材料成形技術(shù)基礎(chǔ)非金屬材料(編輯修改稿)
2025-05-26 12:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在注漿過程中，人為地對料漿施加外力，以加速注漿過程進(jìn)行，提高吸漿速度，使坯體致密度與強(qiáng)度得到提高。強(qiáng)化注漿法有真空注漿、離心注漿和壓力注漿等。 適用范圍 ：注漿成型適于制造大型厚胎、薄壁、形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品。 優(yōu)點(diǎn) ：成型工藝簡單， 缺點(diǎn) ：勞動強(qiáng)度大，不易實(shí)現(xiàn)自動化，且坯體燒結(jié)后的密度較小，強(qiáng)度較差，收縮、變形較大，所得制品的外觀尺寸精度較低，因此性能要求較高的陶瓷一般不采用此法生產(chǎn)。 新型陶瓷成型方法 二、壓制成型 壓制成型是將經(jīng)過造粒的粒狀陶瓷粉料，裝入模具內(nèi)直接受壓力而成型的方法。 （一） 造粒 造粒即制備壓制成型所用的坯料，它是在陶瓷原料細(xì)粉中加入一定量的塑化劑（如 4%～ 6%的濃度為 5%的聚乙烯醇水溶液，作用是使本無塑性的坯料具有可塑性），制成粒度較粗（約 20目左右）、含一定水分、具有良好流動性的團(tuán)粒，以利于陶瓷坯料的壓制成型。 （二） 壓制方法 壓制方法主要有干壓成形、等靜壓成形和熱壓燒結(jié)成形等。 1．干壓成形 將粉料填充到模具內(nèi)部后，通過單向或雙向加壓，將粉料壓制成所需形狀。含水量 ＜ 7%。 新型陶瓷成型方法 干壓成形的密度梯度 a)單向加壓 b)雙向加壓 新型陶瓷成型方法 ? 單向加壓 時(shí)，壓力的不均勻分布更明顯，而且坯體高度與直徑之比愈大，壓力分布愈不均勻。 ? 雙向加壓 方式是上下壓頭（柱塞）從兩個(gè)方向向模套內(nèi)加壓，壓力分布的不均勻程度減輕，故壓坯密度相對較均勻。 為保證坯體質(zhì)量，干壓成形時(shí)需根據(jù)坯體形狀、大小、壁厚及粉料流動性、含水量等情況，控制好成形壓力（一般為 40～100MPa）、加壓速度與保壓時(shí)間等工藝參數(shù) 。 優(yōu)點(diǎn)： 操作方便，生產(chǎn)周期短，效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，適宜大批量生產(chǎn)形狀簡單（圓截面形、薄片狀等）、尺寸較?。ǜ叨葹?～ 60mm、直徑 5～ 50mm）的制品； 由于坯體含水或其它有機(jī)物較少，因此坯體致密度較高，尺寸較精確，燒結(jié)收縮小，瓷件力學(xué)強(qiáng)度高。 缺點(diǎn)： 干壓成形坯體具有明顯的各向異性，也不適于尺寸大、形狀復(fù)雜制品的生產(chǎn)； 所需的設(shè)備、模具費(fèi)用較高。 新型陶瓷成型方法 新型陶瓷成型方法 是利用液體或氣體介質(zhì) 均勻傳遞壓力 的性能，把陶瓷粒狀粉料置于有彈性的軟模中，使其受到液體或氣體介質(zhì)傳遞的均衡壓力而被壓實(shí)成形的一種新型壓制成形方法。 特點(diǎn)：坯體密度高且均勻，燒結(jié)收縮小，不易變形，制品強(qiáng)度高、質(zhì)量好，適于形狀復(fù)雜、較大且細(xì)長制品的制造。但等靜壓成形設(shè)備成本高。 分類：冷等靜壓成形與熱等靜壓成形兩種。 新型陶瓷成型方法 冷等靜壓成型 在室溫下，采用高壓液體傳遞壓力的等靜壓成形，根據(jù)使用模具不同又分為濕式等靜壓成形和干式等靜壓成形兩種。 冷等靜壓成形 a)濕式 b)干式 模具兩頭并不施壓，適宜成型長型、薄壁、管狀制品 效率不高，成型多品種、形狀復(fù)雜、產(chǎn)量小和大型制品。 兩者區(qū)別在哪里？ 新型陶瓷成型方法 濕式 冷等靜壓（液體為傳壓介質(zhì)） 干式 冷等靜壓（氣體或彈性體為傳壓介質(zhì)） 冷等靜壓 這種成形方法借鑒了金屬壓鑄成形的工藝思路，利 用石蠟的高溫流變特性，對陶瓷石蠟流體進(jìn)行壓力下的 鑄造成形。 三 、 熱壓鑄成形 1）料漿的制備： 將經(jīng)過陶瓷粉體與 6～ 12％石蠟和～ 1％硬脂酸或油酸表面活性劑加熱到 60～ 80℃ 再與熔化的石蠟混合即可。 2）壓鑄： 在壓縮空氣作用下充型，保壓冷卻，脫模。 借鑒金屬的擠 壓成形和軋制成 形工藝。 四 、 塑性成形 將具有可塑性的泥料，通過擠機(jī)嘴成形。 ? 擠制成形 將陶瓷粉體和粘結(jié)劑、溶劑等置于軋輥上混 煉，使之混合均勻，伴隨吹風(fēng)，溶劑逐步揮發(fā)，形成一 層厚膜；調(diào)整 軋輥間距，反 復(fù)軋制，可制 得薄片瓷坯。 ? 軋膜成形 復(fù)合材料： 將兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合在一起，構(gòu)成的性能比其組成材料優(yōu)異的一類新型材料。 組成： 一類作為基體材料，形成幾何形狀并起粘接作用，如樹脂、陶瓷、金屬等；另一類作為增強(qiáng)材料，起提高強(qiáng)度或韌度作用，如纖維、顆粒、晶須等。 第五節(jié) 復(fù) 合 材 料 成 形 特點(diǎn)： 復(fù)合材料具有的可設(shè)計(jì)性、材料和制品一致性的特點(diǎn)；應(yīng)當(dāng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀和性能要求來選擇成形方法 。 結(jié)構(gòu)： 復(fù)合材料是由連續(xù)的基體相包圍以某種規(guī)律分布于其中的分散強(qiáng)化相而形成的 多相材料。 復(fù)合材料的成形工藝主要取決于復(fù)合材料的基體 ，一般情況下，其基體材料的成形工藝方法也常常適用于以該類材料為基體的復(fù)合材料，特別是以顆粒、晶須及短纖維為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。 成型工藝舉例： 金屬材料的各種成形工藝多適用于顆粒、晶須及短纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料，包括壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造、擠壓、軋制、模鍛等。 （一）熱固性樹脂基復(fù)合材料的成形 熱固性樹脂基復(fù)合材料以 熱固性樹脂為基體，以無機(jī)物、有機(jī)物為增強(qiáng)材料 。 常用的熱固性樹脂有不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等； 常用的增強(qiáng)材料有碳纖維（布）、玻璃纖維（布、氈）、有機(jī)纖維（布）、石棉纖維等。碳纖維常用以增強(qiáng)環(huán)氧樹脂，玻璃纖維常用以增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂。 熱固性樹脂基復(fù)合材料的成形方法主要有： 樹脂基復(fù)合材料成形 （ 1）手糊成形 先在涂有脫模劑的模具上均勻涂上一層樹脂混合液，再將裁剪成一定形狀和尺寸的纖維增強(qiáng)織物，按制品要求鋪設(shè)到模具上，用刮刀、毛刷或壓棍使其平整并均勻浸透樹脂、排除氣泡。多次重復(fù)以上步驟層層鋪貼，直至所需層數(shù)，然后固化成形，脫模修整獲得坯件或制品。 熱固性復(fù)合材料成形 特點(diǎn)： 操作技術(shù)簡單、靈活，適于多品種、小批量生產(chǎn)，不受制品尺寸和形狀的限制，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求手糊成形不同厚度、不同形狀的制品。 生產(chǎn)效率低，勞動條
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