材料成型与加工复习详细版
材料成型与加工复习
一、填空题
（1）聚合物加工通常包括两个过程，其一是：使原材料产生变形或流动并取得所需要的形状，其二是：设法保持取得的形状
（2）聚合物所具有的四种加工性质是：可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性。P3
（3）物料的混合有扩散、对流、剪切三种基本运动形式，聚合物成型时熔融物料的混合以剪切运动形式为主。
（4）单螺杆挤出机的基本结构包括：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头与口模五部分P119
（5）挤出成型工艺过程大体相同，其程序为物料干燥、挤出成型、制品的定型与冷却、制品的牵引与卷取，有时还包括制品的后处理。P113
（6）注塑机的基本结构由注射系统、锁模系统和模具三部分组成。P137
（7）橡胶塑炼的实质是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。P207 （8）碳黑在橡胶中分散分三个阶段，分别是第一阶段：润湿；第二阶段：分散；第三阶段：生胶的电化学降解。
（9）成纤聚合物的纺丝过程是在粘流态进行的，而加工过程是在高弹态进行的。
（10）热敏性的PVC宜用深螺槽；熔体粘度低和热稳定性较高的PA宜用浅螺槽螺杆
二、名词解释：
1．均相成核
又称散线成核，是纯净的聚合物中由于热起伏而自发地生成晶核的过程。过程中晶核密度能连续上升。
2．异相成核
又称瞬时成核，是不纯净的聚合物中某些物质（如成核剂，杂质或加热时未完全熔化的残余结晶）起晶核作用成为结晶中心，引起晶体生长过程，过程中晶核密度不发生变化。
3．二次结晶
是在一次结晶完了后在一些残留的非晶区域和晶区不完整部分即晶体间的缺陷或不完善区域，继续进行结晶和进一步完整化过程。聚合物的二次结晶速度很慢。4．后结晶
聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域在加工后的继续结晶的过程，它发生在球晶的界面上，并不断形成新的结晶区域，使晶体进一步长大，是加工中初始结晶的继续。
5．热处理（退火）
为一松弛过程，通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善。
6．淬火：
是一种很快冻结大分子及链段欲动以防止结晶的过程。
7．压延涂层法
压延软质塑料薄膜时，如果将布或纸随同塑料一起通过压延机的最后一道辊筒，则薄膜会仅覆在布或纸上，这种方法可生产人造革。塑料贴合纸，此法称作压延涂层法。
8．帖胶
用转速比相同（上辊：中辊：下辊=1：1：1）的三辊压延机，使预热的布和聚氯乙烯熔体相结合，聚氯乙烯仅粘贴于布的表面
9．擦胶
是三辊速比不相同（上辊：中辊：下辊=1：(1.3-1.5)：1）而要求中辊转速比下辊稍大，这样在聚氯乙烯与布接触的过程中，其速度比布的移动速度大，能使塑料部分擦入布缝中，因此塑料与布间的粘合较牢。
10．热成型P179
利用热塑性塑料的片材作为原料，夹在模具的框架上，让其在Tg至Tf间的适宜温度加热软化，施加压力，使其紧贴模具的型面，取得与型面相仿的形状尺寸，经冷却定型和修整后即得制品。
11．喷硫
当升温的胶料冷却到35-68℃之间时，一部分硫磺处于亚稳定状态，此时当胶料表面粘上灰尘或用手抚摸时，处于亚稳定状态的硫磺便在胶料表面呈结晶而析出这种现象叫喷硫。
12．弹性记忆
橡胶在加工过程粘弹性的表现，即橡胶在流动中除发生不可恢复的形变外，还存在着可恢复的弹性形变。
13．威廉氏可塑度（P）：
14．门尼粘度
又称转动(门尼) 粘度，基本上可以反映合成橡胶的聚合度与分子量
15. 压缩比
是螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比，表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数，压缩比越大塑料收到的挤压作用越大。
三、选择题：
C (1)对结晶聚合物，Tg与Tm间有一大致关系，即Tm(K):Tg(K)的比值约为：
A. 3:1;
B. 4:1;
C. 3:2;
D. 2:1。
C (2)对聚合物的结晶，其最大结晶速率时的温度约为其熔点的倍。
A. 0.7;
B. 0.8;
C. 0.85;
D.0.9.
D (3) 在聚合物熔点以上，下面的 D 加工方式不适宜操作。
A. 纺丝；
B. 挤出；
C. 注射；
D. 中空吹塑。
解析：中空吹塑是二次成型，温度要在Tg-Tf之间，高弹态
C (4)下列哪种流体的表观粘度随着剪切应力持续时间而下降
A. 牛顿流体；
B. 假塑性流体；
C. 触变性流体；
D. 震凝性流体
解析：触变性流体随剪切应力持续时间凝胶结构破坏，而震凝性流体与之相反，会形成饱和结构，所有会上升
B（5）下面哪一种流体的速度分布曲线接近锥形
A. 牛顿流体；
B. 膨胀性流体；
C. 宾汉流体；
D. 假塑性流体
解析：牛顿流体为抛物线，假塑性流体为柱塞式
混合性：鹏胀性流体>牛顿流体>假塑性流体
C（6）下列哪种设备不宜用于测量聚合物的流动性能
A. 毛细管流变仪；
B. 旋转粘度计；
C. 熔融指数仪；
D. 平板粘度计
A（7）结晶度与时间的关系可用下列 A 表示。
A. Avrami方程；
B. Andrade公式；
C. W.L.F. 方程；
D. Fox-Flory 公式
解析：Avrami方程：
Andrade公式： T>Tf 粘度-温度
W.L.F方程 Tg Fox-Flory公式（粘度-分子量） D（8）下列哪种聚合物需要填加增塑剂。 A. 聚酰胺； B. 聚苯乙烯； C. 聚乙烯； D. 聚氯乙烯 记性很大，分子间作用力强的聚合物需要增塑剂；其次是聚酰胺 C (9) 在PVC中填加哪种增塑剂可能提高其耐热性。 A. 癸二酸二辛酯； B.己二酸二辛酯； C.季戊四醇酯； D.邻苯二甲酸二丁酯 癸二酸二辛酯，已二酸二辛脂等脂肪族的链柔软，可提高耐低温性，邻苯二甲酸二丁酯：综合性 B（10）下列哪种物质不能作为聚合物的防老剂。 A. 二月桂酸二丁基锡； B. 硬脂酸； C. 硬脂酸铅； D. 羟基二苯甲酮 解析：硬脂酸为润滑剂；二月桂酸二丁基锡：热稳定性，可取代自由基；硬脂酸盐可取代氯；羟基二苯甲酮：通过-H或者-OH的破坏和重建可抗紫外线C（11）下列哪种设备不是用于初混合。 A．捏合机； B. 高速混合机； C. 密炼机； D. 管道式捏合机解析：密炼机是塑炼设备，温度在熔点以上 B（12）下列哪种成型方法可生产微米级的薄膜且多用于光学性能要求高的场合。 A．压延； B. 流涎； C. 挤出吹塑； D. 中空吹塑 D（13）下列哪种方法不属于铸塑成型。 A. 静态浇铸； B. 离心浇铸； C. 流涎成膜； D. 中空吹塑。 A（14）下面的哪个成型方法适用于制作生物或医学标本。 A. 嵌铸； B. 离心浇铸； C. 搪塑； D. 滚塑。 B (15) PTFE的最佳成型方法是。 A. 挤出； B. 模压烧结； C. 注射； D. 压延 解析：PTFE（聚四氟乙烯）的成型要先制成型坯 D （16）用二次成型方法制备结晶聚合物制品时，成型的温度应是。 A. Tg以下； B. Tg附近； C. Tg－Tm之间； D. Tm附近 解析：或略高于Tm D （17）下面哪种聚合物不宜适用二次成型加工成制品。 A. 聚乙烯； B. 聚丙烯； C. 聚苯乙烯； D. 不饱和聚酯 解析：二次成型不适宜热固性塑料，例如酚醛树脂 B（18）下面哪个成型方法最宜制备瓶、壶、桶等制品。 A. 注射； B. 中空吹塑； C. 热成型； D. 模压成型 A（19）下列哪种橡胶不属于特种胶。 A. 乙丙胶； B. 聚硫橡胶； C. 硅橡胶； D. 氟橡胶 D（20）下列哪种物质不是橡胶的硫化剂 D 。 A. 硫磺； B. 氧化锌； C. 氯化碲； D. 硫酚 解析：硫酚为增塑剂 B（21）从橡胶分子的结构出发，下面哪一种情况可使橡胶弹性记忆效应减小。 A. 分子量大； B. 分子量分布变宽； C. 高分子量级分多； D. 长支链多 解析：弹性记忆下降，松弛时间短 D（22）下面的哪种情况可使橡胶的弹性记忆效应变大。 A. 胶料中加入炭黑； B. 加入软化剂； C. 温度升高; D. 压出速度提高 C（23）下列哪种胶易于塑炼。 A. 丁苯胶； B. 氯丁胶； C. 天然橡胶； D. 聚丁二烯橡胶 D(25) 橡胶的哪个性能随着交联度的增大而增大，但当交联度达到适当值后又会减少。 A. 定伸强度； B. 硬度； C. 永久变形； D. 抗张强度 B(26)过氧化二异丙苯不适宜硫化下列哪种橡胶。 A. 饱和的硅橡胶； B. 丁基橡胶； C. 23型氟橡胶； D. 二元乙丙橡胶 解析：丁基橡胶中含少量异戊二烯，为非饱和橡胶；其他均为饱和橡胶 C（27）金属氧化物（如氧化锌、氧化铅等）不能硫化下列哪种橡胶。 A. 氯丁橡胶； B. 聚硫橡胶； C. 丁苯橡胶； D. 氯醇橡胶 丁苯橡胶为非极性橡胶，用硫磺硫化；其他均为极性橡胶 C（28）聚合物的分子量在 C 区间才能制成强度好的纤维 A.5000-10000； B. 10000-20000； C. 20000~100000； D. 100000以上D（29）下列哪种聚合物不能制成纤维 D 。 A．聚偏二氯乙烯；B. 聚四氟乙烯； C. 醋酸纤维素； D. 聚间二甲苯解析：聚间二甲苯不融不熔 D（30）下列哪种聚合物只能用熔融法纺丝。 A．聚氯乙烯； B. 聚乙烯醇； C. 聚丙烯腈； D. 聚酯 A（31）当挤出PVC时，挤出机的螺杆宜选用下面哪种类型＿＿＿ A.压缩段为全长 B.压缩段为全长的50% C.压缩段至只有一个螺距的长度 B（32）当挤出HDPE时，挤出机的螺杆宜选用下面哪种类型＿＿ A.压缩段为全长 B.压缩段为全长的50% C.压缩段至只有一个螺距的长度。C（33）当挤出PA时，挤出机的螺杆宜选用下面哪种类型＿＿＿ A.压缩段为全长 B.压缩段为全长的50% C.压缩段只有一个螺距的长度。 二、是非题 1．应避免加工过程中的一切降解反应。 错。①生橡胶在辊压机上塑炼降解以降低分子量，改善橡胶加工性。②通过机械降解（辊压或共挤）作用可以使聚合物之间或聚合物与另一种聚合物的单体之间进行接枝或嵌段聚合制备共聚物。 2．应避免加工过程中的一切交联反应。 错。①当加工热固性塑料时需要交联②橡胶硫化需要交联 3．无机颜料比有机染料的分散性好。 错。无机颜料不能溶于溶剂，不深入材料内部，故分散较有机染料差。 4．注射过程中，注射压力与塑料温度是相互独立的两个影响制品性能因素。错。注射过程中国，注射压力与塑料温度实际上是相互制约的。料温高时注射压力减少。反之，所需注射压力加大。 5．橡胶的高温塑炼中氧起到稳定游离基的作用。 错。高温塑炼是以自动氧化降解作用为主，机械作用强化橡胶与氧的接触。6．高温塑炼的特点是初始分子量分布较宽的生胶塑炼后其分子量分布变窄。错。高温塑炼时，并不发生分子量分布过窄的情况，因为氧化对分子量最大和最小部分都同样作用。低温塑料才会发生分子量分布由宽变窄。 7．不论低温塑炼还是高温塑炼，使用化学增塑剂皆能提高塑炼效果。 对。 8．采用密炼机塑炼时，橡胶的塑炼机理是低温塑炼。 错。密炼时生热量极大。物料来不及冷却，所以属高温塑炼。 9．纤维在拉伸取向过程中产生结晶的现象与一般聚合物在结晶过程中的情况完全相同。 错。①有些相似：分子链间或链段的有序的排列 ②特殊性：结晶排列的总趋势是线性的。 三、问答题 1．什么是聚合物的一次成型技术与二次成型技术，并举出常见的成型方法。1）一次成型：—次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动、成型和冷却硬化(或交联固化)，而将塑料制成各种形状的产品的方 法 二次成型：在一定条件下将一次成型得到的片、板、棒等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态，通过外力作用使其形变而成型为各种较简单 形状，再经冷却定型而得新产品。 2）一次成型：①挤出成型○2注射成型③模压成型④压延成型品二次成型：①中空吹塑成型○2热成型③拉幅薄膜的成型④冷成型 2、什么是牛顿型流体和非牛顿型流体？试用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型？ 牛顿流体：在一维剪切流动情况下，当有剪切应力于定温下施加到两个相距dr的流体平行层面并以相对速度dv运动，剪切应力与剪切速率 成线性关系的流体称为牛顿流体. 非牛顿流体：不遵从牛顿流动定律的流体统称为非牛顿流体。 3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式？在成型过程中可采取哪些措施来减少弹性表面对制品质量的不良影响 1）表现形式：①端末效应（入口效应和离模膨胀效应） ②不稳定流动（熔体破裂和“鲨鱼皮症”） 2）措施：①增加管子或口模平直部分的长度 ②适当降低加工时的应力和提高加工温度 ③对挤出物加以适当速度的牵引或拉伸等 4、聚合物的流变性质对其成型加工有何指导意义？ 1）聚合物流变学：是研究高分子材料流动和变形，以及造成其流动变形各种因素（聚合物结构与性质、温度、力的作用大小和作用方式、作用时间及聚合物体系的组成等）之间关系的学科。 2）对成型加工的指导意义：对材料的选择和作用、加工时最佳工艺条件的确定、加工设备和成型模具的设计以及提高产品质量等都有极重要的作用。 （1）通过对流体类型的研究，可区分牛顿流体与非牛顿流体，其中对牛顿流体可通过温度来调节粘度，而对非牛顿流体可通过剪切应力或速率来调节。 （2）通过对流体形态的研究，可区分熔体、溶液或悬浮体，其中熔体可采用挤出、注射、压制等成型方法；而对溶液或悬浮体，可采用浇铸、流涎等方法。（3）通过对粘度的测定及其影响因素的研究，可调节最佳的工艺条件。 （4）通过对热塑性和热固性聚合物流变行为的比较研究，可知热塑性聚合物的流动取向、结晶和熔体破裂现象较热固性聚合物严重，并且两者粘度的变化有着本质的区别。从而可采用相应的措施来加以利用或避免，进而控制产品质量。（5）通过对粘弹性流体的流变行为研究，可避免一些不稳定流动，提高产品质量。 5、什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？ 1）结晶：当聚合物熔体或浓溶液冷却时，熔体中的某些有序区域(链束)开始形成尺寸很小的晶胚(或称“结晶团簇”)，晶胚长大到某一临界尺寸时转变为初始晶核；然后大分子链通过热运动在晶核上进行重排而生成晶片。 取向：有两种取向过程： A.流动取向：聚合物熔体或浓溶液中大分子、链段或其中几何形状不对称的固体 粒子在剪切流动时，沿流动方向的流动取向。 B.拉伸取向：聚合物在受到外力拉伸时，大分子、链段或微晶等结构单元沿受力 方向拉伸取向。 2）比较：结晶：分子链紧密堆积，体系能力最低的热力学稳定体系，晶体中分子间排列为三维有序。 取向：仅是链的有序排列，是熵减少的非稳定体系，只有一维或二维有序。3）对加工的实际意义： （1）生产透明和有良好韧性的制品，应避免制品结晶或形成过大的晶粒，为了提高制品使用过程中的因次稳定性，对结晶聚合物进行热处理能加快结晶速度，有利于避免在使用中发生缓慢的后结晶，引起制品尺寸和形状持续变化。随结晶度的增加，聚合物的屈服强度、模量和硬度、抗张强度、耐热性和对化学溶剂的稳定性等随着提高。但随结晶度的增加，聚合物的脆性增大，冲击强度、耐应力龟裂能力等降低。所以需要综合考虑。 （2）利用拉伸方法使聚合物薄膜中分子形成取向结构，能获得具有多种特殊性能的各向异性材料，扩展了聚合物的应用领域。 6、试述增塑剂的作用机理？ （1）非极性增塑剂对非极性聚合物的增塑： ●填充隔离 ●聚合物Tg的降低程度与增塑剂的用量（体积分数）成正比。 （2）极性增塑剂对极性聚合物的增塑：不是填充隔离，聚合物Tg的降低程度与增塑剂的摩尔数成正比。其极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用（互溶而不被排斥），代替了聚合物极性分子间的作用(减少了联结点)，削弱了分子间的作用力；其非极性基团把聚合物的极性基屏蔽起来，减低其分子间作用力。7．什么叫塑料的混合和塑化，其主要的区别在哪里？ 1）塑料的混合：这是物料的初混合，是一种简单混合，在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进行的一种混合。混合后，物料各组份的物理和化学性质无变化。只是增加各组份颗粒的无规则排列程度，没有改变颗粒的尺寸。 设备：捏合机、高速混合机。 2）塑料的塑化：再混合，是高一级的混合，在高于流动温度（Tf或Tm）和较强烈的剪切速率下进行。混合后，物料各组份的物理和化学性质有所变化。塑化的目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融，驱出其中的水份和挥发物。使各组份的分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料。 设备：密炼机、开炼机、挤出机。 8、挤出螺杆一般分为哪几段？每段各有什么作用？对于热敏性塑料（PVC）的挤出成型，应选择何种类型的螺杆？为什么？ 1）加料段：对料斗送来的塑料进行加热，同时输送到压缩段。塑料在该段始终保持固体状态。 压缩段：对加料段来的料起挤压和剪切作用，同时使物料继续受热，由固体逐渐转变为熔融体，赶走塑料中的空气及其他挥发成分，增大塑料 的密度，塑料通过压缩段后，应该成为完全塑化的黏流状态。 均化段：使熔融物料在均化段螺杆和机头回压作用进一步搅拌塑化均匀，并定量定压地通过机头口模挤出成型。 2）PVC适用深螺槽螺杆，因为PVC是热敏性塑料，而螺槽深时，螺杆对塑料的剪切作用较小，料筒壁与屋里哦啊间的传热较慢，不会使热敏性的塑料分解 9、塑料熔体在挤出机螺槽内有几种流动形式？造成这几种流动的主要原因是什么？ 1）正流、逆流、横流、漏流 2）正流：由螺杆旋转时螺纹斜棱的推力在螺槽Z轴方向作用的结果逆流：有机头、口模、过滤网等对塑料反压所引起的反压流动 横流：塑料沿X方向流动到达螺纹侧壁时受阻，而转向Y方向流动，以后又被料筒阻挡，料流折向与X相反的方向，接着又被螺纹另一侧侧壁阻挡，被迫改变方向，这样就形成了环流。 漏流：由于口模、机头、过滤网等对塑料的反压引起，不过它是从螺杆与料筒的间隙，沿着螺杆轴想料斗方向的流动。 10、塑料挤出机的螺杆与螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同？ 1）注射机螺杆形式和结构和挤出机的螺杆相似 2）注塑螺杆和挤出螺杆在结构上的主要差别： ①注塑螺杆长径比比挤出螺杆小； ②注塑螺杆均化段螺槽深度比挤出螺杆深； ③注塑螺杆压缩比比挤出螺杆小； ④注塑螺杆加料段长度比挤出螺杆长，而均化段长度比挤出螺杆短； ⑤挤出螺杆多为圆头或锥头，而注塑螺杆多为尖头并带有特殊结构。 ⑥注塑螺杆只起预塑化和注射作用，对塑化能力、压力稳定性以及操作连续 性和稳定性没有挤出螺杆要求高。 ⑦注射螺杆即可旋转又能前后移动，从而能完成对塑料的塑化，混合和注射 作用。 11．简述分流梭在柱塞式注射机上的作用。 分流梭的作用是缩短传热导程，加快热传递，有利于减少和避免接近料筒壁面处塑料过热引起的热分解现象。产生较大的摩擦热，使料温升高，粘度下降，塑料得到进一步混合和塑化，有效地提高柱塞式注塑机的生产率和制品的质量。12．试分析注射成型过程中快速充模和慢速充模各有什么利弊。 13．试述注射成型制品易产生内应力的原因及解决的办法。 1）射制件脱模时，大分子的形变并非已经停止，在贮存和使用过程中，制件中大分子的进一步形变能使制件变形。制品收缩的主要原因是熔体成型时骤冷使大分子堆积得较松散（即存在“自由体积”）之故。在贮存和使用过程中，大分子的重排运动的发展，使堆积逐渐紧密，以致密度增加体积收缩。能结晶的聚合物则因逐渐形成结晶结构而使成型的制品体积收缩。 2）进行热处理（或退火），就是使聚合物大分子的弹性形变得到松弛，通过加热制品得到适宜温度来加速松弛过程，使制品中内应力逐渐消除或降低。 14．简述热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响？ 进行预热可以使物料熔化速度加快，黏度下降，流动性提高，模压压力降低；但如果预热温度过高会使塑料在预热过程中有部分固化，会抵消预热增大流动性效果，模压时需更高的压力来保证物料充满型腔。在预热时软化倾向>交联倾向，一般经过预热的物料可使用较低的模压压力。 15．何谓压延效应？减小的方法是什么？ 1）延过程中，热塑性塑料由于受到很大的剪切应力作用，因此大分子会顺着薄膜前进方向发生定向作用，使生成的薄膜在物理机械性能上出现各向异性，这种现象称为压延效应。 2）升高温度；降低速度及速比；辊距升高；尽量不使用各向异性的配合剂、改变喂料方向和提高物料的塑性，压延后缓慢冷却，可降低压延效应。 16、简述制备泡沫塑料时，其物理和化学发泡的方法分别是什么？ 1）物理发泡法 物理发泡分为惰性气体发泡法和低沸点液体发泡法两种： ①惰性气体发泡法是在高压（30-50大气压）作用下，将惰性气体混入树脂基体。然后升高温度，降低压力，使压缩气体膨胀，形成泡沫塑料。此法设备复杂，主要用来生产聚氯乙烯泡沫塑料； ②低沸点液体发泡法是把低沸点液体溶于树脂颗粒中，发泡时升高温度，当树脂软化，液体蒸发时，形成泡沫塑料。可发性聚苯乙烯的限制模内发泡即是用的此法。 2）化学发泡法 化学发泡法分两种： ①一种是靠泡沫塑料的原料组分相互反应放出气体，形成泡沫结构； ②另一种是借化学发泡剂的分解产生气体，形成泡沫结构。用化学发泡法产生泡沫塑料的设备简单，在玻璃钢工业上，多半采用此法，并适于现场浇注发泡。一般在生产气发性泡沫塑料时分成三个阶段：（１）泡沫形成，（2）泡沫增长，（3）泡沫稳定。 17、根据型坯生产特征，中空吹塑成型可分为哪三大类型？请简单说明其工艺过程并比较其优缺点。 1）①挤出-吹塑：挤出机基础管坯并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中，靠模具的切口剪切将管坯切断。送入压缩空气，使型坯吹胀紧贴膜壁而成型。 ②注射-吹塑：通过注射机将型坯模塑在一根金属管上，管的一端通入压缩空 气，另一端的管管壁上开有微孔，型坯冷却后取出，吹塑前重新加热至材料的Tg以上，迅速移入模具中并吹入压缩空气，型坯即胀大脱离金属管贴于膜壁上成型和冷却， ③双向拉伸中空吹塑成型：在型坯吹塑前与于Tg-Tf（Tm）间，用机型方法 使型坯先作轴线拉伸，继而在吹塑中，型坯径向尺寸增大，又得到横向拉伸。2）三种吹塑工艺比较： ①注射法生产的制品飞边少或完全没有，制品的尺寸和壁厚精度较高，增大 热能小号，生产上受一定限制 ②挤出法生产效率高，熔接缝少，吹塑制品强度较高，设备简单，投资少， 实用性广，工业生产中应用得较多 ③双向拉伸中空成型与前两种中空成型技术比较，对型坯的冷却，型坯的尺 寸精度，型坯加热温度的控制以及对中空容器地步的熔合、底部、口部的修正等技术要求较高。 18、简述用于橡胶的各种配合剂种类及举例说明。 ①硫化剂：是一种使橡胶由长链型分子转变为网状大分子的物质，这种转变过程成为硫化。硫磺、一氯化硫、硝基化合物、有机过氧化物 ②硫化促进剂：可以促进橡胶硫化作用，降低硫化所需温度，缩短硫化时间，并能改善硫化胶的物理机械性能。2-硫醇基苯并噻唑，二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、亚硫酰胺促进剂 ③防老剂：能一直橡胶老化现象的物质，分为物理防老剂（石蜡，微晶蜡），化学防老剂（酚类、胺类）。 ④增塑剂：增大橡胶分子之间的距离，降低分子间的作用力，从而使胶料的苏醒增加，分为物理增塑剂（硬脂酸、油酸、松焦油、三线油）和化学增塑剂（噻唑类、硫酚、亚硝基化合物、胍类促进剂） ⑤填空剂：分为补强填充剂（炭黑、碳酸镁、活性碳酸钙、活性陶土） 惰性填充剂（硫酸钡、滑石粉、云母粉） 19．简述碳黑对橡胶的补强机理。 1）物理吸附（弱）：橡胶能够很好地吸附在炭黑表面，炭黑与橡胶分子之间的吸引力大于橡胶分子间的内聚力，这种结合力比较弱。 2）化学吸附、二个补强效应：炭黑的不均匀性，有些活性很大的活化点，具有不配对电子，能与橡胶起化学作用（橡胶吸附在炭黑的表面上而有若干个点与炭黑表面起化学的结合，这种作用成为化学吸附）。 特点：分子链比较容易在炭黑表面上华东，但不易和炭黑脱离构成一种能够滑动的强固的键，可产生了两个补强效应：①被吸收外力的冲击②使应力分布均匀 20．试根据下图的天然胶塑炼温度对门尼粘度的影响说明温度对生胶塑炼有何影响？ 天然胶塑炼温度对门尼粘度的影响 ①低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，塑炼效果下降。 ②高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，塑炼效果在高温区随温度的升高而增大，温度对塑炼起着促进作用。 21．橡胶的硫化历程分为几个阶段？各阶段的实质和意义是什么？ （1）焦烧期－硫化起步阶段，是指橡胶在硫化开始前的延迟作用时间，在此阶段胶料尚未开始交联，胶料在模型内有良好的流动性。（对于模型硫化制品，胶料的流动、充模必须在此阶段完成，否则就发生焦烧．出现制品花纹不清，缺胶等缺陷。） 意义：焦烧期的长短决定了胶料的焦烧性及操作安全性。这一阶段的长短取决于配合剂的种类和数量。 （2）欠硫期－预硫阶段，焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。在此阶段，随着交联反应的进行，橡胶的交联程度逐渐增加，并形成网状结构．橡胶的物理机械性能逐渐上升，但尚未达到预期的水平．但有些性能如抗撕裂性、耐磨性等却优于 正硫化阶段时的胶料。 意义：预硫时间的长短反映了硫化反应速度的快慢（，主要取决于配方）。（3）正硫期－正硫化阶段，正硫化是胶料的各项性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少，也称硫化平坦期。 意义：这个阶段橡胶的综合性能最好，是选取正硫化时间的范围。（硫化平坦期的宽窄取决于：配方、温度等） （4）过硫期－过硫阶段，橡胶的交联反应达到一定的程度，此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳。此时交联键发生重排、裂解等反应。 意义：过硫阶段的性能变化情况反映了硫化平坦期的长短，不仅表明了胶料热稳定性的高低，而且对硫化工艺的安全性及制品硫化质量有直接影响。 22．用含硫磺及硫化促进剂的硫化体系硫化天然橡胶时反应过程有哪几个阶段？ ①硫化体系（硫磺，促进剂和活性剂）各组分间相互作用生成中间化合物（或络合物），这比中间化合物是事实上的硫化剂。 ②中间化合物与橡胶相互作用在橡胶分子链上生成活性侧基。 ③这些活性侧基相互间与在作用形成橡胶分子交联键。 ④交联键的继续反应。 23．化学纤维的纺丝方法有哪些及成纤聚合物的适应性。 ①熔法纺丝：实在熔融纺丝机中进行的。聚合物颗粒加入纺丝机后，受热熔融而成为熔体，此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头的小孔流出，形成液体细流。细流在纺丝通道流出时同空气接触，进行热交换冷却固化成为初生纤维。纺丝速度一般可达1000-1500米/分。用此法一般生产聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯及其它聚合物的单丝。 ②干法纺丝：用纺丝泵喂料，从喷丝孔流出的液体细流送入成形通道，再次通道中吹入热空气蒸发溶剂，制得的丝线送入卷绕装置。干法成形的纤维有醋酸纤维、聚烯烃、聚氯乙烯、过氯乙烯等纤维。干法成形时速度由于受到丝线中溶剂挥发速度的限制，一般为100-500米/分 ③湿法纺丝：用纺丝泵加料，通过过滤器，通入沉浸在凝固池中的喷丝头，从喷丝孔中流出液体细流在凝固浴中与凝固剂产生传质过程。凝固剂向细流扩散，溶剂从细流内向外扩散。湿法成形的纤维有：聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯醇、黏胶纤维及其它纤维。由于沉淀中双扩散过程的限制，沉淀的速度一般较慢，所以成形速度一般不高于20米/分。 24、天然橡胶的低温机械塑炼的目的及其原理（含硫酚时）与聚氯乙烯塑料中添加邻苯二甲酸二丁酯的目的及原理有何异同？ 答： （1）天然橡胶低温机械塑炼的目的：增加橡胶可塑性。使橡胶有恰当的可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合。在压延加工时易于渗入纺织物中。在压制成型型时具有较好的流动性。 原理是：以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用；发生了化学反应；硫酚起到接受游离基或封端的作用。 （2）聚氯乙烯塑料中添加邻苯二甲酸二丁酯的目的：能增加塑料的柔韧性、耐寒性；使塑料的玻璃化温度Tg、熔点Tm、软化温度或流动温度Tf降低，粘度减 小，流动性增加，从而改善了某些塑料的加工性能。 原理：没有发生化学反应；增塑作用不是由于填充隔离，聚合物Tg 的降低程度与增塑剂的摩尔数成正比。其极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用（互溶而不被排斥），代替了聚合物极性分子间的作用(减少了联结点)，削弱了分子间的作用力；其非极性基团把聚合物的极性基屏蔽起来，减低其分子间作用力。 四、 计算题 1．以柱塞式注射机成型聚丙烯制品时，注射机料筒的加热效率为X ，如果聚丙烯预热温度为Y ℃，注射料温C ℃，注射机的料筒最高温度应控制多少度？若注射机料筒最高温度为D ℃，则注射料温应为多少度？ 答： 加热效率E ＝(T －T 0)/T w －T 0) 3、某一胶料的硫化温度系数为x ，当硫化温度为y ℃时，测出其硫化时间为z 分钟，若将硫化温度提高到m ℃，求该胶料达正硫化所需要的时间？上述胶料的硫化温度时间缩短到n 分钟时，求所选取的硫化温度是多少？ 答： 102112T T K t t -= 材料成型与加工复习 一、填空题 （1）聚合物加工通常包括两个过程，其一是：使原材料产生变形或流动并取得所需要的形状，其二是：设法保持取得的形状 （2）聚合物所具有的四种加工性质是：可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性。P3 （3）物料的混合有扩散、对流、剪切三种基本运动形式，聚合物成型时熔融物料的混合以剪切运动形式为主。 （4）单螺杆挤出机的基本结构包括：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头与口模五部分P119 （5）挤出成型工艺过程大体相同，其程序为物料干燥、挤出成型、制品的定型与冷却、制品的牵引与卷取，有时还包括制品的后处理。P113 （6）注塑机的基本结构由注射系统、锁模系统和模具三部分组成。P137 （7）橡胶塑炼的实质是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。P207 （8）碳黑在橡胶中分散分三个阶段，分别是第一阶段：润湿；第二阶段：分散；第三阶段：生胶的电化学降解。 （9）成纤聚合物的纺丝过程是在粘流态进行的，而加工过程是在高弹态进行的。 （10）热敏性的PVC宜用深螺槽；熔体粘度低和热稳定性较高的PA宜用浅螺槽螺杆 二、名词解释： 1．均相成核 又称散线成核，是纯净的聚合物中由于热起伏而自发地生成晶核的过程。过程中晶核密度能连续上升。 2．异相成核 又称瞬时成核，是不纯净的聚合物中某些物质（如成核剂，杂质或加热时未完全熔化的残余结晶）起晶核作用成为结晶中心，引起晶体生长过程，过程中晶核密度不发生变化。 3．二次结晶 是在一次结晶完了后在一些残留的非晶区域和晶区不完整部分即晶体间的缺陷或不完善区域，继续进行结晶和进一步完整化过程。聚合物的二次结晶速度很慢。4．后结晶 聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域在加工后的继续结晶的过程，它发生在球晶的界面上，并不断形成新的结晶区域，使晶体进一步长大，是加工中初始结晶的继续。 5．热处理（退火） 为一松弛过程，通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善。 6．淬火： 是一种很快冻结大分子及链段欲动以防止结晶的过程。 成型加工复习 名词解释： 1.成型加工：将高分子材料成型加工为高分子材料制品的过程。 2.共混物的均匀性：指被分散物在共混体中浓度分布的均一性。 3.共混物的分散程度：分散相在共混体中的破碎程度。 4.初混合设备：是指物料在非熔融状态下进行混合所用的设备。 5.混炼胶：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程的产物。 6.塑化料：将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程的产物。 7.塑炼：增加橡胶可塑性的工艺过程。 8.混炼：就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。塑料的初混合工艺：指聚合物与各种粉状、粒状或液体配合剂的简单混合工艺。 9.塑料的塑化：是借助加热和剪切作用使物料熔化、剪切变形、进一步混合，使树脂及各种配合剂组分分散均匀。 10.挤出成型：是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行物料的输送，熔融压缩、熔体均化，并定量、定压、定速地通过机头口模而获得所需的挤出制品。 11.挤出机工作点：是螺杆特性线与口模特性线的交点。 12.挤出物膨胀：聚合物熔体在模内所受形变的弹性回复。 13.注射成型：将固体聚合物加热塑化成熔融体，并高压、高速注射入模具中，赋予模腔的形状，经冷却（或交联、硫化）成型的过程。 14.注射量：是指注射机对空注射条件下，注射螺杆或柱塞在作一次最大注射行程时，注射系统所能达到的最大注射量。 15.注射压力：:指在注射时，螺杆或柱塞端面施加于料筒中熔料单位面积上的压力。 16.合模力：注射机合模机构对模具所施加的最大夹紧力。 17.注射速度：指注射时，螺杆或柱塞移动速度。 18.注射速率:指单位时间内熔料从喷嘴射出的容量。 19.注射时间：指螺杆或柱塞完成一次注射量所需的时间。 20.塑化：指聚合物在料筒内经加热由固态转化为熔融的流动状态并具有良好的可塑性的过程。 21.注射过程：塑化良好的聚合物熔体，在柱塞或螺杆的压力作用下，由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一重要而又复杂的阶段。 22.塑化压力（背压）：螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力。 23.压延成型：将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，得到表面光洁的薄片状连续制品。 24.一次成型：通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动、成型和冷却硬化，而将塑料制成各种形状产品的方法。 25.二次成型：指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工，以获得制品的最终型样的技术。 26.中空吹塑成型:借助于气体的压力，把在闭合模具中呈橡胶态的塑料型坯吹胀形成中空制品的二次成型技术。 27.拉伸吹塑：将挤出或塑料注射成型的型坯，经冷却，再加热，然后用机械的方法及压缩空气，使型坯沿纵向及横向进行吹胀拉伸、冷却定型的方法. 28.泡沫塑料：以树脂为基质而内部具有无数微孔性气体的塑料制品。 简答题： 1.高分子材料成型加工的实际？ 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示它们的物理含义各是什么 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象 铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。 铸件的宏观组织一般包括三个晶区：表面的细晶粒区、柱状晶粒区和内部等轴晶区。 金属塑性成形指利用外力使金属材料产生塑性变形，使其改变形状、尺寸和改善性能，从而获得各种产品的加工方法。 主要应用： （1）生产各种金属型材、板材、线材等； （2）生产承受较大负荷的零件，如曲轴、连杆、各种工具等。 金属塑性成形特点 第二章高分子材料学 1、热固性塑料：未成型前受热软化，熔融可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型。受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构是由线型分子变为体型结构。举例：PF、UF、MF 2、热塑性塑料：受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化成型。再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构是线型高分子。举例：PE聚乙烯，PP聚丙烯，PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料：是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料：具有较好的力学性能，拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例：PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷：Tc=Tmax，结晶度提高，球晶大。透明度不好，强度较大。 6、骤冷（淬火）：Tc 8、二次结晶：是指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域，继续结晶并逐步完善的过程。 9、后结晶：是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。 第三章添加剂 1、添加剂的分类包括工艺性添加剂（如润滑剂）和功能性添加剂（除润滑剂之外的都是，如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂） 2、稳定剂：防止或延缓高分子材料的老化，使其保持原有使用性能的添加剂。针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素，可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂（防老剂）、光稳定剂。 热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。主要用于热敏性聚合物（如PVC聚氯乙烯树脂），是生产PVC塑料最重要的添加剂。 抗氧剂是可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。 光稳定剂是指可有效抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。 3、热稳定剂分为 1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分） 答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分） 特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。 影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。 3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。（2分) 外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的，为此，可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。（2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内，即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触， 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。（2分) 4.挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知：PVC软化点75~165℃；尼龙的熔融温度范 围则较窄，约10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。（12分） 答： PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。（4分）因为PVC是无定形塑料，无固定的熔点，软化温度范围较宽，其熔融过程是逐渐进行的，所以选择熔融段较长的渐变螺杆；PA是结晶性塑料，有固定的熔点，熔融温度范围较窄，温度达到熔点后，熔融较快，应选择熔化区较短的突变螺杆。（3分） 5.根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的来源主要有两个，一是物料与物料之间，物料与螺杆、 机筒之间的剪切、摩擦产生的热量，另一个是料筒提供的热量。 6.根据最简流动方程，熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏流四种 7.试分析螺杆挤出机生产中产生物料架桥现象的原因。 答：（1）原料配方中有黏度较大的助剂造成物料结块导致无法下料。 （2）下料段设定的温度过高，引起物料熔化，螺杆无法推进物料，造成物料架桥。 （3）喂料系统发生故障，无法正常工作，造成物料架桥。 8.请问为什么挤出机要在料斗座处加冷却装置？ 答：为避免加料斗出现“架桥”现象而影响加料及固体输送效率。 9.机筒加热和冷却的目的是什么？ 答：加热促进物料塑化；冷却为防物料过热。 10.什么叫螺杆的长径比？螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处？ 答：螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时，L/D增加，物料在螺杆中运行时间延长，有利于物料塑化与混合，使升温过程变缓；可使均化段长度增加，可减少逆流和漏流，有利提高生产能力。 11.挤出成型是在什么温度之间进行的？物料在什么温度范围容易挤出？挤出温度由什么决定？ 答：在黏流温度Tf与分解Td之间挤出成型；范围越宽越易挤出成型。具体温度应根据原料的配方、挤出机头结构、螺杆转速来定。 材料成形技术基础知识点复习-杨大壮按照制造前后质量变化情况,现代制造过程分类一般分为质量不变过程,质量减少过程,质量增加过程。机械制造技术是以设计为心的产品技术和以工艺为核心的过程技术构成的。 1、液态金属充满铸型型腔,获得完整、轮廓清晰的铸件的能力称为液态金属充填铸型能力。流动性指熔融金属的流动能力。一般用铸件最小壁厚来表征液态金属的充型能力,用螺旋形试样长短来表征液态金属的流动性。 2、影响液态金属充型能力的因素有金属的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。 3、收缩的定义及铸造合金收缩过程(液态、凝固、固态)铸件在液态、凝固和固态冷却过程所产生的体积和尺寸减小现象称为收缩。液态金属浇入铸型后,从浇注温度冷却到室温都经历液态收缩,凝固收缩,固态收缩三个互相关联的收缩阶段。 4、液态金属凝固过程,由于液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现大而集的孔洞,称缩孔;细小而分散的孔洞称分散性缩孔,简称缩松。缩孔产生的基本原因是液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值且得不到补偿。缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域、两壁相交处等热节处。基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶,铸件由表及里逐层凝固。缩松产生的基本条件是金属的结晶温度范围较宽, 呈体积凝固方式。缩松常存在于铸件的心区域、厚大部位、冒口根部和内浇道附近。防止方法:①采用顺序凝固原则②加压补缩 5、铸件在凝固和随后的冷却过程,固态收缩收到阻碍而引起的内应力,称为铸造应力。分类(形成原因):热应力(残余),相变应力,机械阻碍应力(临时)防止和减小的措施:①合理设计铸件结构②尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金③采用同时凝固的工艺④合理设置浇冒口,缓慢冷却⑤若铸件已存在残余应力,可采用人工时效自然时效或振动时效等方法消除产生的缺陷(热裂、冷裂、变形)6/主要气体(H2、N2、O2)金属在熔炼过程会溶解气体。在浇注过程,因浇包未烘干、铸型浇铸系统设计不当,铸型透气性差以及浇注速度控制不当或型腔内气体不能及时排出等,都会使气体进入金属液,增加金属气体的含量,这就构成了金属的吸气性。过程:①气体分子撞击到金属液表面②在高温金属液表面上气体分子离解为原子状态③气体原子根据与金属元素之间的亲和力大小,以物理吸附方式或化学吸附方式吸附在金属表面④气体原子扩散进入金属液内部7、铸件凝固后,截面上不同部位以至晶粒内部产生化学成分不均匀现象称为偏析。宏观偏析(区域偏析):成分不均匀现象表现在较大尺寸范围,主要包括正偏析和逆偏析。微观偏析:微小范围内的化学成分不均匀现象,一般在一个晶粒尺寸范围左右,包括晶内偏析(枝晶偏析)和晶界偏析。正偏析:如果是溶质的分配系数K>1的合金,固液界面的液相溶质减少,因此越是后来结晶的固相,溶质的浓度越 材料成型工艺基础考试 复习要点 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 材料成型工艺基础 复习资料 13上午九到十一点 一号公教楼407 1铸件的凝固方式及其影响因素 凝固方式：（l）逐层凝固方式 （2）糊状凝固方式 （3）中间凝固方式 影响因素：（l)合金的结晶温度范围：结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳 钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。 （2）逐渐的温度梯度：在合金的结晶温度范围已定时，若铸件的温度梯度↑由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。 2铸造性能含义及其包括内容，充型能力含义，影响合金流动性因素（合金种类、成分、浇注条件、铸型条件） 铸造性能：合金铸造成形获得优质铸件的能力，、 合金的铸造性能：主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等 充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力。 影响合金流动性因素：（l)合金的种类。灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次 之，铸钢最 差。 （2）合金的成分。同种合金，成分不同，其结晶特点不 同，流动性也不同。 （3）浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好； 温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。 在保证充型能力的前提下温度应尽量低。 生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温 度， （4） l.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差 2．铸型温度越高，充型能力越好 3．铸型中的气体阻碍充型 3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段 l.收缩。合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。 合金的收缩过程可分为三阶段（l）液态收缩 （2）凝固收缩 （3）固态收缩 缩孔（1）形成条件：金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。（2）产生原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。 （3）形成部位：在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。 缩松（1）形成条件：形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范 围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存， 《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 、判断题（每题分，共分，正确的画“O ”，错误的打“X ”） 、选择题（每空1分，共38分） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( 化学成分) ( 浇注条件) ( 铸型性质) 2.( 浇注温度) 3.( 复杂) ( 广) 4.( 大) 5.( 补缩) ( 控制凝固顺序)6.( 球铁) ( 2 17% ) 7.( 缺口敏感性) ( 工艺)8.( 冷却速度) ( 化学成分) 9.( 低) 10.( 稀土镁合金)11.( 非加工)12.( 起模斜度) ( 没有) 13.( 非铁) ( 简单)14.( 再结晶)15.( 变形抗力) 16.( 再结晶) ( 纤维组织)17.( 敷料) ( 锻件公差) 18.( 飞边槽)19.( 工艺万能性)20.( 三) ( 二） 21.( -二二) ( 三)22.( 再结晶退火)23.( 三） 24.( -二二)25.( 拉) ( 压)26.( 化学成分) ( 脱P、S、O )27.( 作为电极) ( 填充金属)28.( 碱性) 29.( 成本) ( 清理)30.( 润湿能力)31.( 形成熔池) （达到咼塑性状态) ( 使钎料熔化)32.( 低氢型药皮) ( 直流专用) Ct 230 图5 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） ? 2J0 环O' 4 “ei吋 纯 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序（6 分）。 O O 2 令 i 1 q―1 孔U 400 圈6 3、请修改图7?图10的焊接结构，并写出修改原因。 自由锻基本工序： 拔长、局部镦粗、拔长 图7手弧焊钢板焊接结构（2 分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2 分） 修改原因：避免焊缝交叉修改原因：避免应力集中（平滑过 度） 1聚合物主要有哪几种聚集态形式？ 玻璃态(结晶态)、高弹态与粘流态 2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T 材料成型技术基础复 习重点 1.1 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物理含义各是什么？ 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 1.2 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。 1.3 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 1.4 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 1.5 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 1.6 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 1.8工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 2.0材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象 2.1 选择题(选择一个正确答案) 1.焊缝中常见的缺陷是下面哪一组?(b) a.裂纹,气孔,夹渣,白点和疏松 b.未熔合,气孔,未焊透,夹渣和裂纹 c.气孔,夹渣,未焊透,折叠和缩孔 d.裂纹,未焊透,未熔合,分层和咬边 2.下面哪种缺陷不是滚轧产品中常见的缺陷？（c）：a.缝隙 b.疏松 c.冷隔 d.裂纹 3.下面哪种缺陷不是锻造产品中常见的缺陷？（b）：a.折叠 b.疏松 c.裂纹 d.白点 4.下面哪种缺陷通常与焊接工艺有关？（a）：a.未焊透 b.白点 c.缝隙 d.分层 5.下面哪种缺陷是由于锻造工艺引起的？（b）：a.缩管 b.折叠 c.分层 d.以上都是 6.下面哪种缺陷是由于滚轧工艺引起的？（b）：a.气孔和缩管 b.分层 c.裂纹 d.以上都是 7.下面哪种缺陷属于锻件缺陷?(b)：a.冷隔 b.折叠 c.未熔合 d.咬边 8.下面哪种缺陷属于铸件缺陷?(a)：a.冷隔 b.折叠 c.未熔合 d.咬边 9.下面哪种缺陷属于焊缝缺陷?(c)：a.冷隔 b.折叠 c.未熔合 d.分层 10.下面哪种元素属于钢中的有害元素(c)：a.镍 b.铝 c.硫 d.铬 11.下面哪种元素属于钢中的有害元素(c)：a.钨 b.铝 c.磷 d.钛 12.属于制造加工过程中出现的缺陷为(d)：a.疲劳裂纹 b.腐蚀裂纹 c.残余缩孔 d.焊接裂纹 13.属于制造加工过程中出现的缺陷为(c)：a.疲劳裂纹 b.应力腐蚀裂纹 c.热处理裂纹 d.疏松 14.下列缺陷中的(e)是使用过程中出现的缺陷：a.疲劳裂纹 b.气孔 c.发纹 d.应力腐蚀裂纹 e.a和d 15.下列缺陷中哪个是金属材料机械加工过程中产生的缺陷?(d) a.残余缩孔 b.非金属夹杂 c.条带状偏析 d.冷作硬化 16.下列哪种缺陷是原材料缺陷?(d)：a.疲劳裂纹 b.腐蚀裂纹 c.淬火裂纹 d.疏松 17.下列缺陷中的(d)是原材料缺陷：a.疲劳裂纹 b.应力腐蚀裂纹 c.热处理裂纹 d.疏松 18.下列缺陷中哪种是使用过程中出现的缺陷?(a)：a.疲劳裂纹 b.气孔 c.热处理裂 纹 d.疏松 e.发纹 19.下列缺陷中的(b)是使用过程中出现的缺陷：a.淬火裂纹 b.腐蚀凹坑 c.未熔合 d.冷隔 20.下列缺陷中哪种是原材料缺陷?(d)：a.疲劳裂纹 b.应力腐蚀裂纹 c.热处理裂 纹 d.疏松 材料成形技术基础复习题 一、选择题 1．铸造中，设置冒口的目的是（）。 a. 改善冷却条件 b. 排出型腔中的空气 c. 减少砂型用量 d. 有效地补充收缩 2．铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是( )。 a. 砂型铸造 b. 离心铸造 c. 熔模铸造 d. 压力铸造 3．车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 4．铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 a. 固态收缩 b. 液体收缩 c. 凝固收缩 d. 液体收缩和凝固收缩 5．为提高铸件的流动性，在下列铁碳合金中应选用（）。 a. C=3.5% b. C=3.8% c. C=4.0% d. C=4.7% 6．下列合金中，锻造性能最好的是（），最差的是（）。 a.高合金钢 b.铝合金 c.中碳钢 d.低碳钢 7．大型锻件的锻造方法应该选用（）。 a.自由锻 b.锤上模锻 c.胎膜锻 8．锻造时，坯料的始锻温度以不出现（）为上限；终锻温度也不宜过低，否则会出现（）。 a.晶粒长大 b.过热 c.过烧 d.加工硬化 9．材料经过锻压后，能提高力学性能是因为（）。 a.金属中杂质减少 b.出现加工硬化 c.晶粒细小，组织致密 材料和制造方法应选（）。 a.30钢铸造成形 b.30钢锻造成形 c.30钢板气割除 d.QT60-2铸造成形11．设计板料弯曲模时，模具的角度等于成品角（）回弹角。 a.加上 b.减少 c.乘以 d.除以 12．酸性焊条用得比较广泛的原因之一（）。 a. 焊缝美观 b. 焊缝抗裂性好 c. 焊接工艺性好 13．低碳钢焊接接头中性能最差区域（）。 a. 焊缝区 b. 正火区 c. 部分相变区 d. 过热区 14．焊接应力与变形的产生，主要是因为（）。 a. 材料导热性差 b. 焊接时组织变化 c.局部不均匀加热与冷却15．焊接热影响区，在焊接过程中是（）。 a. 不可避免 b. 可以避免 c. 不会形成的 16．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。 a. 气孔多 b. 冷隔严重 c. 浇不足 d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。17．圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 18．合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生（）缺陷; 合金结晶温度围广, 浇注温度过低,易使铸件产生（）缺陷。 a. 浇不足与冷隔 b. 气孔 c. 应力与变形 d. 缩孔与缩松19．绘制铸造工艺图确定拔模斜度时，其壁斜度关系时（）。 a. 与外壁斜度相同 b. 比外壁斜度大 c. 比外壁斜度小 20．引起锻件晶粒粗大的原因是（）。 a.终锻温度太高 b.始锻温度太低 c.终锻温度太低 高分子材料成型加工塑料成型工艺学考试复习 题 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN# 挤出1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10 分） 2. 答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分） 特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。 影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 3.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 4. 原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。 5.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 6. 答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。（2分) 外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的，为此，可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。（2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内，即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触， 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。（2分) 南昌理工学院2016～2017学年第一学期期末考试试卷 ___________院系_______________专业______年级_______班 姓名_____________学号________________ 学号： 二、选择题（每题2分，共30分） 1.根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷、（）等三种。 A 局部载荷B疲劳载荷C 剩余载荷 D 边缘载荷 2.材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和（）四类。 A钢材B有色材料C有机材料D铝合金 3.塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和（）。 A冷固塑性塑料B冷固弹性塑料C冷塑性塑料D热固性塑料 4.陶瓷材料根据其原料、工艺和用途，可以分为传统陶瓷和（）两大类。 A近代陶瓷B古代陶瓷C景德镇陶瓷D唐三彩 5.木材在横切面上硬度大，耐磨损，但（），加工后不易获得光洁表面。 A易折断，易刨削 B易折断，难刨削 C难折断，难刨削 D难折断，易刨削 6.塑料的基本性能：质轻比强度高，优异的电绝缘性能，减摩耐磨性能好，（），减震消音性能好，独特的造型工艺性能，良好的质感和光泽度。 A化学性能优良，透光及防护性能差 B化学性能差，透光及防护性能差 C优良的化学性能，透光及防护性能 D化学性能差，透光性及保护性能好 7.塑料的挤出成型也称（），它是在挤出机中通过加热，加压而使物料以流动状态连续通过挤出模成型的方法。 A挤出模塑 B挤压 C压塑 D挤压模塑和挤塑 8.玻璃的熔制过程分为：硅酸盐的形成，玻璃的形成，（）。 A澄清和均化，冷却 B冷却，澄清 C澄清和均化 D冷却 9.木材与其他材料相比，具有（）、燃烧性和生物降解性等独特性质。 A多孔性、各向同性、湿涨干缩性 B多孔性、各向异性、湿涨干缩性 C多孔性、各向同性、干涨干缩性 D多孔性、各向异性、湿涨干伸性 10.金属切削加工可分为钳工和（）两部分。 A焊接加工B车削加工C机械加工D刨削加工 11玻璃的加工工艺包括原料装配、加热熔融、成型加工、（）。 A表面装饰 B热处理 C冷却成型 D热处理和表面装饰 材料成型复习题(答案) 一、 1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。 2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的 结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。 3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺 同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺 4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。 5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。 直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。 6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。 模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。 7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。 8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。 9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。 二、 1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。 2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。 3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。 4、影响金属焊接的主要因素有温度、压力。 5、粉末压制生产技术流程为粉末制取、配混、压制成形、烧结、其他处理加工。 6、影响液态金属充型能力的因素有金属流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。 7、金属材料的可锻性常用金属的塑性指标和变形抗力来综合衡量。 8、熔化焊接用焊条通常由焊芯和药皮组成，其中焊芯的主要作用为作为电源的一个电极，传导电流，产生电弧、熔化后作为填充材料，与母材一起构成焊缝金属等。 9、金属塑性变形的基本规律是体积不变定律和最小阻力定律。 10、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道组成。 11、硬质合金是将一些难熔的金属碳化物和金属黏结剂 1聚合物主要有哪几种聚集态形式？ 玻璃态（结晶态）、高弹态和粘流态 2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T 熔体粘度大，流动度小，熔融指数低；加工性能较差。分子量高的聚合物的力学强度和硬度等较高。 分子量较低的聚合物，流动度小，熔体粘度低，熔融指数大，加工流动性好。分子量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低 4成纤聚合物的一般特性，纤维成型过程，纺丝液体的制备，工业生产主要纺丝成形方法。 1）分子量较高，分子间作用力（含强极性基团或氢键）较大；可制成强度好的纤维； 2）无较长支链、交联结构和很大的取代基团，为线型结构，结晶性较好，使拉伸取向结晶后，纤维的强度和模量较高。 3）分子量分布窄：低分子级份过多，纤维强度下降；高分子级份太多，熔体粘度急剧增大，出现凝胶型颗粒，难于拉伸取向。 4）溶解或熔融后，液体具有适度的粘度； 5）良好的热稳定。 纤维成形过程包括：液体纺丝及液体细流的冷却固化过程 纺丝液体的制备：成纤聚合物的熔融/成纤聚合物的溶解：溶剂同高聚物相互扩 材料成型技术基础复习重点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1.1 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示它们的物理含义各是什么 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 1.2 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。 1.3 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 1.4 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 1.5 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 1.6 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 1.8工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 2.0材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象 2.1 铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。 铸件的宏观组织一般包括三个晶区：表面的细晶粒区、柱状晶粒区和内部等轴晶区。 1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 2、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括机械性 能、物理性能和化学性能等。 3、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括铸造性 能、压力加工性能、焊接性能和切削加工性能等。 4、根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等 三种。 5、材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和有机材料四类。 6、材料基本性能包括固有特性和派生特性。 7、材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等。 8、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性。 9、钢铁材料按化学组成分为钢材、纯铁和铸铁；其中钢材按化学组成分为碳素钢和合金钢。 10．铸铁材料按照石墨的形态可分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。 11、变形铝合金主要包括锻铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和防锈铝合金。 12、金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等。 13、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料。 15、塑料制品的成型工艺主要包括吹塑成型、挤塑成型、吸塑成型、注塑成型等。 16、陶瓷材料根据其原料、工艺和用途，可以分为传统陶瓷和近代陶瓷两 大类。 17、陶瓷制品的工艺过程一般包括原配料、坯料成型和窑炉烧结三个主 要工序。 18、陶瓷制品的坯体成型方法主要有压制成型、可塑成型和注浆成型三种。 19、陶瓷制品的旋压成型可以分为覆旋旋压法和仰旋旋压法两种。 20、日用陶瓷制品可以分为陶器、瓷器和炻器。其中陶器的气孔率和吸水率介于炻器和瓷器之间。 21、玻璃按用途可分为日用器皿玻璃、技术用玻璃、建筑用玻璃、和玻璃纤维四大类。 22、玻璃的加工工艺包括原料装配、加热熔融、成型加工、热处理和表面装饰。 23、玻璃成型工艺包括压制、拉制、吹制、压延、浇注和结烧等。 24、锻造是利用手锤锻锤或压力设备上的模具对加热的金属抷料施力，使金属材料在不分离条件下产生变形，以获得形状尺寸和性能符合要求的零件。 25、金属焊接按其过程特点可分为3大类：熔焊、压焊、钎焊 26、金属切削加工可分为钳工和机械加工两部分。 27、木材与其他材料相比，具有多孔性、各向异性、湿涨干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质。 28、木材在横切面上硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削，加工后不易获得光洁表面。 29、塑料的基本性能：质轻比强度高，优异的电绝缘性能，减摩耐磨性能好，优良的化学性能，透光及防护性能，减震消音性能好，独特的造型工艺性能，良好的质感和光泽度。 30、塑料的挤出成型也称挤压模塑和挤塑，它是在挤出机中通过加热，加压而使物料以流动状态连续通过挤出模成型的方法。 31、按照陶瓷材料的性能功用可分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。 32、玻璃的熔制过程分为：硅酸盐的形成，玻璃的形成，澄清和均化，冷却。 33、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 34、金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型。 35、涂料由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助材料三部分组成。材料成型与加工复习详细版
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