课题十非金属材料成型资料.ppt

课题十 非金属材料成型; 【课题要点】 本课题主要介绍工程塑料、橡胶、复合材料等非金属材料的成型方法。 【学习目标】 （1）熟悉工程塑料、橡胶、复合材料等非金属材料的成型方法。 （2）能初步选择成型方法。; 【课题描述】 由于非金属材料和复合材料的发展日新月异，因此了解这类材料的成型工艺是十分必要的。事实上，非金属材料的成型，如塑料的注塑、挤塑、压塑、铸塑、焊接等成型方法，其工艺实质与金属的铸造、压力加工、焊接等是相同或相近的。; 【相关知识】 塑料制品的生产主要有成型、机械加工、修配和装配等过程组成，其中，成型是塑料制品或成型材料生产最重要的基本工序。 ;学习情境1 熟悉工程塑料的成型; 一、挤出成型 挤出成型也称挤塑，是利用挤出机把热塑性塑料连续加工成各种断面形状制品的方法。挤塑方法具有生产效率高、用途广、适应性强等特点，主要用于生产塑料板材、片材、棒材、异型材、电缆护层等，还可用于某些热固性塑料及塑料与其他材料的复合材料。 ; 挤出成型的设备挤出机，可按加压方式不同分为连续式(螺杆式)和间歇式(柱塞式)两种。螺杆式挤出机是借助于螺杆旋转产生的压力。与加热滚筒共同作用，使物料充分熔融、塑化并均匀混合，通过机头出口模具有一定截面形状的间隙并经冷却而成型。柱塞式挤出机主要借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出出口模成型。最通用的单螺杆式挤出机如图10.1所示。;图10.1 单螺杆式挤出机示意图; 挤出成型工艺过程包括四个步骤。 (一)物料的干燥 原料中的水分不仅会使制品出现水泡、表面晦暗等缺陷，还会降低制品的物理和力学性能等，因此，在使用前应对原料进行干燥。通常，原料中的水分的质量分数应控制在0.5%以下。; (二)挤出成型 挤出机加热达到预定温度后即可加料。初期挤出的制品外观和质量均较差，应及时调整工艺条件，当制品质量达到要求后即可正常生产。 ; (三)制品的定型与冷却 在挤出管材和各种异型材时须有定型工艺，挤出薄膜、单丝、线缆包覆物等时，不需定型。冷却往往与定型同时进行。; (四)牵引和后处理 常用的牵引挤出管材的设备有滚轮式和覆带式两种。牵引时，要求牵引速度均匀，同时牵引速度与挤出速度应很好地配合。一般应使牵引速度大于挤出速度，以消除离膜膨胀引起的尺寸变化，并对制品进行适当托伸。有些制品在挤出成型后还须要进行后处理。; 二、注射成型 注射成型又称注塑，是利用注塑机将熔化的塑料快速注入闭合的模具并固化而得到各种塑料制品的方法。注塑制品品种繁多，如日用塑料制品、机械设备和电器的塑料配件等。 ; 除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可采用注塑加工，也可用于某些热固性塑料。注塑加工具有生产周期短、生产效率高、易于实现自动化生产和适应性强的特点。目前，注塑制品占热塑性塑料制品的20～30%。注塑机是注塑加工的主要设备，其生产示意图如图10.2所示。;图10.2 注塑生产示意图 1—模具；2—制件；3—模腔；4—模具；5—喷嘴；6—加热套；7—机筒；8—螺杆；9—料筒; 注塑工艺过程包括成型前的准备、注射进程、制品的后处理等。 (一)成型前的准备 成型前的准备工作包括原料的检验、原料的染色和造粒、原料的预热及干燥、嵌件的预热和安放、试模、清洗料筒和试车等。 ; （二）注射进程 注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模等工序。塑料在料筒中加热，由固态粒子转变成熔体，经过混合和塑化后，熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒前端，经过喷嘴，进入模具浇注系统并填满型腔，这一阶段称为充模。; 熔体在模具冷却收缩时，柱塞或螺杆继续保持加压状态，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充进入模具中(补塑)，使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品，这一阶段称为保压。 ; 卸下料筒内塑料生的压力，同时通过水、油或空气等冷却介质，进一步冷却模具，这一阶段称为冷却。制品冷却到一定温度后，即可用人工或机械的方式脱模。; (三)制品的后处理 适当的后处理可以改善制品的性能，提高尺寸稳定性。制品的后处理主要指退火和调湿处理。退火处理就是把制品放在恒温的液体介质或热空气循环箱中静置一段时间。 ; 一般地，退火温度应控制在高于制品使用温度10 ℃～20 ℃和低于塑料热变形温度10 ℃～20 ℃之间。 退火时间视制品厚度而定，退火后，使制