材料成形基礎(chǔ)-非.ppt

1、材料成形基礎(chǔ)非,1,第四章 非金屬材料,非金屬材料是指除金屬材料以外的所有固體材料。 在機(jī)械制造中常用的是高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料。 這類材料的特點(diǎn)是密度小，抗蝕性優(yōu)良，電絕緣性良好，來源廣泛，成形工藝簡(jiǎn)單。 目前，已成為工程材料的重要組成部分。,一、高分子材料,材料成形基礎(chǔ)非,2,高分子材料是以高分子化合物（分子量一般在5000以上）為主要成分組成的材料。常用的有塑料、橡膠纖維、油漆、膠粘劑等。 1.塑料 塑料是以合成樹脂為主要成分，加入填充劑、增強(qiáng)劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤(rùn)滑劑等制成的。 （1）塑料的特性 與金屬相比，塑料的優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)輕、比強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，減摩、耐磨性好，電絕緣性優(yōu)

2、異，消聲和吸震性好，成形加工性好，方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高。,材料成形基礎(chǔ)非,3,塑料的缺點(diǎn)是：強(qiáng)度、剛度底，耐熱性差，易燃燒和易老化，導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)大。為了克服這些缺點(diǎn)，正在不斷研發(fā)新型的、耐熱的和高強(qiáng)度的塑料。 （2）塑料的分類及用途 根據(jù)樹脂在加熱和冷卻時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)，塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。 1）熱塑性塑料 熱塑性塑料加熱時(shí)變軟，冷卻后變硬，再加熱又可變軟，可反復(fù)成形，基本性能不變，其制品使用的溫度低于120。,材料成形基礎(chǔ)非,4,熱塑性塑料成形工藝簡(jiǎn)單，可直接經(jīng)擠塑、注塑、壓延、壓制、吹塑成形，生產(chǎn)率高。 常用的有聚乙烯（PE），適用于薄膜、軟管、瓶、食品包裝、藥品包裝

3、以及承受小載荷的齒輪、塑料管、板、繩等； 聚氯乙烯（PVC），適用于如輸油管、容器、閥門管件等耐蝕結(jié)構(gòu)件以及農(nóng)業(yè)和工業(yè)包裝用薄膜、人造革材料（因材料有毒，不能包裝食品）等； ABS應(yīng)用于機(jī)械、電器、汽車、飛機(jī)、化工等行業(yè)，如齒輪、葉輪、軸承、把儀表盤等零件；,材料成形基礎(chǔ)非,5,有機(jī)玻璃（PMMP），應(yīng)用于航空、電子、汽車、儀表等行業(yè)中的透明件、裝飾件等。 2）熱固性塑料 熱固性塑料加熱軟化，冷卻后堅(jiān)硬，固化后再加熱則不再軟化或熔融，不能再成形。 熱固性塑料抗蠕變性強(qiáng)，不易變形，耐熱性高，但樹脂性能較脆，強(qiáng)度不高，成形工藝復(fù)雜，生產(chǎn)率低。 常用的有酚醛塑料（PF），俗稱“電木”，適用于制造開關(guān)

4、殼、插座殼、水潤(rùn)滑軸承、耐蝕襯里、絕緣件以及作復(fù)合材料等。,材料成形基礎(chǔ)非,6,環(huán)氧樹脂塑料（EP），適用于制玻璃纖維增強(qiáng)塑料（環(huán)氧玻璃鋼）、塑料模具、儀表、電器零件，涂覆，包封和修復(fù)機(jī)件。 塑料作為建材繼土石、鋼鐵、木材之后正在日益興起，又因其密度小，隔音絕熱，防水，美觀等一系列優(yōu)點(diǎn)倍受人們喜愛，正在取代傳統(tǒng)材料。 作建筑管材用于上、下水、供氣、供熱等。 作塑料門窗更因無需油漆而獲得鮮艷的色彩、隔音、耐濕、保溫節(jié)能效果都很理想。 作為防水材料，其性能優(yōu)于瀝青油氈等。,材料成形基礎(chǔ)非,7,其他，如隔熱保溫用材，地板用材，壁紙，百葉窗，樓梯扶手，踢腳線等等，各方面都已有廣泛應(yīng)用。 2.橡膠 橡膠

5、是以生膠為主要原料，加入適量的硫化劑、軟化劑、填充劑、防老化劑和骨架材料等而制成的。 （1）橡膠的特性 橡膠的主要的特性是高彈性，耐蝕性，有較高的強(qiáng)度和優(yōu)異的積儲(chǔ)能量的能力，具有耐磨、隔音、絕緣等性能。缺點(diǎn)是易老化。,材料成形基礎(chǔ)非,8,（2）橡膠的分類及用途 橡膠按來源分為天然橡膠和合成橡膠兩種。 合成橡膠可分為通用橡膠和特種橡膠。如丁苯橡膠（SBR）、氯丁橡膠（CR）、丁腈橡膠（NBR）和聚氨酯橡膠（UR）、氟橡膠等。 在工業(yè)上用作運(yùn)輸膠帶、輪胎、制動(dòng)件、管道、密封件、減震件、傳動(dòng)件、電線、電纜和絕緣材料等。 二、 陶瓷 陶瓷是以天然硅酸鹽或人工合成無機(jī)化合物為原料，用粉末冶金法生產(chǎn)的無機(jī)

6、非金屬材料。 它同金屬材料、高分子材料一起被稱為三大固體材料。,材料成形基礎(chǔ)非,9,1.陶瓷的特性 陶瓷的硬度很高，抗壓強(qiáng)度高，耐高溫、耐磨損、抗氧化和耐蝕性都很好。 但質(zhì)脆韌性很差，受沖擊載荷時(shí)易碎裂，急熱急冷條件下性能也較差。 2.陶瓷的分類及用途 陶瓷按原料不同分為普通陶瓷和特種陶瓷；按用途不同分為日用陶瓷和工業(yè)陶瓷。工業(yè)陶瓷又分為工程結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。 普通陶瓷又稱傳統(tǒng)陶瓷、硅酸鹽陶瓷，其原料是粘土、長(zhǎng)石、石英等天然硅酸鹽礦物。,材料成形基礎(chǔ)非,10,包括日用陶瓷、建筑陶瓷、絕緣陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷等。 特種陶瓷又稱近代陶瓷，其原料是人工合成的金屬氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、

7、硅化物等。特種陶瓷具一些獨(dú)特的性能，可滿足工程結(jié)構(gòu)的特殊需要。 陶瓷材料在機(jī)械、化工、冶金、電子、建筑等行業(yè)和某些新技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 三、復(fù)合材料 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料，經(jīng)人工組合而成的多相固體材料。,材料成形基礎(chǔ)非,11,1.復(fù)合材料的特性 復(fù)合材料既保留了單一材料各自的優(yōu)點(diǎn)，又有單一材料所沒有的優(yōu)良綜合性能。 其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，抗疲勞性能好，耐高溫、耐蝕性好，減摩、減震性好，并且制造工藝簡(jiǎn)單，可以節(jié)省原材料和降低成本。 缺點(diǎn)是抗沖擊性差、不同方向上的力學(xué)性能存在較大差異。 2.復(fù)合材料的分類及用途 復(fù)合材料分為基體相和增強(qiáng)相。 基體相起粘結(jié)劑作用，增強(qiáng)相起提高強(qiáng)

8、度和韌性的作用。,材料成形基礎(chǔ)非,12,常用復(fù)合材料為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料和顆粒復(fù)合材料三種。 （1）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 如玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（俗稱玻璃鋼）是用熱塑（固）性樹脂與纖維復(fù)合的一種復(fù)合材料，其抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均有顯著提高。 主要用于減摩、耐磨零件及管道、泵體、船舶殼體等。 （2）層疊復(fù)合材料 層疊復(fù)合材料是由兩層或兩層以上不同材料,材料成形基礎(chǔ)非,13,復(fù)合而成，其強(qiáng)度、剛度、耐磨、耐蝕、絕熱、隔聲、減輕自重等性能分別得到改善。 主要用于飛機(jī)機(jī)翼、火車車廂、軸承、墊片等零件。 （3）顆粒復(fù)合材料 顆粒復(fù)合材料是一種或多種材料的顆粒均勻分散在基體內(nèi)所組成的。 如金屬粒和塑料的復(fù)合是將金屬粉加入塑料中，改善導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，降低線膨脹系數(shù)，如將鉛粉加入塑料中，可作防射線輻射的罩屏，