第十五章材料成型

材料成型技术基础材料成型技术是一种将材料加工成所需形状和尺寸的制造方法。

它包括热成型、挤压、压缩成型、注塑成型、吹塑成型和复合成型等多种技术。

下面将对材料成型技术的基础知识进行介绍。

首先是热成型技术。

热成型是利用高温将材料加热到一定温度后，通过压力使其成型的一种方法。

常见的热成型方法有热压成型、热拉伸成型和热吹塑成型。

热成型技术可用于金属材料、塑料、橡胶等。

其次是挤压技术。

挤压是指通过将高温的材料推入压模中，利用模具的形状来使材料成型的一种方法。

挤压技术广泛应用于铝合金、铜合金、塑料等材料的生产。

再次是压缩成型技术。

压缩成型是指将粉末或颗粒材料装入压模中，然后通过压力使其成型。

常用的压缩成型方法有冲压、压铸、注射等。

压缩成型技术适用于金属、陶瓷等材料的制造。

注塑成型技术是指通过将熔融的塑料注入模具中，经过冷却凝固后取出成型的方法。

注塑成型技术广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料管等。

吹塑成型技术是将加热的塑料吹入空气或气体的膨胀中，通过气流的作用使塑料成型。

吹塑成型技术常用于制造塑料瓶、塑料容器等。

最后是复合成型技术。

复合成型是指将多种材料通过压合、热熔等方法使其粘结在一起的一种方法。

常见的复合成型方法有层压、模压和注射等。

复合成型技术可用于制造复合材料、夹层玻璃等产品。

总之，材料成型技术是一种将材料加工成所需形状和尺寸的制造方法。

不同的成型技术适用于不同的材料和产品，对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。

了解和掌握这些基础知识对于进行材料成型工作是至关重要的。

材料成型技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解材料成型技术的基本概念、分类及应用领域；2. 掌握材料成型工艺的原理、过程及关键参数；3. 了解材料成型过程中常见问题及解决办法。

技能目标：1. 能够运用所学知识分析材料成型过程中出现的问题，并提出解决方案；2. 能够熟练操作材料成型设备，完成简单的成型实验；3. 能够运用现代设计方法，设计简单的材料成型产品。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料成型技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生关注环境保护和资源利用，树立绿色生产理念。

课程性质：本课程为技术学科，旨在让学生了解材料成型技术的基本知识，掌握成型工艺，培养实践操作能力和创新精神。

学生特点：初中年级学生，具有一定的物理、化学基础，对新技术、动手操作有较高的兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 材料成型技术概述- 材料成型技术定义、分类及应用领域；- 常见材料成型方法及其特点。

2. 材料成型工艺原理- 金属成型工艺原理及关键参数；- 塑料成型工艺原理及关键参数；- 陶瓷、复合材料成型工艺简介。

3. 材料成型设备与工艺参数- 常见材料成型设备结构、原理及操作；- 工艺参数对成型质量的影响；- 成型工艺参数的优化方法。

4. 材料成型过程中的问题及解决方法- 常见成型缺陷的产生原因及解决方法；- 成型过程中材料性能变化及其控制；- 提高成型质量的措施。

5. 现代材料成型技术简介- 高分子材料成型技术；- 金属粉末成型技术；- 数控成型技术。

6. 实践教学- 简单成型实验操作；- 成型设备操作与维护；- 设计简单的材料成型产品。

教学内容按照教材章节进行组织，确保科学性和系统性。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，逐步引导学生掌握材料成型技术的基本知识和技能。

材料成型原理课后答案材料成型原理是指通过不同的成型工艺，将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。

在工程制造领域中，材料成型是非常重要的一环，它直接影响着制品的质量和性能。

下面就材料成型原理的相关问题进行解答。

1. 什么是材料成型原理？材料成型原理是指将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。

它是通过对原料进行加工，使其发生形状、尺寸和性能的改变，从而得到符合要求的制品。

材料成型原理是工程制造中的重要环节，它直接关系到制品的质量和性能。

2. 材料成型的基本过程是什么？材料成型的基本过程包括原料的预处理、成型工艺和制品的后处理。

首先，原料需要进行预处理，包括清洁、除杂、干燥等工序，以保证原料的质量和加工的顺利进行。

然后，根据制品的要求，选择合适的成型工艺，如锻造、压铸、注塑等，对原料进行加工成型。

最后，对成型后的制品进行后处理，包括去除余渣、表面处理、热处理等工序，以提高制品的质量和性能。

3. 材料成型原理的影响因素有哪些？材料成型原理的影响因素包括原料的性能、成型工艺、成型设备和操作技术等。

首先，原料的性能直接影响着成型的难易程度和制品的质量。

其次，成型工艺的选择和设计对成型效果起着决定性的作用。

成型设备的性能和精度也会影响成型的质量和效率。

操作技术则是保证成型过程顺利进行的重要因素。

4. 材料成型原理的发展趋势是什么？随着科学技术的不断发展，材料成型原理也在不断创新和完善。

未来，材料成型将更加注重节能环保、智能化和数字化。

新材料、新工艺、新设备的不断涌现，将推动材料成型原理朝着高效、精密、绿色的方向发展。

同时，数字化技术的应用将使成型过程更加智能化和可控化，提高生产效率和产品质量。

5. 如何提高材料成型的质量和效率？要提高材料成型的质量和效率，首先需要加强对原料的质量控制，保证原料的质量稳定。

其次，要优化成型工艺和设备，提高成型的精度和效率。

同时，加强操作技术的培训和管理，确保成型过程的稳定和可控。

第一章：液态金属的结构与性质1雷诺数Re：当Re>2300时为紊流，Re<2300时为层流。

Re=Du/v=Duρ/η，D为直径，u 为流动速度，v为运动粘度=动力粘度η/密度ρ。

层流比紊流消耗能量大。

2表面张力：表面张力是表面上平行于切线方向且各方向大小相同等的张力。

润湿角：接触角为锐角时为润湿，钝角时为不润湿。

3压力差：当表面具有一定的曲度时，表面张力将使表面的两侧产生压力差，该压力差值的大小与曲率半径成反比，曲率半径越小，表面张力的作用越显著。

4充型能力：充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充型能力。

5长程无序、近程有序：液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的，液体结构宏观上不具备平移、对称性，表现出长程无序特征；而相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停游荡着的局域有序的原子集团，液体结构表现出局域范围内的近程有序。

拓扑短程序：Sn Ge Ga Si等固态具有共价键的单组元液体，原子间的共价键并未完全消失，存在着与固体结构中对应的四面体局域拓扑有序结构。

化学短程序：Li-Pb Cs-Au Mg-Bi Mg-Zn Mg-Sn Cu-Ti Cu-Sn Al-Mg Al-Fe等固态具有金属间化合物的二元熔体中均有化学短程序的存在。

6实际液态金属结构：实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇空穴所组成，同时也含有各种固态液态和气态杂质或化合物，而且还表现出能量结构及浓度三种起伏特征，其结构相对复杂。

能量起伏：液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停的变化，时高时低，这种现象成为能量起伏。

结构起伏：由于能量起伏，液体中大量不停游动的局域有序原子团簇时聚时散，此起彼伏而存在结构起伏。

浓度起伏：游动原子团簇之间存在着成分差异，而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化，这一现象成为浓度起伏。

材料成形基础教学设计导言材料成形是现代制造过程中非常重要和基础的一环，它涉及到许多不同领域。

因此，材料成形技术的掌握对于制造业的发展和提高生产效率至关重要。

本教学设计的目的是为了帮助初学者了解材料成形的基本理论，并培养他们的实际操作技能。

教学目标1.了解材料成形技术的基本概念和原理。

2.掌握常用的材料成形工具，包括模具、机床等。

3.学会设计使用材料成形技术进行生产的产品。

4.能够通过计算和实验评估材料成形的成功程度。

5.能够通过数据的分析和解读，优化材料成形过程，提高生产效率。

教学内容和方法教学内容第一部分: 材料成形原理与技术1.定义材料成形及其分类。

2.材料成形条件和工艺选择。

3.材料力学、热力学、流变学等基础理论。

4.常用成形工艺的原理与应用。

5.产品设计与成形工艺的联系。

第二部分：材料成形工具与设备1.模具的类型和构成。

2.常用的成形机床及其原理。

3.数控成形机床和计算机模拟技术。

第三部分：材料成形实验1.选取典型的材料成形方法进行试验操作。

2.试验结果收集与分析。

3.实验报告编写。

教学方法本课程将运用如下教学方法和手段：1.理论讲授，阐述材料成形的基本原理和相关知识点。

2.班组讨论，以促进学生对理论知识的深入理解和分享。

3.基于真实案例的案例分析，培养学生在复杂情况下的能力。

4.成形实验操作，让学生深入体会材料成形的过程和实际应用。

5.数字技术的实践，利用计算机技术来辅助材料成形的计算和模拟。

教学评估本课程将运用下列方法对学生进行评估：1.课程作业：涉及到理论知识的考试和任务，包括实验报告编写，模拟数据分析等。

2.其他平时作业和班组讨论内容的评估，以检验大家对知识的掌握情况。

3.具体实验分析的结果，包括实验成果，实验数据和实验报告的分析等。

4.综合实践单位评估，考核实际应用的能力。

结论材料成形学科是制造科学的基础和核心领域之一。

本教学设计内容涵盖了理论知识、实验操作、数码模拟和实际案例分析等多种形式，将核心知识点与实际应用相结合，旨在培养学生掌握和应用材料成形技术的能力，为制造科学的发展和应用做出贡献。

材料成形技术基础材料成形技术是将原材料通过加工和加热等方式进行形状改变的一种工艺技术。

它是现代工业生产中最为基础的一种技术，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、建筑等众多领域。

材料成形技术的基础包括材料性质、成形工艺、模具设计和材料成型设备等方面。

首先，了解材料的性质对于材料成形技术至关重要。

不同的材料在成形过程中的行为和特性会有所不同，因此在进行材料成形之前，首先需要对材料进行分析和测试，了解其力学性能、热学性能以及变形性能等方面的特点。

这些性能对于选择适当的成形工艺和加工参数具有重要影响。

其次，成形工艺是材料成形技术的关键。

成形工艺是指通过施加力和温度等条件改变材料形状的过程。

常见的成形工艺包括铸造、锻造、轧制、挤压、拉伸、剪切等。

不同的成形工艺适用于不同类型的材料和形状要求，因此需要根据具体的情况选择适当的成形工艺。

第三，模具设计是材料成形技术中的重要环节。

模具是将材料成形成所需形状的关键工具。

模具设计需要根据材料性质、成形工艺和产品要求等因素合理设计模具的结构和形状。

同时，模具的加工精度和表面光洁度对于成形工艺的控制也具有重要影响，因此在模具设计中需要考虑这些因素。

最后，材料成型设备是实施材料成形技术的基础。

不同的材料成形工艺需要相应的设备，如高温炉、锻压机、挤压机、轧机等。

这些设备需要具备相应的功率、控制精度和稳定性，以保证材料能够按照预定的工艺要求进行成形。

总结起来，材料成形技术基础包括材料性质、成形工艺、模具设计和材料成型设备等方面。

了解材料性质、选择适当的成形工艺、合理设计模具和使用符合要求的成型设备是确保材料成形质量的关键。

随着科学技术的发展，材料成形技术的研究不断推进，使得各种新材料和新工艺得以应用，推动了工业生产的进一步发展。

材料成形技术基础材料成形技术是指通过对材料进行加工、变形或组装，使其得到所需形状和性能的一种技术。

在现代制造业中，材料成形技术占据着非常重要的地位，它涉及到诸多工业领域，如航空航天、汽车制造、电子设备等。

因此，对材料成形技术的基础知识有着深入的了解，对于从事相关行业的人员来说至关重要。

首先，材料成形技术的基础包括材料的性能和特性。

不同的材料具有不同的物理、化学性质，这决定了它们在成形过程中的行为。

例如，金属材料通常具有较好的塑性和导热性，适合进行锻造、压铸等成形工艺；而塑料材料则具有良好的可塑性和耐腐蚀性，适合注塑、挤出等成形工艺。

因此，了解材料的性能和特性对于选择合适的成形工艺至关重要。

其次，材料成形技术的基础还包括成形工艺的原理和方法。

成形工艺是指利用机械设备对材料进行加工、变形或组装的方法。

常见的成形工艺包括锻造、压铸、注塑、挤出等。

每种成形工艺都有其独特的原理和方法，需要根据不同的材料和产品要求进行选择。

同时，了解成形工艺的原理和方法，能够帮助我们更好地掌握成形过程中的关键技术和要点，提高产品质量和生产效率。

另外，材料成形技术的基础还包括成形设备和工具的选择和运用。

不同的成形工艺需要配备相应的设备和工具，如锻造需要锻压机、冲压需要冲床、注塑需要注塑机等。

选择合适的成形设备和工具，并正确地进行操作和维护，对于保证成形过程的稳定性和产品质量至关重要。

最后，材料成形技术的基础还包括对成形过程中可能出现的问题和缺陷的分析和解决方法。

在实际生产中，成形过程中可能会出现各种问题和缺陷，如气孔、裂纹、变形等。

了解这些问题和缺陷的成因，以及采取相应的解决方法，能够帮助我们及时发现和解决问题，提高产品质量和生产效率。

综上所述，材料成形技术的基础知识包括材料的性能和特性、成形工艺的原理和方法、成形设备和工具的选择和运用，以及对成形过程中可能出现的问题和缺陷的分析和解决方法。

这些基础知识对于从事相关行业的人员来说至关重要，能够帮助他们更好地掌握成形技术，提高产品质量和生产效率。

《材料成型理论基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成型理论基础英文名称：Fundamentals for Materials Processing二、课程编码及性质课程编码：0809554课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：56学分：3.5四、先修课程工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1．让学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有较全面、深入的理解，掌握其基本原理和规律。

2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。

3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。

4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。

5．了解高分子材料的组织转变及流动、成形的基本规律。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以材料成形工艺的理论基础为主线，根据成形加工过程中材料所处或经历的状态，分为液态凝固成形、固态塑性成形、连接成形、塑料注射成形等几类，学习材料在成形过程中的组织结构、性能、形状随外在条件的不同而变化的规律性知识。

2）本课程着重利用前期所学的物理、化学等基础理论，以及传热学、流体力学等专业基础理论知识，学习液态成形、塑性成形、连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，包括共性原理，同时也要注重个性规律性认识。

3）课程将重点或详细介绍三种主要材料成形方法中的主要基础理论和专门知识，阐述这些现象的本质，揭示变化的规律。

而对次要成形方法的基本原理或发展状况等只作简要介绍或自学。

4）重点学习的章节内容包括：第4章“单相合金与多相合金的凝固”（6学时）、第5章“铸件凝固组织的形成与控制”（6学时）、第7章“焊缝及其热影响区的组织和性能”（6学时）、第8章“成形过程的冶金反应原理”（6学时）、第11章“应力与应变理论”（4学时）、第12章“屈服准则”（6学时）。

材料成型基本原理第三版1. 引言材料成型是现代工程领域中的一个重要分支，它涉及到将原料经过一系列加工工艺转化为具有特定形状和性能的成品。

在材料成型过程中，了解基本原理是至关重要的。

本文将介绍材料成型的基本原理，帮助读者理解材料加工的核心概念。

2. 塑性变形塑性变形是材料成型过程中最常见的一种变形方式。

它通过施加外力将材料的原子层次结构发生改变，从而改变材料的形状和性能。

塑性变形的基本原理可以归纳为以下几点：•结晶结构：材料的晶体结构决定了它的塑性行为。

晶体结构中存在着晶粒和晶界，晶粒之间由晶界相连。

当外力作用于材料上时，晶粒会发生滑移和变形，从而导致整个材料发生变形。

•滑移系和滑移面：材料的滑移是指晶粒沿着特定的滑移面发生相对滑动。

滑移系由滑移面和滑移方向确定，不同材料具有不同的滑移系。

通过控制滑移系的选择，可以实现对材料成型过程中塑性变形的调控。

•晶粒的重新排列：材料的塑性变形通常会导致晶粒的重新排列，从而改变材料的形状。

这种重新排列可以通过热处理或机械加工等方法来进一步调控。

3. 成型工艺成型工艺是指将材料加工成特定形状的过程。

常见的成型工艺包括压力成型、热成型和光学成型等。

这些工艺的基本原理如下：•压力成型：压力成型是指通过施加压力将材料塑性变形成特定形状的工艺。

常见的压力成型方法包括挤压、锻造和冲压等。

这些方法通常需要借助模具来控制材料的形状。

•热成型：热成型是指通过加热材料来使其软化并成型的工艺。

常见的热成型方法包括热压缩、热注塑和热拉伸等。

在热成型过程中，材料的塑性性质会发生改变，从而实现成型的目的。

•光学成型：光学成型是一种利用光学原理进行成型的方法。

例如，通过激光加热材料来实现微观尺度的成型，或者利用光学投影技术将光束聚焦在材料上以实现成型。

4. 成型设备成型设备是实现材料成型工艺的关键设备。

不同的成型工艺需要不同的设备来实现，例如挤出机、注塑机和压力机等。

这些设备的基本原理如下：•挤出机：挤出机是一种用于挤压塑料等材料的设备。

材料成型基础材料成形技术主要研究各种成形工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用；各种成形方法的工艺过程和成形件的结构工艺性。

简单说，这门课程是研究获得零件毛坯的方法。

机械产品的产生过程大致如下：设计与制造（1）设计——图纸（2）制造的过程一般是先用铸造、压力加工、焊接、粉末冶金等材料成形方法获得毛坯；然后再经过机械加工来获得合格零件；而且为了改善零件的机械性能，常要经过热处理；最后，将合格零件组合（装配）到一起便得到所需要的机械产品。

本课程讲授的主要内容有铸造、压力加工、焊接、粉末冶金、非金属材料的成形及毛坯的选择六个部分。

前五部分是研究成形工艺的，每一种成形工艺都包括五方面内容：成形原理、成形方法、工艺设计、成形件结构工艺性及新技术新发展。

毛坯的选择则主要介绍各类毛坯的特点及应用场合、毛坯的选择原则。

学习本课程应达到的基本要求：掌握各种毛坯成型工艺的基本原理及工艺特点；能够初步设计一般零件的毛坯结构；具有选择毛坯及工艺分析的初步能力。

参考教材：《热加工工艺基础》主编：任福东机械工业出版社《金属工艺学》主编：丁德全机械工业出版社 1.金属的液态成型金属的液态成型又称铸造，它是利用液态金属的流动来获得具有一定尺寸和形状的铸件的成型方法。

其生产过程为：准备铸型（造型）→将熔融金属浇入铸型（浇ⅲ 坛尚巍 渖扒謇怼 ? 2.铸件铸造成形所得的毛坯或零件。

3.生产特点（1）成形方便——液体的形状= 容器的形状（2）适应性强（3）成本较低（4）力学性能特别是冲击性能较低。

天坛大佛 4.应用场合（1）形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯或零件，如发动机机体和缸盖等。

（2）尺寸大、重量大的零件，如重型机械零件、机床床身等。

（3）力学性能要求不高，或主要承受压应力作用的零件，如各种底座、支架。

（4）特殊性能要求的零件，如内燃机主轴瓦为用嵌铸生产的双金属件。

5．铸造方法（液态成型方法）：砂型铸造：应用最广泛的铸造方法；特种铸造：金属型铸造；压力铸造；离心铸造；熔模铸造；低压铸造；新型铸造方法：陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造、真空吸铸、连续铸造。