材料成形裝備及自動(dòng)化C7E1

材料成形裝備及自動(dòng)化

EquipmentandAutomationofMaterialsProcess呂書(shū)林華中科技大學(xué)材料學(xué)院材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)核心課程材料學(xué)院材料成形裝備及自動(dòng)化教案2009-2010學(xué)年第二學(xué)期EAMP其它材料成形裝備

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2目錄第一章

緒

論（2學(xué)時(shí)）

第二章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化（10學(xué)時(shí)）

第三章

金屬塑性成形裝備及自動(dòng)化（8學(xué)時(shí)）

第四章

金屬連接成形裝備及自動(dòng)化（10學(xué)時(shí)）

第五章

高分子材料成形設(shè)備及自動(dòng)化（2學(xué)時(shí)）

第六章

快速成形裝備及控制（8學(xué)時(shí)）第七章

其它材料成形裝備（4學(xué)時(shí)）第八章熱處理工業(yè)爐及其控制（2學(xué)時(shí)）第九章材料加工中的環(huán)境保護(hù)裝備（2學(xué)時(shí)）EAMP其它材料成形裝備

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3第七章

其它材料成形裝備7.1陶瓷成形裝備7.2玻璃成形裝備7.3粉末材料成形裝備EAMP其它材料成形裝備

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47.1

陶瓷成形裝備人面魚(yú)紋彩陶盆新石器時(shí)代·仰韶文化(約5000年前)高16.5厘米，口徑39.5厘米。20世紀(jì)50年代陜西省西安市半坡村出土，現(xiàn)藏中國(guó)歷史博物館。EAMP其它材料成形裝備

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57.1.1陶瓷技術(shù)裝備概述(1)硅酸鹽制品或材料主要包括：陶瓷、玻璃、水泥；(2)以粘土為主要原料燒成的多晶、多相聚集體制品，包括土器、陶器、瓷器等統(tǒng)稱(chēng)為陶瓷；EAMP其它材料成形裝備

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6（3）陶瓷制品的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法EAMP其它材料成形裝備

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7（4）現(xiàn)代陶瓷工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程燃料、水電、交通運(yùn)輸、土壤、壓縮空氣、模具、密具、供熱、技術(shù)中心、管理機(jī)構(gòu)原料鉆探、開(kāi)采、制備，商品化供應(yīng)成型坯料和釉料的制備供應(yīng)。包括粉料、塑性料、漿料、釉料廢氣、廢渣、廢水、噪音等工業(yè)衛(wèi)生和環(huán)保處理生產(chǎn)線(xiàn)

成型燒成裝飾藝術(shù)加工產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)坯體形素?zé)①N花、劃線(xiàn)、印分級(jí)、包裝、成干燥、釉燒、花、拋光、雕塑、分檢、分級(jí)、修坯烤花彩繪、拼圖包裝產(chǎn)品銷(xiāo)售EAMP其它材料成形裝備

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8（5）現(xiàn)代陶瓷制品工藝過(guò)程與方法原料的鉆探、開(kāi)采原料存放硬質(zhì)料軟質(zhì)料原料精選粉碎分選料倉(cāng)配料球磨機(jī)粉磨與混合泥漿的過(guò)篩、除鐵、貯存處理注漿成形用泥漿的制備用噴霧干燥法制備成形粉料壓濾、練泥、陳腐、貯存貯漿罐存泥漿供漿塑性泥料供塑性成形用泥粉料倉(cāng)供給粉料注漿成形粉料壓力成形塑性成形特種成形修坯與干燥施釉彩印素?zé)淮螣芍破芳庸?、分選、分級(jí)、質(zhì)檢產(chǎn)品重?zé)诌x、施釉、彩印、釉燒EAMP其它材料成形裝備

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97.1.2

原材料制備裝備

陶瓷技術(shù)裝備包括原材料制備、釉料制備、成形、燒成等專(zhuān)業(yè)裝備；陶瓷技術(shù)裝備按其在生產(chǎn)過(guò)程中的主要用途可劃分為10大類(lèi)（詳見(jiàn)參考書(shū)）；按裝備的來(lái)源和使用特性，陶瓷裝備又可分為三大類(lèi)：

1）行業(yè)專(zhuān)業(yè)裝備（如滾壓成形機(jī)、自動(dòng)壓磚機(jī) 等）；

2）行業(yè)通用裝備（如球磨機(jī)、泥漿泵）；

3）通用裝備（各行業(yè)都可用的裝備，如皮帶運(yùn) 輸機(jī)、壓力機(jī)等）EAMP其它材料成形裝備

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10（1）

球磨機(jī)球磨機(jī)：硬質(zhì)材料的粉磨和混合特點(diǎn)：效率高、物料細(xì)（40~60um）種類(lèi)：瓷瓶球磨機(jī)、中心轉(zhuǎn)動(dòng)球磨機(jī)、震動(dòng)球磨機(jī)等EAMP其它材料成形裝備

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111)球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)球磨機(jī)筒體球磨機(jī)料口球磨機(jī)內(nèi)襯板球磨機(jī)磨球EAMP其它材料成形裝備

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122)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速

球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)球磨效率影響很大，如果球磨機(jī)以臨界速度或更高速度旋轉(zhuǎn)，起不到粉碎的作用。理論和實(shí)踐證明，球磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速為：

轉(zhuǎn)速太快轉(zhuǎn)速正常（研磨+碰擊）轉(zhuǎn)速太慢（研磨）瀉落式拋落式離心式D:球磨機(jī)的直徑(m)EAMP其它材料成形裝備

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133)球磨機(jī)物料裝填量

在濕磨過(guò)程中，球石的裝填量達(dá)到球磨機(jī)凈體積的55%時(shí)，能達(dá)到最佳狀態(tài)，可以用經(jīng)驗(yàn)公式估算球磨機(jī)中球體的重量：G:球石裝填量(kg)；r：球磨機(jī)筒體半徑(cm)；d：球石比重(g/cm3)L：球磨機(jī)長(zhǎng)度(cm)

球磨機(jī)的初始球石級(jí)配為：大球30%，中球40%，小球30%，實(shí)際中主要取決于被磨物料的粒度，也要適當(dāng)考慮球磨機(jī)的直徑和轉(zhuǎn)速。EAMP其它材料成形裝備

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14（2）

壓濾機(jī)廂式壓濾機(jī)過(guò)濾脫水結(jié)構(gòu)原理1－濾板2－濾布3－濾腔（形成濾餅）4－陰陽(yáng)螺栓全自動(dòng)快開(kāi)式壓濾機(jī)（三次開(kāi)板）尾板頭板濾板液壓缸橫梁EAMP其它材料成形裝備

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15（3）真空練泥機(jī)

在陶瓷工業(yè)中，通常采用真空練泥機(jī)對(duì)泥料進(jìn)行加工，清除泥漿中的氣泡，提高泥料組分的均勻性和致密性。雙軸式真空練泥機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1-電動(dòng)機(jī)2-齒輪箱3-加料口4-梳狀擋泥板

5-上絞刀軸6-篩板

7-真空管道8-真空室照明燈9-真空表10-真空室

11-下絞刀軸12-機(jī)頭13-機(jī)嘴EAMP其它材料成形裝備

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167.1.3成形機(jī)械裝備EAMP其它材料成形裝備

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177.1.3成形機(jī)械裝備

現(xiàn)代陶瓷的成形方法可分為四類(lèi)：塑性成形法、注漿成形法、粉料壓力成形法（干壓法）和特種成形法。塑性成形法在日用陶瓷工業(yè)、電瓷工業(yè)中廣泛采用，常用的塑性成形設(shè)備中又包括滾壓成形機(jī)、旋坯機(jī)、擠坯機(jī)等。本節(jié)介紹常用的滾壓成形機(jī)和注漿成形機(jī)及生產(chǎn)線(xiàn)。EAMP其它材料成形裝備

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18（1）滾壓成形a)陰模滾壓成形（外成形-杯、碗）1)滾壓成形原理b)陽(yáng)模滾壓成形（內(nèi)成形-盤(pán)）EAMP其它材料成形裝備

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192)滾壓成形機(jī)450型雙頭滾壓成形機(jī)示意圖1－機(jī)架2－電機(jī)3－蝸桿軸4－凸輪5－滾頭架6－配重7－滾頭電機(jī)8－滾頭軸承座9－滾頭軸10－滾頭11－模座12－手把13－主軸14－主軸軸承座15－摩擦離合器16－支座EAMP其它材料成形裝備

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201-主電動(dòng)機(jī)2-凸輪軸3-主軸離合器凸輪4-滾頭升降凸輪5-滾頭架6-滾頭電機(jī)7-滾頭軸8-滾頭9-模座10-主軸11-摩擦離合器12-聯(lián)軸器13-蝸桿軸14-蝸桿2)滾壓成形機(jī)EAMP其它材料成形裝備

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213)滾壓成形生產(chǎn)線(xiàn)采用取模留坯工藝的滾壓成形生產(chǎn)線(xiàn)示意圖1－真空練泥機(jī)2－滾壓成形機(jī)3－鏈?zhǔn)礁稍餀C(jī)4－脫模機(jī)械手5－長(zhǎng)圓形鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)6－翻模機(jī)械手7－回模機(jī)械手包括四個(gè)工位：①投泥工位；②成形工位；③脫模工位；④回模工位。EAMP其它材料成形裝備

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22(2)注漿成形機(jī)

注漿成形是利用模型具有吸水能力用泥漿澆注成形的。在日用陶瓷中，形狀復(fù)雜的制品，大都采用注漿成形。實(shí)質(zhì)：在石膏模的毛細(xì)管力作用下，含有一定水分的粘土泥漿脫水硬化、成型的過(guò)程。1－攪拌機(jī)2－截止閥3、5－高、低液面探極4－貯漿槽6－調(diào)節(jié)閥1）泥漿的真空處理設(shè)備EAMP其它材料成形裝備

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231)空心注漿

成型時(shí)，將注漿坯料（泥漿）注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性，當(dāng)水分滲入石膏模后，貼近模壁的泥漿變稠，形成和模具型腔形狀相同的泥層，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，泥層逐漸增厚，當(dāng)達(dá)到所需厚度時(shí)，將多余的泥料倒出，當(dāng)泥層脫水收縮到一定的程度就與模壁脫離，即可取出，形成坯體。這種方法適用于形狀復(fù)雜或不規(guī)則的容器成型。EAMP其它材料成形裝備

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242)實(shí)心注漿

實(shí)心注漿是將泥漿注入兩個(gè)石膏模之間的空腔中。由于石膏模不斷吸收泥漿中的水分，泥漿量自然會(huì)不斷減少，因此注漿時(shí)必須陸續(xù)補(bǔ)充泥漿，直到泥漿全部形成坯體，注漿口已無(wú)法續(xù)補(bǔ)泥漿為止。EAMP其它材料成形裝備

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253)離心注漿機(jī)離心注漿機(jī)機(jī)械傳動(dòng)示意圖1、3－電動(dòng)機(jī)2－凸輪軸4－傳送帶拔叉5－帶式制動(dòng)器6－工作輪7－惰輪8－主軸

9－模座10－壓蓋

11－截止閥

12－泥漿管離心注漿機(jī)的工作循環(huán)圖EAMP其它材料成形裝備

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264)注漿成形生產(chǎn)線(xiàn)制造壺類(lèi)產(chǎn)品的注漿成形生產(chǎn)線(xiàn)示意圖1－脫模工位;

2－注漿工位I;

3－注漿工位II;

4－倒?jié){機(jī)械手;5－甩漿工位;

6－干燥室EAMP其它材料成形裝備

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275)施釉與裝飾機(jī)械裝備

陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中，坯體經(jīng)成形、干燥后，便進(jìn)入施釉、修坯、裝飾加工工序。施釉方法主要有澆釉、浸釉和噴釉等幾種；裝飾主要有貼花、印花、人工彩繪等，下面主要介紹施釉和貼花裝備。EAMP其它材料成形裝備

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285)施釉與裝飾機(jī)械裝備澆釉機(jī)示意圖1－承座2－主軸3－機(jī)架4－摩擦離合器5－底釉管

6－踏板7、9－傳動(dòng)裝置8－電動(dòng)機(jī)10－攪拌機(jī)11－釉漿桶12－釉漿泵13－凸輪軸14－外釉管

15－內(nèi)釉管

16－抹水筆17－釉盤(pán)18－坯體澆釉機(jī)EAMP其它材料成形裝備

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295)施釉與裝飾機(jī)械裝備貼花機(jī)示意圖1－機(jī)架2－減速刷器3－裝載機(jī)械手4－機(jī)械手5－刷粘膠裝置6－貼花裝置7－貼底款裝置8－吹平花紙裝置9－干燥器10－鑲金裝置11－凸輪軸12－鏈條13－鏈輪涂刷粘膠貼花紙干燥鑲金邊貼花機(jī)EAMP其它材料成形裝備

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305)施釉與裝飾機(jī)械裝備貼花裝置示意圖1-花紙盒3-齒條4-齒輪5-吸頭8,9-升降機(jī)11-壓縮空氣入管EAMP其它材料成形裝備

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317.2玻璃成形裝備EAMP其它材料成形裝備

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327.2.1基本概念

玻璃的主要成分是硅酸鹽，通常是一種透明或半透明的無(wú)定形物質(zhì)。玻璃被認(rèn)為是：“熔融液體冷卻時(shí)不析出結(jié)晶，逐漸硬化而成形的無(wú)機(jī)物質(zhì)”或“熔體因受冷卻，粘度逐漸增大而形成的非晶固體物質(zhì)”。玻璃制品生產(chǎn)的工藝過(guò)程。主要有：配料、熔制、成形、退火、加工、檢驗(yàn)等工序。玻璃的人工成形方法主要：人工吹制、自由成形（無(wú)模型成形）、人工拉制和人工壓制等。機(jī)械成形的方法有：壓制法、吹制法、拉制法、壓延法、澆鑄法和燒結(jié)法等。EAMP其它材料成形裝備

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337.2.2玻璃成形的主要裝備（1）供料方法及機(jī)械

1）供料道：玻璃液自池窖流往供料機(jī)的封閉通道，由耐火磚砌造，起調(diào)節(jié)溫度、均化成分的作用。K型供料道磚結(jié)構(gòu)示意圖EAMP其它材料成形裝備

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342)供料機(jī)供料機(jī)：供料道終端的料盆部分，為制瓶機(jī)提供滴料。EAMP其它材料成形裝備

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35(2)成形方法及機(jī)械1）平板玻璃的成形玻璃液在錫液面上浮起高度EAMP其它材料成形裝備

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36浮法玻璃成形示意圖EAMP其它材料成形裝備

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37EAMP其它材料成形裝備

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38浮法玻璃生產(chǎn)線(xiàn)圖示EAMP其它材料成形裝備

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392)瓶罐玻璃的成形“吹－吹法”流程①裝料(雛形模)②瓶口成形(口模)③吹成雛型料泡④雛型料泡翻轉(zhuǎn)⑤落入成形模⑥重?zé)幄叽禋獬尚微嚆Q移EAMP其它材料成形裝備

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403)大型自動(dòng)壓制成形機(jī)主要由七個(gè)部分組成：①橫梁及立柱②壓頭系統(tǒng)③模圈彈簧裝置④沖模調(diào)節(jié)系統(tǒng)⑤主換向閥⑥雙向閥⑦冷卻系統(tǒng)

大型自動(dòng)壓機(jī)壓制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1－壓制液壓缸；2－立柱；3－主換向閥；4－操作面板；5－橫梁；6－導(dǎo)向柱；7－中心立柱；8－V形導(dǎo)軌；9－壓頭系統(tǒng)；10－滑塊；11－工作臺(tái)；12－模圈彈簧裝置；13－沖模位置調(diào)節(jié)；14－沖模的安裝與鎖定；15－雙向閥。EAMP其它材料成形裝備

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413)大型自動(dòng)壓制成形機(jī)沖模冷卻控制系統(tǒng)1－軟化水控溫儀2－流量計(jì)3－電磁閥4－單向閥5－流量調(diào)節(jié)閥

6－沖模出水溫度計(jì)7－電磁閥8－沖模9－清掃空氣電磁閥10－單向閥11－離心水泵12－冷卻管13－冷凍電磁閥14－浮球式補(bǔ)充水閥

15－軟化水水池16－過(guò)濾器17－進(jìn)水節(jié)流閥EAMP其它材料成形裝備

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427.2.3以制瓶機(jī)為中心的生產(chǎn)線(xiàn)以制瓶機(jī)為中心的生產(chǎn)線(xiàn)布置示意圖1－加料機(jī)

2－池窯

3－供料道

4－供料機(jī)

5－制瓶機(jī)

6－出瓶輸送帶7－轉(zhuǎn)盤(pán)式拔瓶器8－送瓶機(jī)9－退火窯

10－單行排列輸送器11－曲線(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)12－抽查檢驗(yàn)13－檢驗(yàn)輸送帶14－瓶口檢驗(yàn)器15－應(yīng)力檢驗(yàn)器16－目視外觀檢查17－包裝機(jī)18－托板輥道19－托板EAMP其它材料成形裝備

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437.2.4玻璃制品的加工裝備(1)玻璃的冷加工切割設(shè)備電腦控制箱切割橋切割頭導(dǎo)軌切床EAMP其它材料成形裝備

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44(1)玻璃的冷加工磨邊設(shè)備砂帶磨邊機(jī)1－工作臺(tái)2－砂帶3－電機(jī)及砂帶張緊裝置4－吸塵罩5－吸塵管6－除塵器EAMP其它材料成形裝備

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45(1)玻璃的冷加工鉆孔設(shè)備玻璃鉆孔機(jī)（兩面鉆孔）1－鑄鐵座2－弓形工作臂3－工作臺(tái)4－主軸5－上下夾具（聯(lián)接器）6－傳動(dòng)裝置7－操縱桿8－玻璃壓緊裝置9－玻璃蕊噴吸器及收集箱10－控制盒EAMP其它材料成形裝備

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46(2)玻璃的熱加工熱模壓成形玻璃板熱成形生產(chǎn)簡(jiǎn)圖a)平板玻璃置于熱成形底模上，b)玻璃加熱后開(kāi)始軟化，c)沖模加壓玻璃貼近底模，d)熱成形后的玻璃EAMP其它材料成形裝備

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47(2)玻璃的熱加工熱封接成形浸漬封接法：利用在玻璃上直接通電所產(chǎn)生的熱達(dá)到金屬熔封目的。它是基于玻璃在高溫時(shí)屬于離子導(dǎo)電，且隨溫度的升高，電阻迅速下降，比金屬更易導(dǎo)電的原理，高溫下玻璃的導(dǎo)電性能較金屬的更好。浸漬封接法工作原理圖EAMP其它材料成形裝備

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487.3粉末材料成形裝備粉末材料的種類(lèi)多，主要有金屬材料粉末、陶瓷材料粉末、塑料粉末等，成形工藝有粉末冶金成形、陶瓷粉末壓制成形、粉末材料注射成形。EAMP其它材料成形裝備

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497.3.1粉末冶金加工工藝過(guò)程(1)粉末冶金的主要工序EAMP其它材料成形裝備

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50（2）

粉末的主要成形方法1）普通模壓成形

指粉料在常溫下、在封閉的鋼模中、按規(guī)定的壓力（一般為150~600MPa），在普通機(jī)械式壓力機(jī)或自動(dòng)液壓機(jī)上將粉料制成壓坯的方法。這種成形方法通常由下列工步組成：稱(chēng)粉、裝粉、壓制、保壓、脫模等。模壓成形示意圖EAMP其它材料成形裝備

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51一種國(guó)產(chǎn)壓力機(jī)壓力機(jī)是粉末材料成形的主要裝備。EAMP其它材料成形裝備

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522）等靜壓成形借助高壓泵將流體介質(zhì)壓入耐高壓的鋼制密封容器內(nèi)，高壓流體的靜壓力直接作用在彈性模套內(nèi)的粉料上，獲得密度分布均勻、強(qiáng)度較高的壓坯。EAMP其它材料成形裝備

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533）連續(xù)軋制成形將金屬粉末通過(guò)一特制漏斗喂入轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥縫中，軋出具有一定厚度、長(zhǎng)度連續(xù)的且強(qiáng)度適宜的板帶坯料。EAMP其它材料成形裝備

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544）噴射成形

噴射成形工藝（Osprey）是用高壓惰性氣體將金屬液流霧化成細(xì)小液滴，并使其沿噴嘴的軸線(xiàn)方向高速飛行，在這些液滴尚未完全凝固之前，將其沉積到一定形狀的接收體上成形。噴射成形示意圖EAMP其它材料成形裝備

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554）噴射成形EAMP其它材料成形裝備

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565）

注射成形粉末注射成形是一種采用粘結(jié)劑固結(jié)金屬粉末、陶瓷粉末、復(fù)合材料、金屬間化合物的一種特殊成形方法。是在傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合塑料工業(yè)的注射成形技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種近凈成形技術(shù)。主要包括粘結(jié)劑與粉末的混合、制粒、注射成形、脫脂、燒結(jié)五個(gè)步驟。注射成形示意圖1－裝料斗2－注射混合料3－轉(zhuǎn)動(dòng)連軸器4－料筒5－螺桿6－加熱器7－制品8－冷卻套9－模具10－移動(dòng)模板11－液壓中心頂桿12－活動(dòng)撐桿13－注射液壓缸EAMP其