材料工程基础第四章

1、材料工程基础第四章第1页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四切削加工TTg普弹态压延、弯曲及薄膜或纤维拉伸Tg TTf高弹态挤出、注射、吹塑、粘合TTf粘流态第2页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四 一次成型：塑料原材 粘流态 流动 成型 定型（冷却、交联固化） 后处理 二次成型：一次成型产品（片、管等） 高弹态（粘流态） 成型 定型、后处理外力机械处理热处理第3页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四主要成型工艺： 模压 挤出 注射 吹塑 压延第4页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第一节 模压成形加工第5页，

2、共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四1、定义 ：聚合物模压成形又称压塑成形，压塑是将原料放入加热的模具型腔内，加压加热使塑料发生交联化学反应而固化，得到塑料制品的过程。2、适用范围： 热固性（如酚醛树脂、环氧树脂和有机硅树脂等） 热塑性（大件、流动性差的）第6页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四缺点：生产周期长、效率低。优点：操作简单，模具结构简单。一模多腔塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。可压制较大面积、体积的塑件没有浇注系统，料耗少3.模压特点不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件第7页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四4、

3、模压成形过程模压前的准备模压过程模压后处理预热和干燥预压嵌件的安放模具清理整形去应力修饰抛光特殊处理脱模保压固化排气合模加料中高周低先快后慢第8页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四5、模压成形控制温度交联反应发生的温度流动性压力原料的工艺特型（流动性）成型条件时间时间过长：表面过热时间短：欠熟第9页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四6、模压成形设备第10页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第11页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第二节 挤出成形加工第12页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，

4、星期四1、定义：借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热融化的塑料在压力推动下，强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。2、种类： 连续 螺杆挤出； 间歇 柱塞挤出。3、适用范围： 原材料：热塑性、热固性（较少） 产品：管材、片材、线缆包覆等。常用！第13页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第14页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第15页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四4、工艺过程：后处理牵引定型挤出成型原材料准备和干燥第16页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四挤压 熔化 强行通过口模 一定形状

5、的制品挤压挤出过程及控制： 1）混合； 2）输送； 3）熔融； 4）压缩； 5）排气。 第17页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四控制系统挤出机组 挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身 机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置辅机：挤出机：管式制品挤出过程5、挤出机第18页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第19页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第三节 注射成形加工第20页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第21页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四注射成型： 注射成型

6、就是将塑料(一般为粒料)在注射成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时，在柱塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间冷却定型后，开启模具即得制品。 这种成型方法是种间歇操作过程。 第22页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四1、注射成型工艺过程原料检验预处理合模注射装入料斗保压脱模装入嵌件清理料筒清理模具涂脱模剂嵌件清理、预热预塑化塑件后处理冷却第23页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四注射过程：1、加料； 2、推进；3、熔融； 4、注射。分流梭第24页，共73页，2022年，5月20

7、日，22点11分，星期四2、注塑机的基本结构及工作原理第25页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四成型时的模具动作 第26页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第27页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四分流梭在螺杆注射机中是没有的！第28页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四螺杆卧式全自动塑料注射成型机 第29页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四（）基本工作原理 将熔融聚合物注入金属模腔中，接着注入不会与树脂相互混合在一起的加压流体，在其内压的作用下，熔融体被挤压到腔壁上，在此状态下冷却（保

8、压和冷却工序可同时进行）后即可获得所需的产品。3、气辅注射成型技术气体辅助注射成型第30页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四气体注射成型的优点：可使用合模力较低的成型机以降低运行成本。可缩短厚壁成型品的成型周期。可用成型法来减小成型品的重量。可消除凹痕。可通过降低内部应变来提高尺寸精度。可忽略均厚设计的原则而进行壁厚不均的灵活设计。空心成型品通过1道工序就能完成，因此可降低组装成本。缺点：注气孔会残留下来。空心处和实心处的表面光泽有时会出现差异。 难以控制空心部分的位置和形状。难以进行多腔成型，有精度要求时最多只能使用2腔成型。通道部分外观不良。 与普通注射成型相比，制品

9、更容易受模具温度的影响而变形。第31页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四(2)基本工艺过程 熔体注射-气体注射-气体保压-气体泄压-开模 气辅注塑成型加工周期时间越长，尺寸越精确恢复到大气压前开模，制品会破裂A 填充阶段-B保压阶段-C开模阶段123456第32页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第四节 吹塑成形加工第33页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第34页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四 1、定义：吹塑成型是制造中空容器或制品的一种技术方法，它是把熔融状态的聚合物型坯置于模具型腔内，借助于压缩空

10、气吹胀,而后冷却定型得到成形制品。 2、适用：中空制品、薄膜制品吹塑成型、压延成型属于二次成型工艺！第35页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四 3、吹塑成型过程脱模定型吹胀赋型型坯制备排气第36页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四4、吹塑成型的主要方法1、中空聚合物制品吹塑 （1）注射吹塑成型；型模型坯吹塑模具第37页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四1、中空聚合物制品吹塑 （2）挤出吹塑成型；第38页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第39页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四2、薄膜

11、吹塑成型 （1）吹塑法（2）压延法第40页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四4、吹塑成型设备第41页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四模具第42页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第43页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第五节 压延成形第44页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四压延成型:将加热塑化的热塑性塑料通过两个以上相向旋转的辊筒间隙，使其成为规定尺寸的连续片状材料的成型方法。产品:薄膜、片材、人造革和其他涂层制品等特点:加工能力大、速度快，质量好、生产连续。 第45页，共73页

12、，2022年，5月20日，22点11分，星期四压延工艺过程： 冷却压延塑炼原料混合第46页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四 压延机第47页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第48页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第49页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第五节 橡胶成型技术及原理第50页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第51页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四1橡胶制品的组成 生胶：未加配合剂、骨架材料的天然胶或合成胶。 配合剂：为改善成形加工的工艺性能和使

13、用性能而添加的一些特殊物质。如硫化剂和硫化促进剂，增塑剂，防老化剂等等。 （炭黑，固态配合剂，液态“油料”） 骨架材料：为了提高橡胶制品的承载能力，限制变形，常加入各种纤维，织品、金属丝或金属编织品作为骨架材料第52页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四2、橡胶成型过程 典型的橡胶成型过程可以划分为：塑炼（素炼）、混炼、成型和硫化交联四个基本工艺过程。橡胶成型基本上是在弹塑性状态下进行！交联硫化成型混炼塑（素）炼挤出、压延模压第53页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第54页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四炼胶机开炼机翻胶第55

14、页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四炼胶机密炼机第56页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四挤出成型压延成型第57页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四橡胶硫化优点: 具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等第58页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四小结：原理适用性磨具模压一次成型法主要工艺控制参数：温度，压力，时间（热固性）大体积制品一定几何形状的磨具挤塑（热塑性）管、棒型材口模注塑（热塑性）复杂制件一定几何形状的磨具吹塑一次型坯二次制品（热塑性）中空制品、薄膜一定几何形状的磨具压延预塑炼薄膜调节滚筒间

15、距橡胶成形1、采用压延，挤出等技术成形2、采用模压技术硫化固化。其加工是在弹塑性状态下进行的，整个加工过程中，不出现熔融态。 模压磨具第59页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四聚合物的连接方法 适用性连接原理热熔连接只适合热塑性聚合物加热使连接面加热熔融溶剂连接热塑性，相同品种的聚合物溶剂将表面溶解，后挥发胶接用于聚合物和其它各类材料的连接利用胶结剂第60页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四作 业1、聚合物在不同物理聚集态下成形工艺有何不同？一次成形和二次成形的区别？2、分析各成型技术之间在原理上的异同性？3、简述挤出成形的工艺流程？4、橡胶成形的主

16、要过程？塑炼、混炼及硫化的目的分别是什么？第61页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四谢谢大家! 第四章结束第62页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四 压缩第63页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四为方便操作和提高塑件的质量，先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。 预压方法：采用预压锭料的优点：降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，不仅传热快且气泡少。1、预压避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。可提高预热温度，缩短预热和固化时间。锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。第64页，共7

17、3页，2022年，5月20日，22点11分，星期四塑料成型前加热的目的：干燥预热塑料成型前加热的方法：高频加热红外线预热烘箱预热热板预热为压缩模提供热塑料去除水分和挥发物2、预热第65页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四 合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍微抬起，连续次。 排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免移位或损坏。方法：目的：3、排气第66页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四第67页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四* 依靠力： 压力流动；拖曳流动（切变流动）受力情况： Fs 螺杆对固体塞的摩擦力，阻力； Fb 料筒对固体塞的摩擦力，推力。 输送过程：增大固体输送流率的关键是控制磨擦系数：1、 Fs螺杆表面光滑；2、 Fb机筒壁上加工沟槽.第68页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四熔化过程： 固体物料充满螺槽 形成熔膜 螺纹刮下熔体进入熔池 因熔池中的熔体挤压而使固体床形变，径向加厚，固体进入熔膜以补充熔体流入熔池 不断往复逐渐熔化。（螺杆与料筒间隙）热传导当熔膜厚度第69页，共73页，2022年，5月20日，22点11分，星期四图4-3 沿螺杆全长压力