材料成型新技术报告

材料成型新技术报告（精选8篇）

材料成型新技术报告 第1篇

理工学院

材料成型新技术报告

学生姓名： 张凯庆 学 号： 11L0607123 学 院： 理工学院 班 级： 成型L113 题 目： 快速凝固成型技术浅析

2014 年 9 月

快速凝固成型技术浅析

随着对金属凝固技术的重视和深入研究，形成了许多种控制凝固组织的方法，其中快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段，同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域 快速冷却技术起源于1960年Duwez教授采用独特的急冷急速使金属凝固速度达到106K/s 而制备出的Au75Si25非晶合金薄带。他们的发现，在世界的物理冶金和材料学工作者面前展开了一个新的广阔的研究领域。在快速凝固条件下，凝固过程的一些传输现象可能被抑制，凝固偏离平衡。经典凝固理论中的许多平衡条件的假设不再适应，成为凝固过程研究的一个特殊领域。有关快速凝固及合金的理论研究将给材料科学和其它有关学科注入新的活力，而且对快速凝固合金的微观组织结构与凝固参数之间的关系、对合金相的形成，特别是亚稳晶态相、非晶和准晶形成机制的研究，都将对固体物理等基础理论构成严峻的挑战。

(一)快速凝固的原理

快速凝固是指通过对合金熔体的快速冷却(≥1O4～106 K／s)或非均质形核的被遏制，使合金在很大的过冷度下，发生高生长速率(≥1～100 cm／s)的凝固。由于凝固过程的快冷、起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。加快冷却速度和凝固速率所引起的组织及结构特征可以近似地用图1来表示。从上图我们不难看出，随着冷却速度的加快，材料的组织及结构发生着显著的变化，可以肯定地说，它也将带来性能上的显著变化。

(二)快速凝固的特点

1.凝固速度快，从而可以使金属在液态中的溶解度得到扩大，这样是其材料的密度有所 改变，材料各部位的组织更加的紧密，改变金属中各元素的所含比例，从而可以改变该材料的性质，使其达到某种用途的需求。

2.由于凝固的速度比一般铸造的快，这样得到的凝固结晶会更加的细小，晶粒的分布更加的均匀，一定程度减少了杂质的混入，提高材料的质量，由于晶粒组织的优化，该材料的力学，化学性质会得到提高，从而使其得到更广的运用。

3.由于快速凝固给材料带来的溶解度的扩大，更加精细的晶粒的析出，从而赋予了材料 的高强度，高韧度，以及高耐腐蚀性。这是快速凝固技术能在工业领域得到广泛运用的硬道理。

4.除了金属的快速凝固，还有一种快速凝固非晶态合金。其特点和上类似，可以使材料具有极高的强度，硬度。又因为其实处于非晶态，它在具有高强度的同时也具有较好的韧性。同时，因为非晶态这种特殊形态，可以使材料具有良好的半导体性能，这是传统铸造方法所不能达到的。

(三)快速凝固技术的主要方法

1.急冷凝固技术

急冷凝固技术的核心是提高凝固过程中熔体的冷速，从热传输的基本原理可以知道一个相对环境放热的冷速取决于该系统在单位时间内产生的热量和传出系统的热量，因此对金属凝固而言，提高系统的冷速必须要求：第一，减少单位时间内金属凝固时产生的熔化潜热;第二，提高凝固过程中的传热速度。这里国外常采用的三种方法：急冷的模冷技术、雾化技术、表面熔化与沉积技术。

表面融化与沉积技术需要要有激光技术的辅助，在国外这一技术得到了很好的研究利用。例如，采用激光快速凝固法制备织构化（b轴择优取向）的二钛酸钡（BaTi2O5）铁电陶瓷,使用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析晶相构成及显微组织,利用精密阻抗分析仪测试介电性能。结果表明,激光快速凝固制备BaTi2O5为高纯单斜相,具有较高致密度（相对密度大于95.1%）和择优取向度（0.34-0.48）,其居里相变温度（Tc）约为443℃,居里温度点的最大介电常数（εmax）约为6000（100 kHz）,居里外斯温度（T0）为410℃,居里外斯常数（C）为2.08×105K。

在声悬浮和强激光加热相结合的条件下，实现了三元A1-27％Cu-5。3％Si合金的无容器快速凝固，最大过冷度达到195K（O。24TL），冷却速率为76K／s。金相分析表明，凝固组织由（AI＋θ＋Si）三元共晶和（Al＋θ）二相共晶组成。在声悬浮条件下，（AI＋θ＋Si）三元共晶显著细化，（Al＋θ）二相共晶的组织形态丰富。在试样表层区域，表面振荡促进3个共晶相的大量形核，声流有效提高了凝固过程的冷却速率，三元共晶的晶粒尺寸显著减小。随着合金试样温度的升高，悬浮间距和谐振间距均不断增大，且悬浮间距总是大于谐振间距。在声辐射压的作用下，试样变形为中心内凹的饼状，变形程度随声压的提高而不断增大，最大半径比为6.64，对应最大悬浮声压为1.8x10^4Pa。

2.大过冷凝技术

大过冷快速凝固技术的核心是在熔体中设法消除可以作为非均匀形核媒质的杂质或容器的影响，创造尽可能均匀形核的条件，从而在形核前获得很大的过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器壁，因此大过冷技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。采用大过冷快速凝固技术的具体方法大致分为两类。一类是熔滴弥散法，即在细小熔滴中达到大凝固过冷度的方法，包括乳化法、熔滴水成冰(基底法和落管法等。另一类是在较大体积熔体中获得大的凝固过冷度的方法，包括玻璃体包裹法、二相区法和电磁悬浮熔化法等。

(四)快速凝固的一些应用

快速凝固技术运用于金属合金和金属非金属合金中。

1.快速凝固技术在不锈钢中的应用。几年来，由于我国经济飞速的发展，城市化程度的提高，对不锈钢的需求日益激增，不锈钢的铸造数量、质量也不断提高。类似现在大型城市的高楼大厦的建造构架，很多都应用了快速凝固技术铸造不锈钢。

快速凝固具有操作简单，工艺流程短，成本低等特点。通过快速凝固技术制备不锈钢产品，可以显著的改善其组织结构，提高其力学性能，通过技术研究更可以得到具有高效性能的新型材料。正因为快速凝固技术在不锈钢制造中有如此之好的发展前景，所以，不论是国外还是国内，都在加紧对其技术研发。

2.快速凝固技术在镁合金中的应用。因为镁合金具有质量轻、比强度和比刚强高。通过快速凝固铸造的镁合金更好的优化其特点，性能更加优越，机加工性能优良。在国外，已经将其技术运用到了汽车零件、航天器件甚至是人造器官上，至于航天方面，有很多的航天涡轮的铸造，就是运用快速凝固技术来得到具有高耐磨性、耐热性能的部件。3.除了以上的不锈钢，镁合金，快速凝固技术还运用于非平衡态新型金属材料的研究，例如快速凝固非晶态合金，快速凝固准晶态合金，快速凝固微晶合金材料，快速凝固金属纳米结构材料。快速凝固技术的研发与利用加快了世界工业的发展，给现代社会带来了很多的便利。

(五)结束语

目前关于快速凝固技术的研究着重于母合金熔融后分成微小的熔滴, 然后再通过冷的基体进行散热冷却, 所解决的是传热问题.。但从快速凝固的各种技术工艺现存的问题看, 解决这些问题时不能靠单一的方法, 它是一个系统工程, 应从合金本身、金属液的净化、外部强制 今后对它的研究主要是朝着综合技术制备大块体材料的冷却手段等方面同时采取措施才行。方向发展。总体来说, 快速凝固技术具有广泛的发展前途, 它对新型金属材料的研究开发起着重要的作用, 同时快速凝固技术本身还是存在着很多不完善之处, 还存在大量不足之处, 还有大量的研究工作需要更多研究者去做。快速凝固技术制备新型合金材料的工艺研究中所存在的问题还需要我们做进一步研究改进工作。

材料成型新技术报告 第2篇

一. 实习目的与要求

为期一个月的实习，不仅在所学的知识上面活得了很多的收获，在其他很多方面都获得了很大感悟。在所学的知识上面来说，我们看过了塑料改性，模具设计，塑料袋制品的生产，以及我们最后看到的塑料机械的生产。包括注塑机，压铸机，橡胶机。这样一个生产的整个环节，这个生产的工艺，这些都是我们所学的。生产实习是我们材料成型及控制工程专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。目的就是让我们将所学的东西与实际相结合，达到理论与实际相结合。而这些实际的知识也会对我们后面的学习，乃至工作都会有很大的帮助。

二. 实习地点和参观实习内容

报告将分三部分分别介绍参观和实习感受和所得以及实习的总体感受。其中伊之密精密机械有限公司将分公司基本情况介绍、注塑机事业部、压铸机事业部、橡胶机事业部、心得和致谢六部分详细介绍在工厂两周的实习参观经历。其中注塑机事业部部分将详细介绍射台组、大机下架组、小机锁模组、、油制组、大机锁模组、试机组等工作内容。

金发科技、联塑机械参观实习报告

9月8日，按照计划安排，我们参观了金发科技股份有限公司与顺德联塑机械制造有限公司两家企业。以下是我第一次企业参观的感受与总结。

企业一：金发科技股份有限公司

金发科技股份有限公司具备年产80万吨改性塑料的生产能力，拥有阻燃树脂、增强增韧树脂、塑料合金、功能母粒和降解塑料等5大系列60多个品种多个牌号的产品。产品广泛应用于汽车、家电、OA设备、IT、通讯、电子、电工电器、建材、灯饰等多种行业。

公司是全球改性塑料行业产品覆盖种类最为齐全的企业之一，也是目前国内规模最大、产品最齐全的改性塑料生产企业，拥有阻燃树脂、增强增韧树脂、塑料合金、功能母粒和降解塑料5 大系列60 多个品种2000 多种牌号的产品，主导产品市场占有率稳居国内市场前列，竞争优势明显。此外，募投项目的顺利实施也将进一步提高公司的规模化生产能力，巩固公司在改性塑料行业中的龙头地位。

虽然企业很大，也跟我们的专业很相关，但是对于这种机密性比较强的企业，我们几乎是没有看到公司的生产过程，或者生产的工艺等。几乎都是看各种产品，这样一来，我们所学的东西都是比较少。但是这间公司的快速增长是我学习到东西最多的方面。选准方向才能成就未来。

金发的成功很大得益于他们的方向：环保新产品概念。公司针对有关环保技术法规，率先对产品进行升级，并建立相应质量保障体系和实验室，极大地促进了产品销售，还在汽车用工程塑料、高性能塑料合金、生物降解、无卤阻燃等技术上取得了关键技术突破，为在中高端应用领域进一步拓展打下了坚实基础。这个也为我们提供一些值得学习的地方，我们要对自己兴趣和社会的发展进行相结合，才能做到自我价值的最大提升，或者是能取得成功。

企业二：顺德联塑机械制造有限公司

联塑机械制造有限公司是联塑集团属下的大型的挤出设备制造商。我们参观主要集中于挤出和注塑型的机械制造设备的生产流程。

一、挤出机

挤出机是在螺杆作用下将熔融塑料通过固定形状的挤出口挤出，在牵引机作用下经水冷定型后切割.主要用于各种相同截面产品的大量持续生产，如管棒异型材等，也可用于塑料改性造粒.这是我从课本上学到的知识，今天在参观期间，我亲眼看到的我们这个挤出机械的各种配件的生产过程，从模头，到冷却流道。这些都使我更加的知道了我们的挤出机的`原理和生产的流程以及注意事项。在工作人员的用心解答下，我在这里学到了，也见识了很多新的知识。

二、注塑机

注塑机是将熔融塑料注射进磨具，冷却后即为产品.用途非常广泛，根据塑料不同，使用的地方也不同.注塑机是塑料加工业中使用量最大的加工机械，不仅有大量的产品。在参观这些机械的时候，可惜时间太短了。我们都还没有来得及了解多一点这些机械的生产工艺以及各种生产设备，我们就得往其他的生产线跑了。

三、管道生产过程

由于联塑集团是中国最大的塑料管道及塑料挤出生产设备的制造企业之一。集团的主要经营项目为塑料管道、钢塑管道、塑料机器、建筑电器、塑料型材、装饰建材、水暖器材和国际贸易投资等领域，业务。在参观联塑机械制造有限公司期间，当然少不了现场参观著名的联塑管的生产过程啦!从挤出塑料到形成管材，就在一个简单的挤出设备完成。

《材料成型技术》课程改革探索 第3篇

一、《材料成型技术》课程改革之关键

《材料成型技术》是一门专业性较强、理论抽象、概念较多的专业基础课, 教学内容与工程实践联系紧密, 教学难度大, 对实践教学环节的运用要求较高, 然而在实际教学中往往出现如下几种问题: (1) 只讲理论, 缺少相应的实践教学环节。造成这种现象的原因一方面是高校招生规模的扩大, 一些建校时间短、经费紧张的院校实践教学建设相对滞后, 无力购买足够的用于材料成形实践教学的设备。另一方面是一些高校进行人才模式改革和课程内容整合后《材料成型技术》课程教学学时受到挤压, 大幅度削减学时, 因此内容多和学时少的矛盾凸显。为节约学时, 对课程的实践环教学环节一再压缩, 甚至取消。 (2) 具备实践教学条件, 但理论教学与实践教学脱节。这种现象是受实践教学场地、设备的数量等限制, 无法将理论教学与实践教学有机衔接, 结果造成要么是没有理论基础就先进行了实践教学, 要么是学过了理论, 但理论与实践教学时间不匹配, 学生到实施实践教学环节时已对理论内容遗忘了。 (3) 实践操作简单模仿, 导致学生学习的自主性丧失。出现这种现象的原因主要是出于操作性与安全性考虑。用于材料成型技术的很多设备是很昂贵的, 设备调试非常复杂, 学生缺少操作经验, 很容易造成设备故障甚至损坏, 并具有一定危险性。为了避免出现意外伤害事故和保障设备安全, 一些院校对材料成型技术的实践环节让学生完全模仿老师的操作动作, 进而完成简单产品的加工工艺过程, 学生操作的每一步都受到严格的约束, 其结果是学生感觉自己像木偶, 完全没有自由, 久而久之势必丧失学习的自主性, 学习兴趣荡然无存。

材料成型技术课程理论抽象, 最佳的教学环境是在真实加工环境中进行授课, 边实践边讲解理论, 通过对理论的学习指导实践操作, 反过来通过亲自操作、观察来对深奥的、抽象的理论加深理解。但这门课程的现实境遇是:实践教学场所受到空间、环境的制约, 无法进行深入的理论教学, 而进行理论教学的教室又没有办法安置实践用的各种设备, 理论教学与实践教学被人为割裂开来。各方面因素的综合叠加造成学生学习起来感到枯燥乏味, 学习课程的效果较差。因此, 如何在教学过程中引发学生的学习兴趣、充分调动起学生对本课程的学习积极性, 是该课程教学改革的关键[2,3,4]。

二、将虚拟现实技术应用于材料成形课程改革具有的优势

虚拟现实技术[5]是在计算机中构造出一个形象逼真的模型。人与该模型可以进行交互, 并产生与真实世界中相同的反馈信息, 使人们获得和真实世界中一样的感受。将虚拟现实技术与材料成形课程相结合有如下优点:

1. 逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能。

对《材料成型技术》课堂教学引入虚拟现实技术, 逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能, 在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与来构建知识结构, 变学生的“被动听讲”为“主动学习”, 由“要我学”转变为“我要学”。教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密地结合起来。

2. 弥补实践教学条件的不足。

通过应用成熟的虚拟现实软件, 针对《材料成型技术》课程开发产品成形过程的虚拟操作环境及设备, 在计算机上完成产品成形加工的全过程, 这样将极大地降低设备成本, 可以节省许多基础设施的低水平重复建设、仪器设备重复引进以及消耗材料的资金投入, 有利于从整体上改善办学条件和提高教学水平, 实现资源共享, 为缺乏资金、无力购买足够用于《材料成型技术》课程实践教学各种设备的院校提供了一种理想的解决方案。

3. 不受空间与时间的限制。

只要有一台计算机, 学生可以在任何时间、任何地点进行材料成形虚拟加工, 获得与真实加工过程一样的体会, 从而丰富感性认识, 加深对教学内容的理解。也就是说只要每人拥有一台计算机, 材料成型技术课堂就可以做到边实践教学、边理论教学, 将两种教学有机结合, 形成互补, 达到一加一大于二的教学效果。此外, 课堂时间有限, 一些学生对课堂上的内容缺乏理解或对某一成形方法、过程特别感兴趣, 可以在课外任何时间重新体验虚拟的加工环境与加工过程, 强化学习效果。

4. 虚拟设备的高仿真效果有利于积累加工经验。

利用虚拟现实技术进行虚拟加工, 在虚拟环境中, 学生可以放心地去对设备进行各种操作, 或做各种危险的或危害人体的实验, 而不必担心损坏设备或出现人身安全事故。学生在这样的环境中学习, 具有完全的自主性, 不受任何约束, 通过虚拟加工过程, 自己发现哪些操作是错误的、哪些操作是危险的, 怎样操作才是最合理、最安全的。由于虚拟设备的高仿真, 学生在以后真实加工时, 已经具备了足够的加工经验, 可以安全、顺利地完成加工过程。

三、《材料成型技术》课程改革的实施

本次《材料成型技术》课程改革从课程内容体系、教学手段、教学模式三面进行改革。依托于虚拟现实技术, 进行案例教学, 运用互动式虚拟生产环境让学生完成某一产品的整个生产工艺过程, 并通过设置理论障碍的方式将理论知识融于其中, 达到让学生主动学习的目的。

1. 建立以案例教学为核心的课程内容体系。

现有的《材料成型技术》课程教学内容多是从理论的完备性角度进行论述, 将实践性内容穿插到理论知识之中, 实践知识的存在一方面是作为完整理论的一部分, 另一方面则作为叙述、解析理论的一种手段, 结果造成实践知识是破碎的, 断续的。学生在学完某一成形技术后, 对该技术原理等理论性内容很熟悉, 理解较深, 但对产品完整的加工过程、各工序中设备、工具的使用及操作方法等实践知识是模糊的甚至是陌生的。此外, 为配合理论叙述而讲解的实践知识, 通常都是理想状态下的情况, 而现实生产中由于有很多实际条件的约束与限制, 与理想状态相差巨大, 为达到要求, 需采用很多技巧与工具, 而这些都是现有教学内容中所没有的。针对现有《材料成型技术》课程教学内容只突出理论性而对实用性、技术性重视不足的特点, 为进一步提升该课程中各成形工艺的真实性与完整性, 采用以典型产品为核心, 产品成形工艺过程为主线的案例教学方式, 将内容分为安全培训、工艺规程设计、辅助工艺 (预处理工艺) 、主加工工艺、后处理工艺、新技术新工艺六大主体部分, 并将理论知识融入工艺过程各环节, 突出课程的技术性、实用性。

2. 引入高仿真的虚拟教学平台。

教学手段的改革是鉴于网络游戏对学生的吸引力, 基于学生兴趣开发, 在教学中引入虚拟现实技术, 使学生在类似于玩网络游戏的氛围中进行学习。教学用虚拟程序设计灵感来源于迷宫类网络游戏, 此类游戏需要玩家按特定的路径, 寻找到适合的工具, 用指定的方法完成相应的任务。虚拟程序设计借鉴这种游戏模式, 依托于虚拟现实技术, 以典型产品为核心, 以该产品成形过程为主线, 建立高仿真的生产设备、工具、原料及其他辅助装置模型, 模拟真实加工过程, 并在程序中设立理论知识障碍, 通过互动式虚拟生产环境让学生按真实的加工顺序, 选择适合的设备、工具, 采用正确的操作方法, 跨越过理论知识障碍后, 完成该产品的整个成型加工工艺过程, 达到让学生主动学习的目的。以铸造为例, 据此开发的虚拟教学平台界面如图1所示。

3. 采用以学生为主体, 老师为主导的探索式教学模式。

在采用案例教学的基础上, 根据材料成型技术课程自身特点, 将传统的填鸭式教学模式转变为探索式教学模式。传统的填鸭式教学, 老师在讲台上讲, 学生在座位上听, 老师从自己的视角及思路出发来向学生输出自己的观点, 学生无论愿意与否都是被动接受的, 学生在课程教学中收获不到学习的满足和愉悦, 甚至会因为被迫学习而导致反感和抵触, 这样一来, 学生在课堂上从老师那里得到的信息量就会逐渐减少, 同时也没法听到其他同学的观点, 结果必然会造成学习结果的低效或无效。本次改革运用虚拟现实技术, 将课堂教学从以老师为主体、老师讲学生听的填鸭式教学模式转变为以学生为主体、老师为主导的探索式教学模式, 将句号课堂转变为问号课堂。学生像玩迷宫游戏一样来完成虚拟加工任务, 要自己带着问题找答案, 进行自主学习。老师在课堂上只起导向与组织的作用, 对一般性的理论及实践知识, 提供参考书籍的清单;对难度大或深奥的理论与实践知识, 进行讲解;对有疑问、有争议的理论问题、技术问题组织学生进行讨论和探讨。学生在老师的引导下, 通过运用已知知识与自主学习方式来理解与掌握新知识, 或者与同伴合作交流去探索新知识。这种教学模式能够很好地发挥学生的自主性和个性特长, 培养学生分析问题、归纳总结、合作交流的能力和团队合作精神, 激发学生的求知欲与学习兴趣, 将沉闷、封闭的课堂转变为活泼、开放的课堂, 最大程度开发学生的学习潜力并培养他们对新知识的兴趣及其自学能力。

通过上述课程教学改革的探索, 课堂出勤率有了明显提高, 师生互动显著增多, 课堂讨论热烈, 学生学习积极性高涨, 达到了激发学生学习兴趣, 提高学习效果的目的。通过互动式虚拟加工平台的建立, 使学生在“玩”中学, 通过打关的形式, 由浅入深, 随着对某种成形方法理解的加深, 将该种成形技术理论、成形工艺及所需设备、工具、操作技术较为牢固加以掌握。

摘要：在教学过程中充分调动学生的学习兴趣和学习积极性是课程教学改革的关键。将具有沉浸感、人机交互功能的虚拟实现技术应用于《材料成型技术》课程进行教学改革具有弥补实践教学条件不足、不受空间与时间限制和高仿真有利于积累加工经验等优势;该课程改革的主要措施是建立以案例教学为核心的课程内容体系, 依托于虚拟现实技术创建高仿真的虚拟加工平台, 采用以学生为主体、老师为主导的探索式教学模式。

关键词：课程改革,虚拟现实技术,案例教学,自主学习

参考文献

[1]汤酞则.材料成形技术基础[M].北京:清华大学出版社, 2008.

[2]张绪平, 解辉军.“材料成型原理”课程建设[J].煤炭高等教育, 2007, 25 (4) :123-125.

[3]张丽.《工程材料与材料成形工艺》课程疑难点的举例教学[J].装备制造技术, 2008, (10) :143-144.

[4]吴树森, 万里, 安萍.工科专业课程中的案例教学研究[J].中国电力教育, 2012, (35) :41-42.

浅析高分子材料成型加工技术 第4篇

[关键词]高分子材料；成型加工；技术

近年来，某些特殊领域如航空工业、国防尖端工业等领域的发展对聚合物材料的性能提出了更高的要求，如高强度、高模量、轻质等，各种特定要求的高强度聚合物的开发研制越来越显迫切。

一、高分子材料成型加工技术发展概况

近50年来，高分子合成工业取得了很大的进展。在l950年，全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%，2000年增加至1.8亿t至2010年，全世界塑料产量将达3亿t，此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构，加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展，节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷，提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。

据悉，目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料（如钢铁等）。因此，汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外，汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具，在美国、日本等汽车制造业发达的国家，模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前，高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展；成型加工方面，从大规模向较短研发周期的多品种转变，并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。

二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究

（一）聚合物动态反应加工技术及设备

聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机，可以解决其它挤出机（包括双螺杆和四螺杆挤出机）作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段，但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯（PC）连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备，我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。

目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品，都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程，达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点，解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题，同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点，这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿，并在该领域处于技术领先地位。

（二）以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题，将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体，结合动态连续反应成型技术，研究酯交换连续化生产技术，研制开发精密光盘注射成型装备，达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。

2.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程，控制硫化反直进程，实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的熱塑性弹性体动态硫化技术与设备，提高我国TPV技术水平。

三、高分子材料成型加工技术的发展趋势

塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列，近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台（套）。销售额超过1.5亿元，还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元，每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列，投入批量生产并推向市场；塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成，目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好，聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合，引入新的管理、市场等机制，争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO，各个行业都将面临严峻挑战。

综上所述，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路，打破国外的技术封锁，实现由跟踪向跨越的转变；把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。

参考文献：

[1]江成平，聚合物动态塑化成型加工理论与技术[M].北京：科学出版社，2005 427435.

[2]瞿金平，聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备[J].中国专利9O101034.0，I990；美国专利5217302，1993.

材料成型新技术报告 第5篇

——150MN三梁四柱铸造结构液压机上梁设计（三缸）

小组成员：

朱巍峰

张洪生

路莹莹

张益瑞

王忠羽

指导老师：

赵石岩

完成日期：2012年10月22日

摘要

三梁四柱液压机的设计已经是国防乃至工业发展的关键技术。本文对150MN三梁四柱液压机的上横梁进行了研究。

液压机是成型生产中应用最广的设备之一，已经历了100多年的发展历史，自问世以来发展很快，已经成为工业中必不可少的设备之一。液压机在工作中最有广泛的使用性，因此，在国民经济各部门获得了广泛的应用，如板材冲压成型，管、棒、线、型材挤压成型，金属锻造成型，粉末冶金等。各类液压机迅速发展，其中三梁四柱液压机应用较为广泛。本组着重讨论以下问题：结构方案确定、主要尺寸设计计算、强度刚度校核、零件图绘制、三维建模共五大方面的设计计算。

关键词：三梁四柱、液压机、上横梁、设计计算。

前言

经过了百余年的发展，常规格的成形设备的品种已经基本发展成为规格最全、结构成熟、辅机完整的系列产品。今年来随着国际关系的日趋严重，无论在军事上还是工业上，大型的成形设备已经成我i额衡量一个国家工业发展水平的必要标志，总的来说，大型成形设备正朝着精密、高质、高效、节能、低噪音及可持续发展的方向迈进。具体来说，大体有以下几点：1高自动化、成套成线化。2节能、精密、高效。3高速度、多功能也是成形设备追求的的目标之一。4在设备规格上，微型与大型并重。随着可持续发展、绿色生产的呼声越来越高，子啊成形设备中注重安全生产与环境保护、强调可持续发展的倾向也表现得更加明显。节能、低噪、减少振动、提高安全性等，都在设备设计中有所体现。

本小组着重讨论的是150MN液压机上横梁的设计与计算，主要的目的是熟悉了解大型液压机上横梁的工作原理以及能够把书本与实际相结合，设计上衡量的结构，并在实际生产中的得到验证。

小组项目的分工是:

150MN三梁四柱铸造结构液压机上梁设计（三缸）

技术参数:

公称压力：

150MN

31.5MPa 4000mm 工作液体压力：

活动衡量最大行程：

工作台尺寸L×B（长×宽）： 8500×4000mm 最大开间H：

工作速度V：

8000mm 100mm/s

1.液压缸的设计

2立柱的设计

上横梁的二维图

上横梁的三维建模

上横梁的强度校核

P-中间缸公称压力 Q-侧边缸公称压力

D-液压缸法兰的环形截面平均直径 L-立柱宽边中心距

a-立柱中心到侧缸中心的中心距

心得体会

短短几周的三级项目结束了，在这次的三级项目中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

三级项目是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次三级项目，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行三级项目，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

通过这次三梁四柱液压机上横梁的设计，本人在多方面都有所提高。通过这次三梁四柱液压机上横粱设计综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次工作的三梁四柱液压机上横梁的设计实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了成形设备及其自动化等课程所学的内容，掌握三梁四柱液压机上横粱设计的方法和步骤，掌握三梁四柱液压机上横粱设计的基本的技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢我们的赵石岩老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次三级项目。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

材料成型专业认知实习报告 第6篇

实习的目的：

这学期学校给了我们三次的认识实习机会，去工厂参观、学习，这次实习对于我们材料成型与控制工程专业的学生具有重要意义。在这次实习中，我们分别参观了湖大三佳模具工程有限公司、湖南第三机床场、湖南路路通塑业股份有限公司，在这次实习中，通过参观各个工厂，我们在带队老师的讲解和向现场工人请教的过程中，从而使我们更深入、感性地了解到一些机床设备，零件加工的工艺流程，并把所学的理论知识与工厂的实际作业结合起来，这让我们对于我们的专业知识有了更加深刻的理解与掌握，为今后的学习或者实习打下了坚实的基础。在这次实习中，我们学习到的工艺有消失模铸造、锻压、砂型铸造工艺、金属型铸造工艺、挤压铸造等工艺。通过认识实习，我们深刻感受到车间的气氛，环境与工作条件，同时也让我们感受到工人的心情以及他们的工作需求，使我们更清醒地认识到肩负的责任。同时我们也认识到自己在专业知识方面的缺陷与不足，认识到了理论与实际的差距，让我们可以更好的弥补自己的缺陷。对我们这些未出社会的学生来说，在短短的几天内，我们以前学的理论知识经历了一次历练，我们思想认识也一次次地被刷新，视野也慢慢地开阔起来，更加深刻的认识到自己的不足，与现今的生产条件与状况。

实习的内容：

（1）我们在11月25号参观了湖南三家模具工程有限公司。湖大三佳(湖南)模具工程有限公司是以设计和制造汽车覆盖件模具、检具、夹具为主的高新技术企业，同时也是湖南大学产学研基地产业化生产的重要组成部分。该公司已形成了从整车外形、改型设计、逆向设计到产品结构设计，模具、检具、夹具设计与制造、车身结构强度分析，板料成型CAE分析、及复杂机械产品的CAM加工，产品样件的泡沫制作，机械产品的检测等成套设计、制造能力。公司目前的产品主要有汽车覆盖件及大型家用电器冲压件模具、焊接夹具、检具和其它模具的设计与制造，冲压模具包括拉延模、切边模、冲孔模、翻边模、整形模等复合模具；同时拥有汽车车身造型、结构设计、逆向工程方面丰富的研究开发经验。这是我们的第一次认识实习，大家都很兴奋，在老师的安排下，我们分成了三组分别进厂参观。我们首先参观的是该厂的模具成品，有一台型号为MVR30的立式铣床以及RZU1000HW1的合肥锻压机床，和这台机器的锻压过程。冲压模具包括拉延模、切边模、冲孔模、翻边模、整形模等复合模具。同时也了解了铣床和磨床的工作流程，以及一些汽车覆盖模具件的加工工艺。随后我们又参观了这个工厂的另外一个车间，参观消失模铸造工艺。首先用泡沫塑料制造模型，然后在进行消失模铸造。我们充分认识到产品样件的泡沫制作工序，还有板料成型CAE分析、及复杂机械产品的CAM加工工序。这个工厂的作业环境比较整洁，但是机械化程度不是很高。比如锻压工艺，需要2~3名工人守在机器旁，并且做工效率并不很高。

（2）我们在11月30号参观了湖南第三机床厂，这是我们的第二站。湖南第三机床厂前身为湖南工业学校，原以生产金属切削机床为主，是全液压控制钻床的全国统一设计单位之一。目前该厂正着手第二代动压泄液式限矩型液压耦合器的研制开发，研制开发液力变矩器、液力偶合器产品，先后研发了与铲运车、装载机配套的YB305液力变矩器（美国CLARK公司技术）、与井下运输车、叉车配套的YBS323液力变矩器（日本新泻公司技术）、与推土机配套的YB470液力变矩器（原苏联技术）以及与建筑工程机械、起重运输机械、纺织轻工机械、矿山冶金机械等配套的静压泄液式（YOXJ系列）液力偶合器、动压泄液式（YOXD系列）液力偶合器„„，1982年被国家建设部定点为液力偶合器专业生产厂，自1996年起即以生产液力传动元件产品为主，并已通过ISO9001（2000）质量管理体系认证。目前主要产品之一的液力偶合器有普通型、限矩型、调速型三大系列，其中仅限矩型液力偶合器就有静压泄液式（YOXJ）、动压泄液式（YOXD）和复合泄液式（YOXF）三个品种、五百余个规格型号。该工厂的加工制造工艺主要为金属型铸造，砂型铸造工艺。车间内环境条件比较差，自动化程度比较低，钻孔和垫片工艺都需要人工手动操作，效率比较低。随后我们又参观了铸造车间，主要为砂型铸造。在这个车间，我们更加深入的了解了砂型铸造的工艺流程，所需的材料，但是遗憾的是我们并没有参观浇注过程。

（3）我们的第三站是湖南路路通塑业股份有限公司，该公司位于湖南长沙国家高新技术产品开发区，是一家集塑胶管道开发、生产、销售于一体的高新技术企业，也是国内深具影响力的塑胶制品企业之一。公司主要产品有氯化聚氯乙烯（PVC-C）高压电力电缆套管、聚氯乙烯(PVC-U)给排水管材（管件）、PVC-M抗冲改性给水管、建筑用绝缘电工套管、路灯电缆套管、埋地用通信管道、PE给水管、家装及工程用无规共聚聚丙烯（PP-R）冷热水管、地源热泵中央空调专用换热管材（管件）等 1000 多个规格型号。该工厂的第一个车间主要为加压铸造，铸造的管材主要为氯化聚氯乙烯（PVC-C）高压电力电缆套管、聚氯乙烯(PVC-U)给排水管材（管件）、PVC-M抗冲改性给水管，通过挤压连续铸造，得到规定长度内径的管材，同时又有喷码、剪切等工艺，加工工艺自动化程度比较高，需用的人力比较少。随后我们又去了另外一个车间，主要通过压铸的工艺制造管材接口，制造工艺比较简单，但是制造工件的注浇道等需要人力单个切除，费时费力。生产过程：配方---混料----挤出---包装。由固----固液-----液态三个过程。工艺核心下料，控制螺杆的转速，扭矩不能太高。控制温度不同，第一节的温度在160-170。

注塑成型的工艺：合模—挤料---冷却---顶出。

实习的心得体会：

认识实习不单单是一个实习的过程，它还是一个学习，并将所学的理论知识与生产实际相结合的一个过程。通过这次的认识实习，我充分意识到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”这句话的涵义。在大学的学习生涯中，我们仅仅只是学习理论知识，实践动手环节较少，通过这次实习我充分认识到理论与现实的差距。因此这次实习带给我们的不仅仅是经验与体验，更交给我们一种在今后的学习中的一种学习方法，将理论应用于实践。

经过这次实习，我对材料成型与控制工程专业有了更加感性的认识，同时巩固和加深了课堂上所学的理论知识，激发了我们的学习积极性，让我们在认识到时间的重要性的同时，也意识到理论知识的重要性。培养了我们观察分析解决问题的能力。

在短暂的实习过程中，我通过请教询问，并且自己观察思考、亲自动手等方式,对在生产中的工艺做了进一步的了解,分析了工艺的特点、方式，我们了解了现代企业的生产方式和工艺过程。熟悉产品主要成形方法和主要加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构。我深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。在我们的学校学习中，老师会点点滴滴细致入微的把要做的学习工作告诉我们，但是在走上社会后，更多的是自己去观察、学习，不具备某项能力就难以胜任未来的挑战。

认知实习报告材料成型专业 第7篇

这学期学校给了我们安排了为期一周的认识实习，去了十个工厂参观、学习，这次实习对于我们材料成型与控制工程专业的学生具有重要意义。在这次实习中，通过参观各个工厂，我们在带队老师的讲解和向现场工人请教的过程中，从而使我们更深入、感性地了解到一些机床设备，零件加工的工艺流程，并把所学的理论知识与工厂的实际作业结合起来，这让我们对于我们的专业知识有了更加深刻的理解与掌握，为今后的学习或者实习打下了坚实的基础。通过认识实习，我们深刻感受到车间的气氛，环境与工作条件，同时也让我们感受到工人的心情以及他们的工作需求，使我们更清醒地认识到肩负的责任。同时我们也认识到自己在专业知识方面的缺陷与不足，认识到了理论与实际的差距，让我们可以更好的弥补自己的缺陷。对我们这些未出社会的学生来说，在短短的几天内，我们以前学的理论知识经历了一次历练，我们思想认识也一次次地被刷新，视野也慢慢地开阔起来，更加深刻的认识到自己的不足，与现今的生产条件与状况。

二、实习公司简介

威海光威复合材料有限公司

威海光威复合材料有限公司成立于1971年, 主要从事于碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶纤维预浸料、玄武岩纤维预浸料、经编织物预浸料、各种纤维经编织物、纤维机织物、各种碳纤维复合材料制品及渔竿、油漆、树脂、钓鱼服装、箱包等产品的生产与营销。公司成功引进了日本最先进的宽幅碳纤维预浸料生产线，所生产的产品碳纤维和树脂含量准确稳定、外观平整，广泛应用于风能发电、汽车、化工、机械、体育休闲用品的制造业，是21世纪工业高速发展所必须的高新技术材料。

威海万丰镁业科技发展有限公司

威海万丰镁业科技发展有限公司专业生产经营镁合金汽车、摩托车零部件。公司承担国家科技部“十五”863计划镁合金项目中“高强高韧镁合金研制及其在车轮上的应用”课题攻关。现已建成镁合金重力铸造生产线、低压铸造生产线、高压铸造生产线。公司生产的镁合金摩托车踏板轮、汽车轮毂已经通过了国家车轮检测中心测试，达到了产品性能要求，已经通过了山东省科技成果鉴定，开始进入国际市场。目前，已经开始进入镁合金轮毂的产业化生产阶段。

威海市怡和专用设备制造有限公司

威海怡和专用设备制造股份有限公司成立于1995年，主要从事后勤保障装备及军用特种装备的研发和制造，公司建立了自行研制和产、学、研相结合的多渠道较完善的技术开发体系，所研制的先进装备不断填补国内空白，成为我国军队装备机械化的有力保障和军民两用技术推广和成果转化的积极推动力，产品先后荣获国家科技进步二等奖3项、全军科技进步一等奖4项、全军科技进步二等奖6项及其他省部级奖多项，在后勤保障装备行业居于领先地位。

山东威海市锅炉制造厂 山东威海市锅炉制造厂是山东省胶东地区唯一同时持有国家B级锅炉、A2类压力容器设计制造资质的生产厂家。有各类生产、检测设备200多台套。

威海化工机械有限公司

威海化工机械有限公司（以下简称威海化机）始建于1975年，迄今有着38年的压力容器行业经验，也是国内最早研究、开发、生产高压反应搅拌设备的知名厂家。现有员工800多人，其中国际焊接工程师2名，国家注册审核员8名，各级检验、检测师、质量责任师50多名，拥有NDE（无损检测）的Ⅱ级、Ⅲ级人员共32/43人项；拥有焊工162/686人项。公司拥有众多炙手可热的资质证书，是压力容器非标设备行业中许可证级别最高的企业之一。

威海广泰空港设备股份有限公司

威海广泰空港设备股份有限公司是从事空港地面设备及专用装备研发与制造的专业公司。经过20余年的发展，公司现已形成了以空港地面设备、消防装备板块为主，特种车辆和电力电子为新兴板块的产业格局。威海广泰现有的26个系列120余种型号产品，覆盖了机场机务、客舱服务、飞机货运、场道维护、油料加注和消防六大领域，能为一架飞机配齐所有地面设备，部分主导产品国内市场占有率达40%～60%，是全球空港地面设备品种最全的供应商。

山东双轮股份有限公司 山东双轮股份有限公司是集研发、设计、制造、销售等于一体的大型泵类生产企业。自1959年生产第一台离心泵以来，已有50多年的制泵历史。公司主要经营中开泵、化工泵、渣浆泵、潜水泵等40多个系列1000多个品种10000多种规格的离心泵产品，年产3万余台。经营全自动变频调速微机控制柜、无负压设备、污水提升装置等产品，年产9000余台套，形成以泵类为主，多元化发展的战略格局。

威海三盾焊接材料工程有限公司

威海三盾焊接材料工程有限公司是专门从事高技术表面耐磨堆焊材料与特种焊接材料研究、开发、生产、经营的专业性公司。公司具有雄厚的科研实力和大量的技术储备，是威海市高新技术开发区创业服务中心在孵企业和省科技厅批准的高新技术企业。

文登威力工具集团有限公司

文登威力工具集团有限公司是目前世界上最大的活扳手生产经营企业、国内最大的手工具生产基地。目前，威力公司是全国五金工具协会常务理事单位、全国五金工具标准化分技术委员会委员单位，企业参与了多项五金工具标准的制定或修订工作。企业拥有省级认定的技术开发中心，具有较强的新产品开发能力。拥有先进的模具制造、锻造、机械加工、热处理等先进设备。产品采用多种先进工艺技术，具备满足全世界不同地区，不同档次，不同要求的需要。

天润曲轴股份有限公司 天润曲轴股份有限公司是中国规模最大的曲轴专业生产企业之一。公司拥有主要生产设备1130台，金切设备790台，高精尖设备125台；拥有年产50万支曲轴毛坯的德国kw铸造生产线、15万支的德国beche锻造生产线、奥地利气体软氮化曲轴生产线和德国轿车曲轴生产线，以及由美国、意大利、英国、德国等发达国家高精尖加工与检测设备组建的、具有国际先进水平的重卡、中卡、轻卡、轿车曲轴机加工生产线和胀断连杆生产线，年产锻钢曲轴、球墨铸铁曲轴50多万支。

实习的内容：

1：10月28日：上午举行认识实习动员大会，材料学院院长讲话，王刚老师为我们介绍了实习内容和注意事项

下午：参观了威海光威复合材料有限公司，车间主任首先带领我们参观了预浸料生产车间，并为我们讲解了碳纤维预浸料的生产过程与工艺，碳纤维预浸料由三层构成，上下两层是环氧树脂材料，中间是碳纤维原丝，通过热辊加热到特定温度并挤压到一起。带队的王新波老师告诉我们，这种碳纤维预浸料加工出来后是比较柔软的，便于加工成各种形状，使用时首先加工成需要的形状，然后加热固化便有了很高的强度。之后我们参观了碳制品车间，车间主任告诉我们说，碳纤维具有优异的性能，广泛应用于医疗，航空航天航海等领域。主任介绍说车间正在生产的是用于重型卡车使用的连杆，首先是有裁剪小组在无尘室内使用由德国进口的裁布机对碳纤维预浸料进行精准剪裁，然后运送至卷管小组，利用卷管机卷制成管，卷管机卷的管子密实性好，质量高，之后将管子加热固化，应用于航空航天领域的产品需要用10m热压罐进行中温固化，起到抽出管子中的气体、保证气密性、提高强度的作用。之后便是打磨去掉树脂层喷漆上色。该车间还可加工玻璃纤维制品，车间还配有模压设备用于将玻璃纤维或者碳纤维等的边角料加工成井盖等制品，废物利用。我们看到厂区内的下水道井盖便是玻璃纤维制作的。

接着我们去了威海万丰镁业科技发展有限公司，因为时间耽误了一些，所以参观的时间比较短暂，万丰镁业主要生产汽车和摩托车的轮毂，在原料室，我们看到堆放的铝镁合金，铝锭，镁锭原料，很早就知道镁的密度小，质量轻，但当我真正拿起一个拳头大的镁块时还是对它的质量感到惊讶。然后我们看到了压力铸造轮毂的设备，只见工人师傅熟练地操控的设备，三四分钟便可铸造出一个轮毂，然后看到铸好的轮毂被切去冒口，之后切削加工，打磨喷漆，一个轮毂便可完成。

10月29日

上午：参观威海市怡和专用设备制造有限公司的一车间，该车间主要生产军用饮水车，236雷达，2965雷达和铺管机。因部分涉及军事机密，所以车间主任并没有介绍太多，我们看到车间内有数控车床铣床，还有大型钻床及无尘的液压装配车间。

下午：到达威海锅炉厂首先看到的便是厂房外空地上防置的各种钢板，主任告诉我们那些生锈的钢板并不是废弃而是在卸载应力，每块钢板都有其编号及对应资料，显示其来源及用途，用于责任追溯。车间主任告诉我们说钢板厚度低于16mm的称为薄板，高于36mm的称为厚板，他们生产锅炉都会用到，该厂主要生产15吨17吨锅炉和各种压力容器及反应釜，飞机去冰锅炉，利用火焰切割机和离子切割机将板材切割成指定尺寸，利用卷板机卷成筒，再利用自动焊机焊接成型，加装封口，主任说角焊缝处需要人工焊接且要求焊缝余高<15度。

10月30日。

上午：到达威海化工机械厂后我们参观了机加工车间和铆焊车间，我们看到了水平下调式三辊卷板机，车间的两位主任分别为我们介绍了生产流程和工艺要求。

下午：到达威海广泰第一厂区后我们就被厂房外边巨大的平板车吸引了，负责接待我们的工作人员介绍说那是用于码头的平板车，便于转运大型机械或货物，所以将驾驶室设置的很低。进入厂房后，便看到门口有一群工作人员正在调试刚组装完成的机场摆渡车，往里走便看到工人师傅们在数控机床剪床上忙碌的加工工件，还有切割机器人、焊接机器人也在不停的工作，在这里我们看到了摆渡车、除冰车、消防车、行李车、空调车、飞机抢救车以及飞机牵引车的生产过程，在第二厂区还有幸看到从德国引进技术后生产的500t抱轮牵引车。

10月31日 上午：在威海双轮股份有限公司我们首先参观了产品展览馆，看到了各种水泵的实物和微缩模型，之后人事部经理带领我们依次参观了铆焊车间、铸钢车间和冲压车间，在铸钢车间我们近距离观看了工人师傅制模修模的过程，也第一次看到了巨大的砂箱和电炉，真切见识了模具的生产及应用。

下午：在威海三盾焊材厂我们看到了焊条、焊丝的生产过程 11月1日

上午：在文登威力工具集团有限公司我们详细了解到活扳手的生产过程，主要涉及到锻压，电镀，机加工和组装，在锻压模具车间，我们见到了锻压模具、冲压模具的生产及维修，在先进的数控机床的帮助下，可以很快的完成模具的制造，整个过程高效又严谨。我们还第一次看到了水切割机。

下午：天润曲轴股份有限公司是我们整个认识实习的最后一站，也是最重要的一站，在看完企业宣传片后，我们在企业员工的带领下进去厂区，在锻压车间，我们看到了企业耗费6亿巨资从德国引进的世界最先进的生产线，只见一根根棒料被放到进料口，传输进感应加热区，短短一分钟便被加热到近千度高温，之后机械手臂自动拾取放置到锻压机工作台，巨大的锻压机将原料初步压成曲轴，然后又被另一个机械手臂放置到第二个锻压机内锻压成型，紧接着机械手臂将曲轴挂在传送链下，进入风冷间降温后传送到下一环节……，整个车间只有十几个工人，先进程度着实让我们感到惊讶。实习的心得体会：

认识实习不单单是一个实习的过程，它还是一个学习，并将所学的理论知识与生产实际相结合的一个过程。通过这次的认识实习，我充分意识到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”这句话的涵义。在大学的学习生涯中，我们仅仅只是学习理论知识，实践动手环节较少，通过这次实习我充分认识到理论与现实的差距。因此这次实习带给我们的不仅仅是经验与体验，更交给我们一种在今后的学习中的一种学习方法，将理论应用于实践。

经过这次实习，我对材料成型与控制工程专业有了更加感性的认识，同时巩固和加深了课堂上所学的理论知识，激发了我们的学习积极性，让我们在认识到时间的重要性的同时，也意识到理论知识的重要性。培养了我们观察分析解决问题的能力。

在短暂的实习过程中，我通过请教询问，并且自己观察思考,对在生产中的工艺做了进一步的了解，我们了解了现代企业的生产方式和工艺过程。熟悉产品主要成形方法和主要加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构。我深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。在我们的学校学习中，老师会点点滴滴细致入微的把要做的学习工作告诉我们，但是在走上社会后，更多的是自己去观察、学习，不具备某项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有好多领域是我们未成接触过的，只要敢于去尝试才能有所突破，有所创新。“千里之行，始于足下”，这一短暂而又充实的实践，我认为对我以后的起到了一个非常重要作用，对将来走上工作岗位也有着很大帮助。我们所需要的是将所学的理论知识与实践结合起来的技能，培养勇于探索的创新精神、提高动手能力，加强社会活动能力，严肃认真的学习态度，为以后专业实习和走上工作岗位打下坚实的基础。

新型金属材料成型加工技术研究 第8篇

关键词：金属材料,二次成型,加工,方法

因为具有高强度、高耐磨性等优点, 世界各国现在都很重视金属基复合材料 (MMCs) 。一些复合材料尽管存在较高的技术复杂性和成本, 在工程实践中难以应用, 但可在强化相长度方向上获得较高的动态和静态力学性能, 比如对于纤维状强化相增强或是连续的晶须的复合材料。一些增强颗粒以陶瓷为主颗粒增强金属基复合材料, 目前在工程中应用较广, 如SiC、Al2O3、B4C和TiC等, 而复合材料在实际的工程中是处于主导地位的还是铝基复合材料。金属复合材料只有二次成型加工以后才能成为实用的金属基复合材料零组件, 有很多的加工方法, 这些方法对于发展金属基复合材料成型加工工艺有突出的贡献。

1 金属基复合材料二次加工方法的选择原则

硬度高、耐磨性好的增强物是金属复合材料的优点, 但对于二次成型加工而言, 却意味着加工困难。而且加工要求和难度因为金属复合材料的种类的不同而有很大的不同, 一些金属复合材料在复合过程中就能完成成型过程, 比如连续纤维增强金属基复合材料构件, 这种复合材料二次成型加工只要辅以少量的切削加工和接就行, 复合材料一般采用二次加工方法的有铸造、挤压、超塑成型、焊接、切削加工等, 比如短纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料, 而这些就可造成实用的金属基复合材料构件。

2 金属基复合材料二次加工方法

2.1 铸造成型法

铸造成型法借鉴了现有成熟的铸造工艺, 是满足第二节所述的几点要求的一种有效方法, 也是一种生产复合材料零件的常用方法。但是在选择工艺方法和参数时必须对现有铸造工艺做必要的改进, 因为这些熔体的黏度、流动性等特点会随着增强颗粒的加入而发生改变, 高温时还会发生化学反映, 如增强颗粒与金属之间的化学反应。解决办法是:在制造形状复杂的零件时, 可采用砂型铸造、压铸、熔模铸造以及金属型铸造等几种方法。对于颗粒增强金属基复合材料, 为了防止增强物和液态金属之间的化学反应, 应该在熔化时严格控制熔化温度和保温时间。如界面反应:3SiC+4AlAl4C3+3Si时有发生, 特别是对于高温时的碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 而界面反应导致的后果是其黏度增大且无法浇铸, 不稳定的化学反应物会生成, 材料性能也会受到影响, 如:Al4C3。而铝合金复合材料在铸造过程中需要对铝熔液进行精炼和除气, 常用方法是先精炼、再用变质剂进行造渣, 而后除去熔体中的杂质和气体。而这些方法不能用在颗粒增强铝基复合材料中, 因为材料中的颗粒会被加入的精炼剂除去。

2.2 挤压、模锻塑性成型法

制造短纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料, 特别是颗粒增强铝基、镁基复合材料可以应用挤压、模锻、超塑成型等工艺方法, 这种方法也是一种有效方法, 这种方法能生产出组织致密, 性能好的零件。在实际工程应用中, 注意以下几个要点。

(1) 可以使用润滑剂和模具表面涂层处理改善摩擦条件, 有效的润滑可以使挤压力降低25%～35%。金属基体中含有一定体积分数的增强物 (如晶须、颗粒) , 大大降低了金属的塑性, 变形阻力大, 成型困难, 坚硬的增强颗粒对模具磨损厉害。 (2) 适当的提高挤压温度, 可提高材料的塑性, 这是由于颗粒的加入会使基体金属的变形抗力增加, 塑性降低, 降低变形抗力, 但挤压温度也不宜过高, 太高的温度会导致基体合金过烧现象。 (3) 增强物含量的不同决定着挤压速度的不同, 采用较高的挤压速度用于增强物含量低的金属基复合材料, 采用较低的挤压速度用于增强物高的金属基复合材料。挤压速度不宜过高, 过高的挤压速度使挤压出的型材产生严重的横向裂纹。

2.3 粉末冶金法

金属基复合材料制造的方法其最早的是粉末冶金法, 制造颗粒、晶须增强金属基复合材料、复合材料零件都可用这种方法直接制成。而对于那些零件形状不复杂, 尺寸很小, 比较精密的零件也可用该方法, 这种方法的优点是:界面反应少、可根据需要调节增强相的含量 (颗粒含量>50%) 、分布均匀的增强相、细密的组织。美国的DWA公司用此法制造了很多东西, 如不同成分的自行车架和设备支撑架, 另外还有各种零件、管材, 不同颗粒含量的复合材料, , 还有SiCp增强铝合金基体等产品, 这些产品具有很高的比强度、比模量和耐磨性, 已用于汽车、飞机、航天器等。再如日本的丰田公司, 该公司利用粉末冶金法制备含15%的碳化硅颗粒增强2080铝合金连杆, 疲劳强度可达70MPa (150℃～180℃) 的复合材料。

2.4 机械加工法

用车、铣、钻等方法可以加工金属基复合材料, 这和其它的金属材料一样, 。用金刚石刀具精加工铝基复合材料。常用方法: (1) 钻削:采用PCD镶片麻花钻头, 比如钻削SiC和B4C颗粒增强铝基复合材料, 使用外切削液。 (2) 铣削:采用PCD (聚金刚石刀具) (黏结剂15%～20% (W+C) , 80%～85%PCD) 端面铣刀, 比如铣削颗粒 (SiC) 增强铝基复合材料, 使用切削液冷却。 (3) 车削:采用硬质合金刀具, 比如车削SiCw/Al复合材料, 用乳化液冷却。

2.5 电切割法

根据有形状的负极决定切削的几何形状是电化学机加工的常用方法, 即通过正极溶解来切割材料, 再基于负极与工件的间隙, 冲洗残屑, 这可以用某种离子电解质溶液来实现, 如未溶解的纤维等。这跟传统的放电加工法 (闪弧或磨蚀) 有所不同, 该方法是将移动的电极线浸于某种介电液流当中。切削材料可以通过工件表面上的局部高温和液体压力冲刷而实现。需探求适宜的工艺参数来进行电火花成型加工金属基复合材料。加工SiC/Al复合材料的实验, 发现从单个火花的材料去除机制研究电火花, 放电痕大于钢的SiC/Al, 会干扰放电的SiC颗粒, 复合材料上与周围熔化了的铝液滴一起脱落的未熔的SiC颗粒, 而一些铝液滴被介质冲走, 可以形成重铸层, 松脱的SiC颗粒重新可以固化在复合材料表面上。放电线切割金属基复合材料虽然可行, 增强体通常为非导体复合材料, 切割一般金属材科放电效果显然差。例如增强铝基复台材料的工艺就不能沿用铝合金的切割参数, 切口粗糙度与切割速度有差别, 后者的某些加工表面会呈玻璃样粉状硬化。

2.6 高能光束及液体喷流切割法

增强金属基复合材料A2618/SiC/20p和A356/SiC35p在FrankMuller实验时用激光切割颗粒, 当采用激光加工时, 很高的材料去除率能得到, 相对较小的切缝宽度被获得, 只要控制工艺参数合适、可使热影响区最小而取得很好的加工质量, AlLi/SiC复合材料在用激光切割时。降低切削速度和提高激光输出能量可以得到更光滑的加工表面。随着切削速度的增大熔融层厚度减小。纤维本身不会断裂, 轴向切割纤维, 非连续复合材料在加工的过程中, 只是基体切、熔或挥发。这跟对待未强化的材料一样, 光束可为激光或电子束等。应用细等离子体切割2mm厚的2024铝基复合材料, 宏观和显微检查其切割质量 (曾通过切口宽度及斜角、表面粗糙度) , 最佳切割速度范围被发现 (对其所应用的系统为55～60mm/s) , 宽度和热影响区都相对较小, 如果在此范围内切口, 而这与切割铝合金的最佳速度无明显差别。这种方法可用于连续纤维增强的复合材料也可用于非连续的复合材料。

2.7 焊接法

焊接工艺是制造金属基复合材料构件时需要的一种方法, 在自行车、汽车传动轴、航天飞行器中的构件。焊接熔池的黏度和流动性可能被增强物的加入有所影响影响, 化学反应发生在增强物与基体金属之间, 这限制了焊接速度, 金属基复合材料焊接出现较大的困难。主要有以下几种方法:

(1) 最早用于金属基复合材料焊接的方法是熔化焊, 经过热处理强化在焊后, 不良影响被消除, 这一影响主要是焊接热循环对焊缝及母材造成的。 (2) 扩散焊是使两根焊件紧密结合, 在真空或保护气氛中及一定温度和压力下保持一段时间, 接触面局部产生塑性变形、发生原子相互扩散而完全焊接结合的一种压焊方法。 (3) 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点, 毛细作用填充接头间隙, 并与母材相互扩散从而实现连接的一种焊接方法, 但低于母材熔点的温度, 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料, 利用液态钎料润湿母材。 (4) 惯性摩擦焊需要的能量是通过待连接的两个部件之间的摩擦产生的。作为摩擦焊的一种, 惯性摩擦焊主要用于至少其中有一个部件是轴对称旋转的情况。

3 结语

金属基复合材料是被认为是有价值的先进材料, 且是一种具有强大生命力的新型材料, 同时具有高强度、高韧性高模量等优点。而二次加工是一门涉及到物理化学、传热学、金属学等很多种学科, 导致基础研究不够广及其工艺不完善, 同时自身的发展空进很大, 所以有待深入的研究二次成型加工工艺, 在以后可以更好的、更广泛的将金属基复合材料应用到更多的领域。挖掘金属基复合材料在商业的价值, 不断的改进二次成型加工、降低技术成本以及大批量生产的开发。通过计算机的技术分析而确定今后在复合材料上的努力方向。

参考文献

[1]刘秋普, 刘洋, 孔德新.切削特殊难加工金属的刀具材料选择[J].科技风, 2009 (8) .

[2]康文利.浅谈难加工材料的切削加工性[J].科技创新导报, 2010 (19) .

[3]难加工材料切削技术[J].航空制造技术, 2009 (13) .

[4]耿连福, 高顺喜, 李美岩.难加工材料的切削加工性研究与实践[J].煤矿机械, 2009 (7) .

[5]赵晓强.航空难加工材料特点及其特殊加工方法[J].航空制造技术, 2009 (23) .

[6]刘志兵, 王西彬, 解丽静.难加工材料的高速切削与加工实例[J].新技术新工艺, 2006 (1) .

[7]杜明伟.谈切削加工中的难加工材料切削技术[J].黑龙江科技信息, 2008 (3) .

[8]邓朝晖, 万林林, 张荣辉.难加工材料高效精密磨削技术研究进展[J].中国机械工程, 2008 (24) .

[9]王方.难加工材料的切削加工方法[J].中国新技术新产品, 2008 (12) .

[10]胡宏楠, 董明.颗粒增强金属基复合材料切削加工工艺的新进展[J].金属材料与冶金工程, 2009 (1) .