第五章 液态成形——铸造.doc

PAGE 郑州航空工业管理学院 《机械制造工程》教案 第8章 PAGE PAGE 13 郑州航空工业管理学院 教案 第八章 其他成形方法 一、教学目的与要求 1.了解粉末成形的基本工艺过程及特点。 2.了解特种陶瓷的基本工艺过程及特点。 3.了解复合材料、塑料的成形工艺。 二、教学课时数 理论教学 2学时 三、教学内容 1. 粉末成形的基本工艺过程及特点。 2. 特种陶瓷的基本工艺过程及特点。 3. 复合材料的成形工艺。 4. 塑料的成形工艺。 四、教学重点与难点 1. 重点 粉末成形的特点及应用。 2. 难点 成形工艺的基本原理。 五、教学方式 多媒体授课 六、参考书籍 1. 邓文英主编：《金属工艺学》（上册，第4版），高等教育出版社，2005年版。 2. 沈其文主编：《材料成形工艺基础》（第三版），华中科技大学出版社，2003年版。 第八章 其他成形方法 第一节 粉末冶金 一、概述 1. 粉末冶金 P178表8-1 粉末冶金是一种特殊的固态成形工艺，它是制取金属粉末，采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。 2. 粉末冶金工艺的基本工序 ⑴ 原料粉末的制取和准备（粉末可以是纯金属或合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其它各种化合物）； ⑵ 将金属粉末制成所需形状的坯块； ⑶ 将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。 3. 粉末冶金技术的特点 ⑴ 克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难，如电灯钨丝和硬质合金的出现； ⑵ 多孔含油轴承的研制成功，继之是机械零件的发展，发挥了粉末冶金少、无切削的特点； ⑶ 促进新材料、新工艺发展。 4. 应用 二、粉末的性能与制取方法 1. 粉末的性能要求 ⑴ 形状 有不规则状、片状、多面体状、树枝状、球状和纤维状等。 不规则状和树枝状颗粒粉末因比表面大，所以成形性好，有利于烧结，但流动性差； 球状颗粒粉末流动性好、填充空隙小，利于烧结，但成形性差； 片状、颗粒粉末成形性和烧结性均差，不适于制造粉末冶金零件。 ⑵ 粒度 粉末颗粒的大小通常用平均直径来表示。颗粒平均直径大于44μm的粉末称为粗粉；10～44μm之间的称为细粉，小于10μm的称为超细粉。粉末颗粒越细小，颗粒间空隙越小，压坯的强度越高，也就越容易烧结。 ⑶ 流动性 流动性是粉末一个重要的工艺性能，是指粉末流经倾斜面的速度。速度越大，粉末的流动性越好。 ⑷ 压缩性与成形性 压缩性是指粉末在一定压力下被压紧的能力，以压坯密度来表示，在相同单位压力下，密度越高，压缩性越好；成形性是指粉末材料压制成形后，压坯保持既定形状的能力，通常以压坯强度的高低衡量。 2. 粉末的制取方法 ⑴ 还原法 ⑵ 雾化法 ⑶ 电解沉积法 ⑷ 机械粉碎法 三、粉末的混合 通常，相同化学组成而粒度不同的粉末的混合叫合批，两种或两种以上不同化学组成的粉末混合均匀的过程叫混合。 粉末混合的目的是使性能不同的组元形成均匀的混合物，以利于压制和烧结时粉末成分与状态均匀一致。 四、压制成形 P181图8-1 五、烧结 如果烧结是在低于压坯组分的最低熔点温度下进行的，则称为固相烧结。固相烧结主要是通过粉末颗粒之间的扩散作用使压坯收缩并得到强化的。 如果烧结是在高熔点组分与低熔点组分之间的温度下进行，则称为液相烧结。液相烧结是通过熔接、化合等方式，使熔化组分包在高熔点固体组分颗粒周围使压坯收缩并强化的。液相烧结可以获得较固相烧结更高强度和密度的烧结体。钨、钴类硬质合金就是通过这种烧结成形的。 六、精整 ⑴ 校形与精压 ⑵ 浸渍 将充满孔隙的烧结体浸入油中，抽真空或加热，使润滑油充满烧结体空隙，从而改善烧结制品的自润化性能，并利于防锈。 ⑶ 热处理 第二节 特种陶瓷成形方法 一、特种陶瓷 陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类，特种陶瓷是以人工化合物为原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。它主要用于高温环境、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。 二、注浆成形 根据所需陶瓷的组成进行配料计算,选择适当的方法制备陶瓷粉体进行混合、塑化、造粒等，才能应用于成形。 注浆成形适用于制造大型的、形状复杂的、薄壁的陶瓷产品，对料浆性能的要求： ⑴ 流动性好、粘度小。利于料浆充型。 ⑵ 稳定性好。料浆能长时间保持稳定，不易沉淀和分层。 ⑶ 含水量和含气量尽可能小等。 注浆方法有空心注浆和实心注浆，为提高注浆速度和坯体质量，可采用压力注浆、离心注浆和真空注浆等新方法。 二、热压铸成形 热压铸成形也是注浆成形的一种，但不同之处在于，它是利用坯料中混入石蜡，利用石蜡的热流