《热加工工艺基础》课件

热加工工艺基础热加工工艺是金属材料成形加工的重要组成部分，通过加热和塑性变形来改变金属材料的形状和尺寸。热加工工艺的定义材料热加工工艺是一种利用加热和外力使材料塑性变形并最终获得预期形状和尺寸的加工方法。温度热加工的加热温度通常高于材料的再结晶温度，使其具有良好的塑性。外力外力可以是压力、拉力或扭力等，用于改变材料的形状。热加工工艺的分类塑料加工包括挤出成型、注射成型、压制成型等，主要用于生产各种塑料制品。金属加工包括锻压成型、热压成型、滚动成型等，主要用于生产各种金属制品。陶瓷加工包括压制成型、挤出成型、浇注成型等，主要用于生产各种陶瓷制品。复合材料加工包括热压成型、缠绕成型、真空袋成型等，主要用于生产各种复合材料制品。热加工工艺的特点1形状复杂热加工可以制造各种形状复杂的零件，满足各种应用需求。2尺寸精度高热加工工艺可以生产尺寸精度高，尺寸公差小的零件。3强度高热加工可以提高材料的强度，从而提高零件的耐用性。材料在热加工过程中的行为在热加工过程中，材料会发生一系列物理和化学变化，这些变化会影响材料的最终性能。最常见的变化包括:温度升高材料软化材料变形材料结晶材料相变热塑性材料的热加工特性可塑性热塑性材料在加热时会软化，可以被塑造成各种形状，冷却后会固化保持形状。可重复加工热塑性材料可以被反复加热和冷却，不会发生化学变化，可回收利用。加工温度不同的热塑性材料有不同的加工温度范围，需要根据材料特性选择合适的加工温度。热固性材料的热加工特性热固化热固性材料在加热时会发生不可逆的化学反应，固化成固态。成型热固性材料在固化过程中可以被塑造成所需的形状。强度高热固性材料具有较高的强度和硬度。耐高温热固性材料具有良好的耐高温性能。金属材料的热加工特性塑性在高温下，金属的塑性增加，更容易变形，更易于加工成各种形状。强度金属的强度随着温度的升高而降低，因此在热加工过程中，需要控制温度以防止材料过早失效。氧化金属在高温下容易氧化，形成氧化膜，影响材料的表面质量和性能。陶瓷材料的热加工特性耐高温陶瓷材料具有很高的熔点，可以在高温下保持其结构完整性。硬度高陶瓷材料的硬度通常比金属材料高，这使得它们能够承受磨损和撕裂。抗腐蚀性许多陶瓷材料对酸、碱和其他化学物质具有抵抗力。复合材料的热加工特性耐高温复合材料通常具有较高的熔点，可以承受高温热加工过程。热膨胀系数低复合材料的热膨胀系数通常较低，使其在热加工过程中不易变形。热传导率低复合材料的热传导率通常较低，可以有效地防止热量的快速传递，从而降低热加工过程中的热应力。热加工工艺的选择原则材料特性材料的熔点、流动性、热稳定性等因素都会影响工艺选择。产品形状复杂形状可能需要更精密的工艺，而简单形状则可以选择更经济的工艺。生产规模大规模生产可能需要高效率的自动化工艺，而小批量生产则可以选择更灵活的手工工艺。热加工工艺的基本参数1温度根据材料特性和加工目的，选择合适的温度。温度过低会导致材料无法塑性变形，过高则易造成材料氧化或分解。2压力压力的大小决定了材料的变形程度。压力过低则变形不足，过高则易造成材料断裂。3时间时间决定了材料的变形速度。时间过短则材料无法完全变形，过长则易造成材料过热或发生组织变化。4速度速度是指材料在热加工过程中的运动速度，影响材料的变形均匀性和表面质量。热加工设备的分类注塑机用于热塑性塑料的成型加工挤出机用于热塑性塑料的连续成型加工模压机用于热固性塑料的成型加工锻压机用于金属材料的成型加工热塑性材料的挤出成型工艺1加热将热塑性材料加热到熔融状态。2挤出将熔融材料通过模具挤出成型。3冷却冷却固化成型后的产品。挤出成型工艺是一种将热塑性材料加热到熔融状态，然后通过模具挤出成型的加工方法。该工艺适用于生产各种形状的制品，例如管材、板材、型材等。挤出成型工艺具有生产效率高、成本低等优点，在工业生产中得到广泛应用。热塑性材料的注射成型工艺加热塑化将塑料原料加热至熔融状态，并进行充分的塑化，使其具有良好的流动性。注射填充将熔融的塑料通过注射装置注入模具型腔，充满型腔，并形成预期的形状。冷却固化在模具中对塑料进行冷却，使其固化成型，并保持其形状和尺寸。脱模取出将固化成型的塑料制品从模具中取出，并进行后续的修整和加工。热塑性材料的压制成型工艺1加热将热塑性材料加热到熔融状态。2加压将熔融的材料置于模具中，并施加压力，使其充满模具腔。3冷却冷却模具，使熔融材料固化成型。4脱模从模具中取出成型产品。热固性材料的模压成型工艺1制品成型在模具中加热固化2材料预热提高材料流动性3模具闭合施加压力热固性材料的浇注成型工艺1混合将树脂、固化剂、填料等混合在一起，形成可浇注的混合物。2浇注将混合物倒入模具中，使之充满模具。3固化在一定温度和压力下，使混合物固化成型。热固性材料的纱布预浸料制备工艺1浸渍将纱布浸泡在树脂溶液中2脱泡去除纱布中的气泡3干燥干燥纱布以去除溶剂金属材料的热压成型工艺加热将金属材料加热到塑性状态，以提高材料的延展性，降低变形阻力。加压在压力机或其他设备的作用下，对金属材料施加压力，使其塑性变形。冷却在变形完成后，将金属材料冷却至室温，使塑性变形固定，获得所需的形状和尺寸。金属材料的锻压成型工艺1加热将金属坯料加热到合适的温度，以便在锻造过程中获得所需的塑性。2成形在锻锤或压力机的作用下，对金属坯料进行塑性变形，使其获得所需的形状和尺寸。3冷却将锻件冷却至室温，以使其获得所需的强度和硬度。金属材料的自由锻工艺1加热将金属坯料加热到合适的温度，以降低其强度和提高其塑性。2锻造利用锻锤或压力机对金属坯料进行塑性变形，使之获得所需的形状和尺寸。3冷却将锻造后的金属坯料冷却至室温，以获得所需的强度和硬度。金属材料的等温锻造工艺1控制温度在变形过程中保持恒定温度2优化性能提高强度和塑性3降低能耗减少变形阻力，节约能源金属材料的滚动成型工艺塑性变形通过两个或多个旋转的辊子之间的压力，将金属材料压缩成所需的形状和尺寸。连续加工金属材料在辊子之间连续地滚动，从而实现高效的生产率。精确控制辊子之间的间隙和速度可以精确控制，以确保产品的尺寸和形状精度。陶瓷材料的压制成型工艺1成型粉末压制成坯体2干燥去除坯体水分3烧结高温烧结致密化陶瓷材料的挤出成型工艺1原料准备选择合适的陶瓷粉末，加入适量的粘结剂和水分，混合均匀。2挤出成型将混合好的陶瓷泥料放入挤出机，通过模具挤出成型。3干燥将挤出的陶瓷坯体进行干燥，去除水分，防止变形。4烧结将干燥后的陶瓷坯体在高温下进行烧结，使陶瓷坯体固化成型。陶瓷材料的浇注成型工艺1制备浆料将陶瓷粉末与水、粘合剂等混合，形成可流动性浆料2浇注成型将浆料倒入模具中，使其凝固成型3脱模干燥将成型好的坯体从模具中取出，进行干燥4烧结将干燥后的坯体在高温下烧结，使其致密化复合材料的热压成型工艺准备阶段首先，需要准备好复合材料预浸料和模具。预浸料是将树脂浸渍到增强纤维中制成的材料，模具则用来塑造复合材料的形状。铺层将预浸料按照设计要求铺放在模具上，并进行真空抽真空，以去除预浸料中的空气。热压成型将铺好预浸料的模具放入热压机中，在高温高压下进行热压成型。热压成型过程会使树脂固化，并使增强纤维与树脂紧密结合，形成复合材料。冷却脱模热压成型完成后，将复合材料从热压机中取出，进行冷却，并从模具中脱模。冷却脱模后，复合材料就完成了成型。复合材料的缠绕成型工艺1缠绕方向可采用单向、双向或多向缠绕2纤维类型玻璃纤维、碳纤维或其他3树脂类型环氧树脂、聚酯树脂等4缠绕设备自动缠绕机或手动缠绕机复合材料的真空袋成型工艺1真空袋使用真空袋将材料包裹起来，并抽真空。2压力真空袋内压力降低，外部大气压将材料压紧。3固化在真空环境下，复合材料在压力作用