 帶切屑瘤的連續(xù)切屑：這種切屑顯示了粘合或“焊接”在刀具面上材料局部高度變形區(qū)的存在。剪切角越大，切削作業(yè)越好。 3. 耐磨性—切屑刀具與切屑工件的接觸界面處于如此嚴(yán)酷的狀態(tài)，粘附和磨損是很普遍的。改進的刀具材料已經(jīng)被賦予較好的切削性能。從上述公式可以看到，隨著進給的減少，粗糙度指標(biāo)會降低。由于大多數(shù)刀具的磨損機理都是由熱引起的，冷卻切屑刀具接觸界面有助于保持刀具的原有特性，從而延長其使用壽命。磨輪用非常大量的微型切削刃模仿銑刀進行切削。而立式主軸磨床既可以像臥式主軸磨床那樣具有刨床式工作臺也可以具有旋轉(zhuǎn)工作臺。正如料想的那樣，這種方法只在要磨削表面比所用砂輪寬度短時才使用。在這種情況下，砂輪不但繞自身軸線回轉(zhuǎn)，同時還繞被磨削孔的中心線旋轉(zhuǎn)。α角通常取1到 5176。另外孔隙幫助冷卻液容易流動，從而使在磨削作業(yè)中產(chǎn)生的熱量能有效而迅速地散發(fā)。 砂輪的主要尺寸有外徑D、孔徑d和厚度H。一般而言，具有較硬等級的砂輪用于磨削較軟材料，反之亦然。 在實際生產(chǎn)中，為了區(qū)分砂輪采用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注系統(tǒng)，通過用一特定順序?qū)⑺猩鲜鰠?shù)都表示出來。 研磨后的工件表面可能看似平滑，其實布滿著微觀峰、谷、劃痕和凹陷。研磨也可采用特殊成型研具在諸如球形物體和透鏡之類的曲面上進行。用基本術(shù)語說，要電解拋光的物體被浸沒在電解液中并且通上直流電。 。第二步是解吸附過程，即反應(yīng)產(chǎn)物逐漸從晶片表面分離并將新表面暴露給拋光液。無機涂層有電鍍、轉(zhuǎn)化層、熱噴涂、熱浸漬、熔爐熔融、或在材料表面涂上薄膜、玻璃、陶瓷。 陰極是工件，即要鍍的基體，連接到電源的負