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1、第七章第七章 高分子材料成形与加工高分子材料成形与加工第二节第二节 橡胶成形加工橡胶成形加工高弹性:在外力作用下具有较大的高弹性:在外力作用下具有较大的弹性形变弹性形变,最高,最高可达可达1000%,除去外力后变形很快恢复;,除去外力后变形很快恢复;柔软性好、硬度低;柔软性好、硬度低;具有高分子材料的共性:粘弹性、绝缘性、环境老具有高分子材料的共性:粘弹性、绝缘性、环境老化性、密度小。化性、密度小。橡胶的特征橡胶的特征大分子构象变化大分子构象变化带来的熵弹性。带来的熵弹性。橡胶的分类橡胶的分类通用合成橡胶通用合成橡胶特种合成橡胶特种合成橡胶丁苯橡胶(丁苯橡胶(SBR)顺丁橡胶(顺丁橡胶(BR)
2、丁腈橡胶(丁腈橡胶(NBR)乙丙橡胶(乙丙橡胶(EPDM)氯丁橡胶(氯丁橡胶(CR)异戊橡胶(异戊橡胶(IR)硅橡胶(硅橡胶(SiR)氟橡胶(氟橡胶(FPM)聚氨酯橡胶(聚氨酯橡胶(PU)按来源和按来源和用途分用途分合成合成 橡胶橡胶天然橡胶天然橡胶按形态分:固体、液体、粉末橡胶按形态分:固体、液体、粉末橡胶(1)橡胶的配合)橡胶的配合根据制品性能要求,进行配方设计根据制品性能要求,进行配方设计生胶体系:生胶体系: 天然橡胶、合成橡胶、生胶的替代材料(再生胶及热塑性树脂等)天然橡胶、合成橡胶、生胶的替代材料(再生胶及热塑性树脂等)硫化体系:硫化体系: 硫化剂:硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化
3、合物、胺类化合硫化剂:硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物等;物等; 硫化促进剂;硫化促进剂; 硫化活性剂(提高促进剂的活性)硫化活性剂(提高促进剂的活性)增强体系:增强体系: 炭黑、白炭黑等(轮胎里含量达到炭黑、白炭黑等(轮胎里含量达到50%,增强、耐磨),增强、耐磨)另:增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。另:增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。橡胶的配合与加工工橡胶的配合与加工工艺艺 以生胶为主要成分,添加各种配合剂和增强以生胶为主要成分,添加各种配合剂和增强材料制成的。材料制成的。 生生 胶胶 指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源指无配合剂、未经硫化
4、的橡胶。按原料来源有天然橡胶和合成橡胶。有天然橡胶和合成橡胶。q 橡胶的组分橡胶的组分 用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂等。防老化剂、着色剂等。 硫化剂硫化剂: : 使生胶结构由线型转变为交联体型结构使生胶结构由线型转变为交联体型结构 常用硫化剂有硫磺和含硫化合物,有机过氧化常用硫化剂有硫磺和含硫化合物,有机过氧化物,胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。物,胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。 配合剂配合剂 活化剂:活化剂:用来提高促进剂的活性
5、。用来提高促进剂的活性。 常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。硫化促进剂硫化促进剂: :缩短硫化时间,降低硫化温度,改善橡胶性能。缩短硫化时间,降低硫化温度,改善橡胶性能。 常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类等有机物。噻唑类等有机物。 填充剂:填充剂: 提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。 补强剂如炭黑、白炭黑、氧化锌、氧化镁等;补强剂如炭黑、白炭黑、氧化锌、氧化镁等; 用于降低成本的填充剂,如滑石粉、硫酸钡等。用于降低成本的填充剂,如滑石粉、硫酸钡等。 增塑
6、剂:增塑剂: 增加橡胶的塑性和柔韧性。增加橡胶的塑性和柔韧性。 常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑剂。系列增塑剂。 防老剂:防老剂:防止或延缓橡胶老化。防止或延缓橡胶老化。 硫硫 化化胺类胺类酚类酚类作用机理作用机理化学防老化学防老物理防老如石蜡物理防老如石蜡(2)橡胶加工工艺)橡胶加工工艺包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等工艺。硫化等工艺。a. 塑炼:塑炼: 使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程,使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程,依靠机械力、热和氧的作用,使橡胶大分子断裂,以降低
7、依靠机械力、热和氧的作用,使橡胶大分子断裂,以降低分子量、粘度、弹性,获得可塑性、流动性和可加工性;分子量、粘度、弹性,获得可塑性、流动性和可加工性; 设备:开炼机、密炼机设备:开炼机、密炼机橡胶的配合与加工工艺橡胶的配合与加工工艺b. 混炼:混炼: 将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶 设备:开炼机、密炼机设备:开炼机、密炼机塑塑炼炼胶胶促促进进剂剂、活活性性剂剂、防防老老剂剂增增塑塑剂剂硫硫化化剂剂增增强强剂剂、填填充充剂剂 利用压延机辊筒之间的挤利用压延机辊筒之间的挤压力作用,使物料发生塑性压力作用,使物料发生塑性流动变形,制成具有一定断流动变形,
8、制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何面尺寸规格和规定断面几何形状的片状或薄膜状材料;形状的片状或薄膜状材料;或者将聚合物覆盖并附着于或者将聚合物覆盖并附着于纺织物表面,如胶布。纺织物表面,如胶布。c. 压延压延压延完成的作业:胶料的压片、压型、贴合、纺织物的贴压延完成的作业:胶料的压片、压型、贴合、纺织物的贴胶、擦胶胶、擦胶 设备:压延机,最普遍为三辊或四辊设备:压延机,最普遍为三辊或四辊 压片:把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面的胶片。压片:把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面的胶片。 压型:将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形状的带状胶压型:将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形
9、状的带状胶片,主要制造胶鞋大底、轮胎胎面。片,主要制造胶鞋大底、轮胎胎面。 贴合:通过压延使两层薄胶片合成一层胶片。贴合:通过压延使两层薄胶片合成一层胶片。 纺织物的贴胶:使胶料和织物挂胶织物的作业。纺织物的贴胶:使胶料和织物挂胶织物的作业。 纺织物的擦胶:利用压延机辊筒转速不同,把胶料擦入织物纺织物的擦胶:利用压延机辊筒转速不同,把胶料擦入织物线缝中。线缝中。d.压出:压出: 胶料通过胶料通过压出机或螺杆挤出压出机或螺杆挤出机机制成各种复杂断面形状的半制成各种复杂断面形状的半成品的工艺过程成品的工艺过程制品:胶条、胶管、门窗密封制品:胶条、胶管、门窗密封条条e. 成型:成型: 把构成制品的各
10、部件,通过粘贴、压合等方法组成具把构成制品的各部件,通过粘贴、压合等方法组成具有一定形状的整体的制品。有一定形状的整体的制品。f. 硫化:硫化: 胶料在一定压力和温度下,橡胶大分子由线性结构胶料在一定压力和温度下,橡胶大分子由线性结构变为网状结构的交联过程。变为网状结构的交联过程。 橡胶的成型的主要工艺过程包括:橡胶的成型的主要工艺过程包括: 炼胶,包括塑(素)炼和混炼炼胶,包括塑(素)炼和混炼 成型成型 硫化(交联)硫化(交联)生胶生胶塑炼塑炼塑炼胶塑炼胶混炼胶混炼胶硫化胶硫化胶(制品制品)混炼混炼硫化硫化助剂:补强、填充剂,软化助剂:补强、填充剂,软化(增塑增塑)剂,硫化剂,促进剂,防老剂
11、等剂,硫化剂,促进剂,防老剂等 98%NR来自巴西橡胶树(三叶橡胶树);来自巴西橡胶树(三叶橡胶树); 全世界全世界NR的的90%以上产自东南亚地区,主要是马来西以上产自东南亚地区,主要是马来西亚、印尼、斯里兰卡、泰国;亚、印尼、斯里兰卡、泰国; 至今至今NR的消耗量仍约占橡胶总消耗量的的消耗量仍约占橡胶总消耗量的40%天然橡胶(天然橡胶(NRNR)天然橡胶的制备与分类天然橡胶的制备与分类新新鲜鲜胶胶乳乳稀稀释释除除杂杂浓浓缩缩凝凝固固脱脱水水干干燥燥分分级级包包装装浓浓缩缩胶胶乳乳 固体天然橡胶分为通用天然橡胶、特制天然橡胶和固体天然橡胶分为通用天然橡胶、特制天然橡胶和改性天然橡胶。改性天然
12、橡胶。(1 1)通用天然橡胶)通用天然橡胶 ( 8( 8个品种、个品种、3535个级别)个级别)烟片胶:烟片胶:经凝固、压片、烟熏等工艺制成经凝固、压片、烟熏等工艺制成的表面带菱形花纹的棕色胶片。的表面带菱形花纹的棕色胶片。烟片胶综合性能好,保存时间长,烟片胶综合性能好,保存时间长,物理力学性能是物理力学性能是NR中最好的,可中最好的,可用于轮胎和一般橡胶制品。用于轮胎和一般橡胶制品。天然橡胶分类天然橡胶分类皱片胶:皱片胶:制备方法与烟片胶相似,只是干燥时用热空气而制备方法与烟片胶相似,只是干燥时用热空气而不是烟熏。不是烟熏。其中白皱片优于褐皱片,褐皱片只适合制作一般橡胶制品。其中白皱片优于褐
13、皱片,褐皱片只适合制作一般橡胶制品。颗粒胶(标准胶):颗粒胶(标准胶):将压皱的胶片经造粒机制成小颗粒,经空气干燥而成。将压皱的胶片经造粒机制成小颗粒,经空气干燥而成。 60年代在马来西亚发展起来的一个新胶种,现成为天年代在马来西亚发展起来的一个新胶种,现成为天然橡胶的大宗产品,其产量已超过烟胶片、皱片胶产量的然橡胶的大宗产品,其产量已超过烟胶片、皱片胶产量的总和。我国标准胶产量约占天然橡胶总产量的总和。我国标准胶产量约占天然橡胶总产量的70以上。以上。(2)特制天然橡胶)特制天然橡胶低粘度橡胶低粘度橡胶恒粘度橡胶恒粘度橡胶易操作橡胶易操作橡胶纯化天然橡胶纯化天然橡胶 采用某些特殊的方法将普通
14、的天然橡胶制成具有特殊采用某些特殊的方法将普通的天然橡胶制成具有特殊操作性能或物理化学性能的生胶。操作性能或物理化学性能的生胶。(3)改性天然橡胶)改性天然橡胶接枝天然橡胶接枝天然橡胶采用化学处理方法改变原来的化学结构和物理状态。采用化学处理方法改变原来的化学结构和物理状态。难结晶天然橡胶难结晶天然橡胶热塑性天然橡胶热塑性天然橡胶液体天然橡胶液体天然橡胶(1)天然橡胶的组成)天然橡胶的组成主要成分:橡胶烃主要成分:橡胶烃非橡胶成分非橡胶成分: 58%,如蛋白质、丙酮抽出物、灰分、水分等,如蛋白质、丙酮抽出物、灰分、水分等天然橡胶的组成与结构天然橡胶的组成与结构(2)天然橡胶的结构)天然橡胶的结
15、构主要成分橡胶烃是顺式主要成分橡胶烃是顺式-1,4-聚异戊二烯的线性高聚物聚异戊二烯的线性高聚物CH2CH3CCH2CHn天然橡胶的性能和应用天然橡胶的性能和应用加工性能好,容易进行塑炼、混炼、压延、压出等;加工性能好,容易进行塑炼、混炼、压延、压出等; 良好的耐屈挠疲劳性能,滞后损失小,良好的气密性、良好的耐屈挠疲劳性能,滞后损失小,良好的气密性、防水性、电绝缘性和隔热性;防水性、电绝缘性和隔热性; 缺点:耐油性、耐老化性(臭氧、热氧)差;缺点:耐油性、耐老化性(臭氧、热氧)差; 具有最好的综合力学性能和加工性能,广泛应用于轮具有最好的综合力学性能和加工性能,广泛应用于轮胎、胶管、胶带等各种
16、工业橡胶制品,是用途最广的橡胎、胶管、胶带等各种工业橡胶制品,是用途最广的橡胶品种。胶品种。 弹性佳,强度较高;弹性佳,强度较高;通用合成橡胶通用合成橡胶1、丁苯橡胶、丁苯橡胶(styrene butadiene rubber, SBR) 丁二烯和苯乙烯的共聚物,是最早工业化的合成橡胶;丁二烯和苯乙烯的共聚物,是最早工业化的合成橡胶;2005年,年,SBR约占合成橡胶总产量的约占合成橡胶总产量的37.4,是产量和消,是产量和消耗量最大的合成橡胶胶种。耗量最大的合成橡胶胶种。聚合方法:乳液聚合(自由基)、溶液聚合(阴离子)聚合方法:乳液聚合(自由基)、溶液聚合(阴离子)(1)制备和品种)制备和品
17、种CH2CCH2CHHCH2CCH2CHHxyzCHCH乳液聚合丁苯橡胶乳液聚合丁苯橡胶溶液聚合溶液聚合丁苯橡胶丁苯橡胶高温丁苯橡胶(高温丁苯橡胶(1000系列)系列)低温丁苯橡胶(低温丁苯橡胶(1500系列)系列)烷基锂溶聚丁苯橡胶烷基锂溶聚丁苯橡胶高苯乙烯丁苯橡胶高苯乙烯丁苯橡胶低温低温充油丁苯充油丁苯橡胶(橡胶(1700系列)系列)低温丁苯橡胶炭黑母炼胶(低温丁苯橡胶炭黑母炼胶(1600系列)系列)醇烯溶聚橡胶醇烯溶聚橡胶锡偶联溶聚丁苯橡胶锡偶联溶聚丁苯橡胶高反式丁苯橡胶高反式丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶羧基丁苯橡胶羧基丁苯橡胶不饱和度比不饱和度比NR低,双键的反应活性也略低于低,双键的反应
18、活性也略低于NRSBR的耐热性、耐老化性、耐磨性均优于的耐热性、耐老化性、耐磨性均优于NR; SBR加工性能不如加工性能不如NR,不容易塑炼,对炭黑浸润性差,不容易塑炼,对炭黑浸润性差抗湿滑性能好,对路面的抓着力大,且具有一定的耐磨抗湿滑性能好,对路面的抓着力大,且具有一定的耐磨性,是轮胎胎面胶的好材料。性,是轮胎胎面胶的好材料。(2)丁苯橡胶的性能)丁苯橡胶的性能主要应用于轮胎工业,也适合于胶管、胶带、胶鞋以主要应用于轮胎工业,也适合于胶管、胶带、胶鞋以及其他橡胶制品。及其他橡胶制品。高高St的的SBR适合制造高硬度质轻的制品,如鞋底、滑适合制造高硬度质轻的制品,如鞋底、滑冰轮、铺地材料、硬
19、质胶管等。冰轮、铺地材料、硬质胶管等。(3)丁苯橡胶的应用)丁苯橡胶的应用2005年产量占到合成橡胶产量的年产量占到合成橡胶产量的23聚合方法:乳液聚合、聚合方法:乳液聚合、溶液聚合溶液聚合( 1,2-加成、顺式加成、顺式1,4-加成、加成、反式反式1,4-加成)加成)(1)制备和品种)制备和品种2、聚丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶(butadiene rubber, BR)CH2CCH2CHHx乳液聚合乳液聚合BR溶液聚合溶液聚合超高顺式超高顺式BR(98%)反式反式BR(反式(反式 95%、 室温为非橡胶态)室温为非橡胶态)低顺式低顺式BR(顺式(顺式3540%,Li催化剂)催化剂)高顺式高顺式
20、BR(顺式(顺式9698%,Ni、Co催化剂)催化剂)聚丁二聚丁二烯烯 橡胶橡胶高、中乙烯基高、中乙烯基BR( 70%、 3555%)本体聚合:丁钠橡胶(已淘汰)本体聚合:丁钠橡胶(已淘汰)q 优异的弹性和耐低温性能:顺丁橡胶是通用橡胶中弹性优异的弹性和耐低温性能:顺丁橡胶是通用橡胶中弹性和耐寒性最好的和耐寒性最好的q 优异的耐磨性能:与路面的摩擦系数小,耐磨性能优于优异的耐磨性能:与路面的摩擦系数小,耐磨性能优于NR和和SBR,特别适于轮胎、鞋底、鞋后跟的制备,特别适于轮胎、鞋底、鞋后跟的制备q 填充性好,对炭黑的浸润能力强,使其较好的分散,有填充性好,对炭黑的浸润能力强,使其较好的分散,有
21、利于降低成本。利于降低成本。q 吸水性低于吸水性低于NR和和SBR,可用于制造绝缘电线,可用于制造绝缘电线q模腔内流动性好,制造中缺胶现象少模腔内流动性好,制造中缺胶现象少(2)与)与NR、SBR相比,顺丁橡胶优点:相比,顺丁橡胶优点:q 拉伸强度和撕裂强度低,不耐刺扎和切割;拉伸强度和撕裂强度低,不耐刺扎和切割;q 抗湿滑性能差,在车速高、路面平滑、湿路面上使用抗湿滑性能差,在车速高、路面平滑、湿路面上使用时,轮胎易打滑;时,轮胎易打滑;q 加工性能和粘合性能较差,易脱辊。加工性能和粘合性能较差,易脱辊。(3)顺丁橡胶的缺点:)顺丁橡胶的缺点:顺丁橡胶一般顺丁橡胶一般很少单独使用很少单独使用
22、,都是与其他橡胶并用。,都是与其他橡胶并用。异丁烯和少量异戊二烯(异丁烯和少量异戊二烯(0.53%)的共聚物;)的共聚物;1943年,实现通用丁基橡胶的工业化(阳离子聚年,实现通用丁基橡胶的工业化(阳离子聚合);合);1960、1971年先后实现氯化年先后实现氯化IIR和溴化和溴化IIR的工业的工业化化3、丁基橡胶、丁基橡胶(isobutylene and isoprene rubber, IIR)(1)制备和品种)制备和品种气密性非常好气密性非常好,透气性是,透气性是SBR的的1/8,NR的的1/20,BR的的1/30,适合制作气密性产品,如内胎、球胆、瓶塞等;适合制作气密性产品,如内胎、球
23、胆、瓶塞等; 与乙丙橡胶同属非极性饱和橡胶,具有很好的耐热性、耐与乙丙橡胶同属非极性饱和橡胶,具有很好的耐热性、耐老化性、化学稳定性和绝缘性;老化性、化学稳定性和绝缘性; 水渗透率极低,耐水性优良,在常温下的吸水速率比其他水渗透率极低,耐水性优良,在常温下的吸水速率比其他橡胶低橡胶低1015倍;倍; 丁基橡胶硫化速度慢,需要高温或长时间硫化;丁基橡胶硫化速度慢,需要高温或长时间硫化; 与其他橡胶的相容性较差,仅能与乙丙橡胶、聚乙烯并用。与其他橡胶的相容性较差,仅能与乙丙橡胶、聚乙烯并用。(2)丁基橡胶的性能与应用)丁基橡胶的性能与应用以乙烯、丙烯为原料,采用钒或钛的氯化物与烷基铝催化以乙烯、丙
24、烯为原料,采用钒或钛的氯化物与烷基铝催化剂共聚而成;剂共聚而成;乙丙橡胶的增长速度是合成橡胶里最快的;乙丙橡胶的增长速度是合成橡胶里最快的;主要生产方法为悬浮法和溶液法。主要生产方法为悬浮法和溶液法。4、乙丙橡胶、乙丙橡胶(1)制备和品种)制备和品种CCH2HCH2xyCH3CH2CCH2HCH2xyCH3CH2B优异耐热性、耐老化性,优异耐热性、耐老化性,120可长期使用;可长期使用; 耐化学腐蚀性能好,对各种极性药品、酸、碱均有较强的耐化学腐蚀性能好,对各种极性药品、酸、碱均有较强的抗耐性;抗耐性;良好的弹性和低温性能,在通用橡胶中仅次于天然橡胶和良好的弹性和低温性能,在通用橡胶中仅次于天
25、然橡胶和顺丁橡胶;顺丁橡胶; 耐水性优异,在通用合成橡胶中是最好的;耐水性优异,在通用合成橡胶中是最好的; 在所有橡胶中,密度最低,具有高填充性;在所有橡胶中,密度最低,具有高填充性; 缺点缺点:采用硫黄体系硫化速度慢,难与不饱和橡胶并用,耐采用硫黄体系硫化速度慢,难与不饱和橡胶并用,耐燃性、耐油性、气密性、粘结性较差。燃性、耐油性、气密性、粘结性较差。(2)乙丙橡胶的性能与应用)乙丙橡胶的性能与应用应用:主要是车窗密封条、散热器软管等应用:主要是车窗密封条、散热器软管等以以2-氯氯-1,3-丁二烯为原料,采用自由基乳液聚合而成丁二烯为原料,采用自由基乳液聚合而成硫化和氧化反应活性均比硫化和氧
26、化反应活性均比NR、SBR、丁腈和顺丁橡胶低,、丁腈和顺丁橡胶低,耐老化性能比一般不饱和橡胶好得多。耐老化性能比一般不饱和橡胶好得多。xCH2CCHCH2Cl(1)结构特点:)结构特点:所有合成橡胶中密度最大的(所有合成橡胶中密度最大的(1.231.25););氯原子存在氯原子存在极性橡胶;极性橡胶;良好结晶能力良好结晶能力良好的力学性能,自增强橡胶;良好的力学性能,自增强橡胶;优异耐燃性能和粘结性能;优异耐燃性能和粘结性能;耐氧化性能仅次于乙丙和丁基橡胶,耐油性仅次于丁腈耐氧化性能仅次于乙丙和丁基橡胶,耐油性仅次于丁腈橡胶;橡胶;应用领域:应用领域: 阻燃制品、耐油制品、粘合剂等阻燃制品、耐
27、油制品、粘合剂等(2)性能用途:)性能用途:47 特种用途、用量较少;特种用途、用量较少; 多属于饱和橡胶(丁腈除外);多属于饱和橡胶(丁腈除外);多为极性橡胶(硅橡胶除外)。多为极性橡胶(硅橡胶除外)。特种合成橡胶特种合成橡胶特种合成橡胶特种合成橡胶48目前用量最大的特种合成橡胶;目前用量最大的特种合成橡胶;以丁二烯和丙烯腈为原料,采用自由基乳液聚合而成,以丁二烯和丙烯腈为原料,采用自由基乳液聚合而成,以低温聚合为主;以低温聚合为主; 丙烯腈的含量是影响丁腈橡胶的重要指标,其含量一般丙烯腈的含量是影响丁腈橡胶的重要指标,其含量一般在在1550%范围内。范围内。1、丁腈橡胶、丁腈橡胶(1)制备
28、和品种)制备和品种49(1)丁腈橡胶的制备和品种)丁腈橡胶的制备和品种特殊丁腈橡胶特殊丁腈橡胶通用丁腈橡胶通用丁腈橡胶极高丙烯腈橡胶(极高丙烯腈橡胶(CAN含量含量43%)低高丙烯腈橡胶(低高丙烯腈橡胶(CAN含量含量24%)中高丙烯腈橡胶(中高丙烯腈橡胶(CAN含量含量3135%)高丙烯腈橡胶(高丙烯腈橡胶(CAN含量含量3642%丁腈橡胶丁腈橡胶中丙烯腈橡胶(中丙烯腈橡胶(CAN含量含量2530%)氢化、羧基、液体、粉末丁腈橡胶氢化、羧基、液体、粉末丁腈橡胶50(2)丁腈橡胶的结构、性能与应用)丁腈橡胶的结构、性能与应用 化学结构化学结构CH2CCH2CHHCH2CCH2CHHxyzCHC
29、HCN丙烯腈含量提高,大分子极性增加,内聚能密度提高,丙烯腈含量提高,大分子极性增加,内聚能密度提高,加工性能变好,硫化速度加快,耐热、耐磨性能、气密性加工性能变好,硫化速度加快,耐热、耐磨性能、气密性提高,但弹性降低,耐寒性能下降。提高,但弹性降低,耐寒性能下降。用途:耐油制品,耐油胶管、胶辊、密封圈、贮槽衬里等。用途:耐油制品,耐油胶管、胶辊、密封圈、贮槽衬里等。51由硅氧烷与其他有机硅单体共聚而成由硅氧烷与其他有机硅单体共聚而成 分子链兼有无机和有机性质的高分子弹性体分子链兼有无机和有机性质的高分子弹性体2、硅橡胶、硅橡胶(1)硅橡胶的制备和品种)硅橡胶的制备和品种加成反应型硅橡胶加成反
30、应型硅橡胶热硫化硅橡胶热硫化硅橡胶硅橡胶硅橡胶室温硫化硅橡胶室温硫化硅橡胶52 缺点:不耐酸碱、遇到酸碱发生解聚;生胶的缺点:不耐酸碱、遇到酸碱发生解聚;生胶的强度很低(强度很低(0.3MPa) 使用常加增强剂白炭黑使用常加增强剂白炭黑广泛应用于宇航工业、电子、电气工业的防震、广泛应用于宇航工业、电子、电气工业的防震、防潮灌封材料,汽车工业的密封件和医疗卫生制防潮灌封材料,汽车工业的密封件和医疗卫生制品等品等53主链或侧链上含有氟原子的一类高分子弹性体主链或侧链上含有氟原子的一类高分子弹性体3、氟橡胶、氟橡胶(1)氟橡胶的制备和品种)氟橡胶的制备和品种全氟醚类氟橡胶全氟醚类氟橡胶含氟烯烃类橡胶
31、含氟烯烃类橡胶偏氟乙烯(偏氟乙烯(VDF)-六氟丙烯(六氟丙烯(HFP)共聚物)共聚物(26型)型)偏氟乙烯(偏氟乙烯(VDF) -四氟乙烯(四氟乙烯(TFE) -六六氟丙烯(氟丙烯(HFP)-可硫化单体共聚物可硫化单体共聚物偏氟乙烯(偏氟乙烯(VDF)-四氟乙烯(四氟乙烯(TFE)-六氟六氟丙烯(丙烯(HFP)共聚物)共聚物氟橡胶氟橡胶亚硝基类氟橡胶亚硝基类氟橡胶氟化膦腈类氟橡胶氟化膦腈类氟橡胶偏氟乙烯(偏氟乙烯(VDF)-三氟氯乙烯共聚物三氟氯乙烯共聚物54优异的热稳定性,耐化学品性和耐腐蚀性是所有橡胶中优异的热稳定性,耐化学品性和耐腐蚀性是所有橡胶中最好的;最好的;优异的耐油以及优异的耐
32、油以及耐耐芳烃类溶剂;芳烃类溶剂;弹性较小,低温性能较差(弹性较小,低温性能较差(26型:型:-20210),不易加工;),不易加工;对低分子脂类、醚类、酮类、胺类等亲核性化学品的抗对低分子脂类、醚类、酮类、胺类等亲核性化学品的抗耐性较差。耐性较差。(2)氟橡胶氟橡胶的结构、性能与应用的结构、性能与应用CFCF2xCH2CF2yCF3主要用途:航空航天、导弹、火箭等领域的密封制品。主要用途:航空航天、导弹、火箭等领域的密封制品。55指在常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型特性指在常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型特性的一类弹性体材料;的一类弹性体材料;最早商业化热塑性弹性体是最早
33、商业化热塑性弹性体是20世纪世纪50年代聚氨酯弹性体;年代聚氨酯弹性体;20世纪世纪60年代,年代,SBS弹性体问世弹性体问世与橡胶相比,热塑性弹性体的优点:与橡胶相比,热塑性弹性体的优点: 加工方式简单,可采用注压、挤出、吹塑、模压等工艺,加工方式简单,可采用注压、挤出、吹塑、模压等工艺,取代了传统橡胶的硫化工艺;取代了传统橡胶的硫化工艺;加工助剂和配合剂较少;加工助剂和配合剂较少;材料可以反复使用,有利于回收和保护环境;材料可以反复使用,有利于回收和保护环境;产品尺寸精度高,质量轻。产品尺寸精度高,质量轻。热塑性弹性体热塑性弹性体56SBS弹性体弹性体苯乙烯与丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体;
34、苯乙烯与丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体;随着随着St含量增加,含量增加,SBS的弹性减小,硬度增加,拉伸强的弹性减小,硬度增加,拉伸强度增加,最终形成一种类似冲击改性聚苯乙烯材料;度增加,最终形成一种类似冲击改性聚苯乙烯材料;具备自增强性,不需添加增强剂和硫化剂;具备自增强性,不需添加增强剂和硫化剂;目前用量最大的一类热塑性弹性体,主要用于使用温度目前用量最大的一类热塑性弹性体,主要用于使用温度低于低于70、有较好的力学性能或非耐油场合,、有较好的力学性能或非耐油场合,主要用作替主要用作替代代PVC和硫化橡胶制作鞋底,还应用于塑料改性、橡胶改和硫化橡胶制作鞋底,还应用于塑料改性、橡胶改性、密封剂
35、、胶粘剂(热熔胶)等性、密封剂、胶粘剂(热熔胶)等CH2CCH2CHHCH2CHxyzCH2CH572、聚氨酯类热塑性弹性体(、聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)优异的力学性能、耐磨性能和抗撕裂性能;优异的力学性能、耐磨性能和抗撕裂性能;主要用作耐磨制品、高强度耐油制品、高强度高模量制品主要用作耐磨制品、高强度耐油制品、高强度高模量制品等如脚轮、鞋底等,可挤出成型制作薄膜、片材和管材。等如脚轮、鞋底等,可挤出成型制作薄膜、片材和管材。第三节第三节 合成纤维成形加工合成纤维成形加工 定义定义: 纤维:是一种天然的或人造的物品纤维:是一种天然的或人造的物品,其长度通常比宽度其长度通常比宽度大几百倍或几
36、千倍大几百倍或几千倍,具有相当大的拉伸强度、柔韧性和具有相当大的拉伸强度、柔韧性和耐力。耐力。 聚合物纤维,也称合成纤维,是由聚合物材料制成的聚合物纤维,也称合成纤维,是由聚合物材料制成的纤维。几乎所有聚合物材料都可以制成细长的物体,纤维。几乎所有聚合物材料都可以制成细长的物体,但要满足但要满足“相当大的拉伸强度相当大的拉伸强度”,应该使分子在长度,应该使分子在长度方向保持高度取向。即只有能够保持高度分子取向的方向保持高度取向。即只有能够保持高度分子取向的聚合物才能制成纤维。聚合物才能制成纤维。纤维成型方法和原理纤维成型方法和原理熔融纺丝法熔融纺丝法(熔法纺丝熔法纺丝)溶液纺丝法:溶液纺丝法:
37、又分为干法纺丝和湿法纺丝又分为干法纺丝和湿法纺丝其他纺丝方法其他纺丝方法 干湿纺丝法干湿纺丝法液晶纺丝法液晶纺丝法冻胶纺丝法冻胶纺丝法相分离纺丝法相分离纺丝法乳液或悬浮液纺丝法乳液或悬浮液纺丝法反应纺丝法反应纺丝法1 、熔法纺丝、熔法纺丝熔体通过纺丝泵打入喷丝头,在熔体通过纺丝泵打入喷丝头,在一定的压力下,熔体通过喷丝一定的压力下,熔体通过喷丝头的小孔流出,形成细流。细头的小孔流出,形成细流。细流在纺丝通道中冷却成为初生流在纺丝通道中冷却成为初生纤维。纺丝速度受冷却速度限纤维。纺丝速度受冷却速度限制。一般制。一般10001500 m/min,高的可达高的可达40005000 m/min。熔法纺
38、丝的纤维细度为熔法纺丝的纤维细度为0.220特特。纤维细度(线密度)的单位:纤维细度(线密度)的单位: 特克斯(特克斯(Tex) :简称:简称“特特”,它是指,它是指1000米长的(单股)米长的(单股)纤维或纱线在公定回潮率时的重量克数。有特(纤维或纱线在公定回潮率时的重量克数。有特(Tex)、分特)、分特(dtex)、毫特()、毫特(mtex)。)。 但尼尔(但尼尔(Denier):):简称旦,是指简称旦,是指9000米长的(单股)纤米长的(单股)纤维或纱线的重量克数。维或纱线的重量克数。 支数:支数:1g单股丝的长度(单股丝的长度(m)。)。熔法纺丝若生产比较粗的单熔法纺丝若生产比较粗的单
39、丝时,为了强化冷却,可丝时,为了强化冷却,可以采用冷却浴(水浴或溶以采用冷却浴(水浴或溶液浴)。可用于聚烯烃、液浴)。可用于聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯等。但生产速度不快,约等。但生产速度不快,约30 m/min。2、 干法纺丝干法纺丝 聚合物溶液用纺丝泵喂料,从喷丝聚合物溶液用纺丝泵喂料,从喷丝孔流出的溶液细流在成型通道里蒸孔流出的溶液细流在成型通道里蒸发溶剂,成为固体。由于受溶剂蒸发溶剂,成为固体。由于受溶剂蒸发速度的限制,纺丝速度一般在发速度的限制,纺丝速度一般在100500 m/min。 干法纺丝的纤维细度干法纺丝的纤维细度1020特。特。 主要纤维有醋酸纤维、
40、聚乙烯醇、主要纤维有醋酸纤维、聚乙烯醇、过氯乙烯等过氯乙烯等 溶液用纺丝泵喂料,经过滤后通入浸在凝固浴中的喷丝溶液用纺丝泵喂料,经过滤后通入浸在凝固浴中的喷丝头中。从喷丝头出来的液体细流与凝固剂产生传质过程,最头中。从喷丝头出来的液体细流与凝固剂产生传质过程,最初初 转变为凝胶,然后转变为固体纤维。转变为凝胶,然后转变为固体纤维。 由于传质过程不快,纺丝由于传质过程不快,纺丝速度较慢,一般不高于速度较慢,一般不高于20 m/min。丝线的细度最小。丝线的细度最小约为约为0.1特,最大约为特,最大约为12特。特。湿法纺丝湿法纺丝第八章第八章 材料的连接材料的连接 金属、陶瓷和塑料等材质的构件以一
41、定的方式组金属、陶瓷和塑料等材质的构件以一定的方式组合成一个整体,需要用到合成一个整体,需要用到连接技术连接技术(Joining Technology)。 本章主要讨论在工业中非常重要的焊接技术,特本章主要讨论在工业中非常重要的焊接技术,特别是广泛应用的熔化焊技术,此外也简要介绍铆接别是广泛应用的熔化焊技术,此外也简要介绍铆接和胶接等永久性连接技术的原理和工艺。和胶接等永久性连接技术的原理和工艺。第一节第一节 材料的焊接材料的焊接 焊接的定义可以概括为:同种或异种材质的工焊接的定义可以概括为:同种或异种材质的工件,通过加热或加压或二者并用,并且用或者不件,通过加热或加压或二者并用,并且用或者不
42、用填充材料,使工件达到原子间的结合而形成永用填充材料,使工件达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺称为焊接久性连接的工艺称为焊接(Welding)。n在制造金属结构和机器过程中,经常要把两个或两个以上在制造金属结构和机器过程中,经常要把两个或两个以上的构件组合起来,而构件之间的组合必须通过一定的连接的构件组合起来,而构件之间的组合必须通过一定的连接方式,才能成为完整的产品。方式,才能成为完整的产品。n金属的连接有很多种方法,按拆卸时是否损坏被连接件可金属的连接有很多种方法,按拆卸时是否损坏被连接件可分为分为可拆连接可拆连接和和不可拆连接不可拆连接。 金属连接概述金属连接概述n可拆连接可拆连接:
43、不必损坏被连接件或起连接作用的连接件就可不必损坏被连接件或起连接作用的连接件就可以完成拆卸,如以完成拆卸,如键连接和螺栓连接键连接和螺栓连接,只需将键打出,或,只需将键打出,或将螺母松开抽出螺栓,就可以完成拆卸。螺纹联接是应将螺母松开抽出螺栓,就可以完成拆卸。螺纹联接是应用最广泛的可拆连接。用最广泛的可拆连接。 n不可拆连接不可拆连接:必须损坏或损伤被连接件或起连接作用的连必须损坏或损伤被连接件或起连接作用的连接件才能完成拆卸,如接件才能完成拆卸,如焊接和铆接焊接和铆接。n在钢结构中,常用连接方法主要有在钢结构中,常用连接方法主要有铆接、胶接、胀接、铆接、胶接、胀接、焊接、螺纹连接焊接、螺纹连
44、接等。等。一、焊接热过程及焊接热源一、焊接热过程及焊接热源1. 1. 焊接热过程的特点焊接热过程的特点 焊接热过程包括焊件的加热、焊件中的热传递及焊接热过程包括焊件的加热、焊件中的热传递及冷却三个阶段。焊接热过程具有如下特点:冷却三个阶段。焊接热过程具有如下特点: (1) (1) 加热的局部性。加热的局部性。 (2) (2) 焊接热源是移动的。焊接热源是移动的。 (3) (3) 具有极高的加热速度和冷却速度。具有极高的加热速度和冷却速度。2. 2. 焊接热源焊接热源 现代焊接生产对于焊接热源的要求主要是:现代焊接生产对于焊接热源的要求主要是: (1) (1) 能量密度高,并能产生足够高的温度。
45、高能量密度和能量密度高,并能产生足够高的温度。高能量密度和高温可以使焊接加热区域尽可能小,热量集中,并实现高速焊高温可以使焊接加热区域尽可能小,热量集中,并实现高速焊接,提高生产率。接,提高生产率。 (2) (2) 热源性能稳定,易于调节和控制。热源性能稳定是保热源性能稳定,易于调节和控制。热源性能稳定是保证焊接质量的基本条件。证焊接质量的基本条件。 (3) (3) 高的热效率,降低能源消耗。尽可能提高焊接热效率高的热效率,降低能源消耗。尽可能提高焊接热效率,节约能源消耗有着重要技术经济意义。,节约能源消耗有着重要技术经济意义。 主要焊接热源有电弧热、化学热、电阻热、等离子焰、电主要焊接热源有
46、电弧热、化学热、电阻热、等离子焰、电子束和激光束等等。子束和激光束等等。n可将大而复杂的零件结构分解为小而简单的坯料拼接可将大而复杂的零件结构分解为小而简单的坯料拼接,以简化以简化零件的制造工艺。零件的制造工艺。n可实现不同材料间的连接成形,优化设计,节省贵重材料,满可实现不同材料间的连接成形,优化设计,节省贵重材料,满足特殊要求。适应性好,几乎可焊接所有的金属材料。足特殊要求。适应性好,几乎可焊接所有的金属材料。n生产效率高,易实现机械化和自动化生产效率高,易实现机械化和自动化n与铆接等其他加工方法相比与铆接等其他加工方法相比,焊接件的重量轻,密封性好,力,焊接件的重量轻,密封性好,力学性能
47、高,工作过程中无噪音等。学性能高,工作过程中无噪音等。n但不可拆卸,焊接会引起接头组织、性能的变化,同时焊件还但不可拆卸,焊接会引起接头组织、性能的变化,同时焊件还会产生较大的应力和变形。会产生较大的应力和变形。焊接方法的主要特点:焊接方法的主要特点:在现代工业生产中具有很重要的作用,在现代工业生产中具有很重要的作用,船舰、高炉、各种容器的壳体,建筑构架和船舰、高炉、各种容器的壳体,建筑构架和车厢等等都是用焊接方法制造的。车厢等等都是用焊接方法制造的。按焊接过程的特点分为按焊接过程的特点分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。熔化焊、压力焊和钎焊三大类。利用局部加热的方法,将工件结合处加热到熔利用局部
48、加热的方法,将工件结合处加热到熔化状态,并形成公共的熔池,同时填充金属,待冷却结晶化状态,并形成公共的熔池,同时填充金属,待冷却结晶后彼此连结在一起的焊接方法。后彼此连结在一起的焊接方法。利用加压(或同时加热)的方法,使两被焊件利用加压(或同时加热)的方法,使两被焊件接合面紧密接触并产生一定塑性变形,通过原子间扩散和接合面紧密接触并产生一定塑性变形,通过原子间扩散和再结晶,以获得牢固的接头的焊接方法。再结晶,以获得牢固的接头的焊接方法。将焊件和钎料一起加热,使熔点低的钎料熔化并将焊件和钎料一起加热,使熔点低的钎料熔化并填充在未熔焊件接头间隙中,与焊件金属发生原子间的相填充在未熔焊件接头间隙中,
49、与焊件金属发生原子间的相互扩散与结合,待钎料凝固后,将焊件连接起来的方法。互扩散与结合,待钎料凝固后,将焊件连接起来的方法。气焊手工电弧焊埋弧自动焊气体保护焊电弧焊电渣焊电子束焊激光焊等离子弧焊熔化焊点焊对焊缝焊电阻焊摩擦焊超声波焊压力焊硬钎焊软钎焊钎焊焊接方法常用焊接方法:常用焊接方法: 在液态下进行焊接时,母材接头被加热到熔化温度在液态下进行焊接时,母材接头被加热到熔化温度以上,它们在液态下相互融合,冷却时便凝固在一起以上,它们在液态下相互融合,冷却时便凝固在一起,这就是,这就是熔化焊接熔化焊接(Fusion Welding)。熔化焊熔化焊1. 电渣焊电渣焊 电渣焊电渣焊(Electro-
50、slag Welding)是利用电流通过液态熔渣是利用电流通过液态熔渣时所产生的电阻热作为热源的一种熔化焊接方法。时所产生的电阻热作为热源的一种熔化焊接方法。 电渣焊总是在垂直立焊位置进行焊接,丝极电渣焊的焊电渣焊总是在垂直立焊位置进行焊接,丝极电渣焊的焊接过程如图所示。接过程如图所示。2. 埋弧自动焊埋弧自动焊 埋弧自动焊埋弧自动焊(Submerged Arc Automatic Welding)是电弧在是电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊接方法。颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊接方法。 埋弧自动焊与焊条电弧焊相比具有生产率高、焊接质量高埋弧自动焊与焊条电弧焊相比具有生产率高、焊接质量高而且
51、稳定、节省金属材料、劳动条件好等优点,但是埋弧自而且稳定、节省金属材料、劳动条件好等优点,但是埋弧自动焊的灵活性差。埋弧自动焊可焊接碳钢、低合金钢、不锈动焊的灵活性差。埋弧自动焊可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢和纯铜等,适用于较厚的板料钢和纯铜等,适用于较厚的板料(660mm)的长、直焊缝和直的长、直焊缝和直径大于径大于250mm环形焊缝的焊接。生产批量越大,使用埋弧自环形焊缝的焊接。生产批量越大,使用埋弧自动焊的经济效益越佳。动焊的经济效益越佳。3. 气体保护电弧焊气体保护电弧焊 气体保护电弧焊气体保护电弧焊(Gas Shielded Arc Welding)是利用外加是利用外加气体作为电弧介质
52、并保护电弧和焊接区的电弧焊。用作保气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。用作保护介质的气体有氩气、氦气、二氧化碳,以及这些气体的护介质的气体有氩气、氦气、二氧化碳,以及这些气体的混合气。混合气。 (1) 熔化极气体保护电弧焊熔化极气体保护电弧焊 熔化极气体保护电弧焊熔化极气体保护电弧焊(Gas Metal Arc Welding ,GMAW)以连续送进的焊丝作为电以连续送进的焊丝作为电极,并利用电弧热将焊件熔化,并由焊炬喷嘴喷出的气体极,并利用电弧热将焊件熔化,并由焊炬喷嘴喷出的气体保护下形成焊缝。保护下形成焊缝。 (2) 钨极气体保护电弧焊钨极气体保护电弧焊 钨极气体保护电弧焊钨极气体
53、保护电弧焊(Gas Tungsten Arc Welding,GTAW)是一种不熔化极气体保护电弧焊,是利用高熔点的钨极和工是一种不熔化极气体保护电弧焊,是利用高熔点的钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的。件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的。 钨极惰性气体保护焊钨极惰性气体保护焊(TIG)是用氩气或氦气等惰性气体进是用氩气或氦气等惰性气体进行保护的行保护的GTAW焊接方法焊接方法 在固态下进行焊接时,可以利用压力将母材接头焊接,在固态下进行焊接时,可以利用压力将母材接头焊接,加热只起着辅助作用,有时不加热,有时加热到接头的高塑加热只起着辅助作用,有时不加热,有时加热到接头的高塑性状态,甚
54、至使接头的表面薄层熔化,这便是压力焊接性状态,甚至使接头的表面薄层熔化,这便是压力焊接(Pressure Welding)。 1. 电阻焊电阻焊 电阻焊电阻焊(Resistance Welding)又称接触焊,它是利用电流通又称接触焊,它是利用电流通过焊接接头的接触面时产生的电阻热将焊件局部加热到熔化过焊接接头的接触面时产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态,在压力下,形成焊接接头的压焊方法。电阻焊或塑性状态,在压力下,形成焊接接头的压焊方法。电阻焊按接头形式的不同,可分为点焊、缝焊、凸焊和对焊等类型按接头形式的不同,可分为点焊、缝焊、凸焊和对焊等类型压力焊压力焊(1 1) 点焊点焊 焊件
55、装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,形焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,形成焊点。成焊点。(2 2)凸焊)凸焊 凸焊是由点焊演化而来,通常是在两板件之一上凸焊是由点焊演化而来,通常是在两板件之一上冲出凸点,然后进行焊接。冲出凸点,然后进行焊接。 (3 3)缝焊)缝焊 缝焊与点焊原理相似,只是其电极为一对转动的缝焊与点焊原理相似,只是其电极为一对转动的铜滚轮。焊件在转动滚轮作用下,边焊接边前进,使焊铜滚轮。焊件在转动滚轮作用下,边焊接边前进,使焊缝相互连接形成连续的焊缝缝相互连接形成连续的焊缝。 (4 4)对焊)对焊 对焊是利用电阻热使两被焊工件沿整个接触面焊对焊是利用电阻热使两被焊工件沿
56、整个接触面焊合的电阻焊接工艺方法,可分为电阻对焊和闪光对焊。合的电阻焊接工艺方法,可分为电阻对焊和闪光对焊。 2. 2. 摩擦焊摩擦焊 摩擦焊摩擦焊(Friction Welding)(Friction Welding)是利用工件接触是利用工件接触面摩擦产生的热量为热源,将工件端面加热到塑面摩擦产生的热量为热源,将工件端面加热到塑性状态,然后在压力下使金属连接在性状态,然后在压力下使金属连接在起的焊接起的焊接方法。方法。 在接头之间加入熔点远较母材低的合金,局部加热使这些在接头之间加入熔点远较母材低的合金,局部加热使这些合金熔化,借助于液态合金与固态接头的物理化学作用而合金熔化,借助于液态合金
57、与固态接头的物理化学作用而达到焊接的目的,这便是钎焊达到焊接的目的,这便是钎焊(Soldering & Brazing)。钎焊。钎焊用的合金称为钎料。用的合金称为钎料。 根据钎料熔点的不同,钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两大根据钎料熔点的不同,钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两大类。类。 (1) 硬钎焊硬钎焊(Brazing) 钎料熔点高于钎料熔点高于450时的钎焊。时的钎焊。 (2)软钎焊软钎焊(Soldering) 钎料的熔点在钎料的熔点在450以下的钎焊。以下的钎焊。 为提高接头强度,钎焊构件的接头形式都采用板料搭接为提高接头强度,钎焊构件的接头形式都采用板料搭接和套件镶接。和套件镶接。 钎焊钎焊焊接
58、新工艺的发展焊接新工艺的发展 随着焊接结构较多地采用钽、钛、钼、铌等活泼金随着焊接结构较多地采用钽、钛、钼、铌等活泼金属,以及焊接往往成为机械加工后的最后一道连接工序属,以及焊接往往成为机械加工后的最后一道连接工序而要求工件热变形很小,在微电子等领域采用精密焊接而要求工件热变形很小,在微电子等领域采用精密焊接越来越多。在相当多的高新技术领域,普通电弧焊己不越来越多。在相当多的高新技术领域,普通电弧焊己不能满足要求。真空电子束焊接、等离子焊接、激光焊接能满足要求。真空电子束焊接、等离子焊接、激光焊接等高能量密度焊接新工艺获得了较大发展等高能量密度焊接新工艺获得了较大发展。 n铆接铆接n搭接是铆接
59、结构中最简单的叠合方式,它是将板件边缘对搭接是铆接结构中最简单的叠合方式,它是将板件边缘对搭在一起用铆钉加以固定连接的结构形式,如图搭在一起用铆钉加以固定连接的结构形式,如图(a)所示。所示。n对接是将连接的板件置于同一个平面,上面覆盖有盖板,对接是将连接的板件置于同一个平面,上面覆盖有盖板,用盖板把板件铆接在一起。这种连接可分为单盖板式和双用盖板把板件铆接在一起。这种连接可分为单盖板式和双盖板式两种对接形式,如图盖板式两种对接形式,如图(b)所示。所示。n角接是互相垂直或组成一定角度板件的连接。这种连接要角接是互相垂直或组成一定角度板件的连接。这种连接要在角接处覆以搭叠零件一角钢。角接时,板
60、件上的角钢接在角接处覆以搭叠零件一角钢。角接时,板件上的角钢接头有一侧或两侧两种形式,如图头有一侧或两侧两种形式,如图(c)所示。所示。 (a) (a) 搭接搭接 (b) (b) 对接对接 (c) (c) 角接角接铆接的基本形式铆接的基本形式焊接材料焊接材料 焊条的组成:焊条的组成:焊芯焊芯药皮药皮由专门冶炼的焊条钢经轧由专门冶炼的焊条钢经轧制和拉拔而成。制和拉拔而成。由多种矿物、铁合金、有由多种矿物、铁合金、有机物和化工原料混合而成。机物和化工原料混合而成。起导电和填充金属的作用。质量要求高,经特殊冶炼而成。起导电和填充金属的作用。质量要求高,经特殊冶炼而成。(1)稳定电弧稳定电弧 添加钾、
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