熱加工基礎(chǔ)08

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.1.1.6 4.1.1.6 焊接結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過(guò)程焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過(guò)程備料裝配焊接變形矯正質(zhì)量檢驗(yàn)表面處理材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （1 1）鋼材的預(yù)處理）鋼材的預(yù)處理 1） 矯正：由于運(yùn)輸、軋制等環(huán)節(jié)使軋制鋼材

2、發(fā)生波浪、整體彎曲等變形，在焊接生產(chǎn)前必須展平矯正，否則將影響劃線、號(hào)料、切割等工序的精確度。 2）表面清理和表面防護(hù)處理：清除表面的銹、油污和氧化物等。（2 2）放樣、劃線和號(hào)料）放樣、劃線和號(hào)料 將設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)按1：1比例繪制出來(lái)（放大樣）即為放樣；將待加工零件或毛坯劃在金屬材料上， 以便切割或裝配，此工序成為劃樣；而用樣板劃線則成為號(hào)料。（3 3）切割）切割（4 4）彎曲及成形）彎曲及成形 備料備料材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g (1)

3、(1) 裝配工藝方法裝配工藝方法 1) 按定位方式分為劃線裝配法和胎卡具裝配法。 2) 按裝配焊接順序分為：整體裝配焊接；邊裝邊焊；按部件裝配焊接，最后總裝配焊接三種。 3) 按裝配工作地點(diǎn)分為固定地點(diǎn)裝配法和流動(dòng)裝配法。(2) (2) 裝配工藝過(guò)程的制定裝配工藝過(guò)程的制定 內(nèi)容包括：零件、組件、部件的裝配順序，各裝配順序、各工步上采用的裝配方法，以及裝配時(shí)采用的胎卡具、工具和裝備的規(guī)格型號(hào)。 裝配裝配材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 焊接結(jié)

4、構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容焊接結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇原則）焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇原則 盡可能選擇焊接性良好的材料、盡量選用同種金屬材料盡可能選擇焊接性良好的材料、盡量選用同種金屬材料（2）焊接方法的選擇原則）焊接方法的選擇原則 a、焊接接頭使用性能及質(zhì)量要符合技術(shù)要求、焊接接頭使用性能及質(zhì)量要符合技術(shù)要求 b、提高生產(chǎn)率，降低成本、提高生產(chǎn)率，降低成本 c、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) d、焊接工藝規(guī)范的制定、焊接工藝規(guī)范的制定4.1.1.6 4.1.1.6 焊接結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e

5、r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.1.1.6 4.1.1.6 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊接接頭及坡口焊接接頭及坡口形式的選擇形式的選擇焊縫的布置焊縫的布置材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 焊縫布置的原則焊縫布置的原則A、手工電弧焊應(yīng)具有足夠的焊條操作空間、手工電弧焊應(yīng)具有足夠的焊條操作空間一、焊縫布置應(yīng)便于焊接操作一、焊縫布置應(yīng)便于焊接操作材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工

6、程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 無(wú)法運(yùn)行焊條！焊縫布置的原則焊縫布置的原則材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g B、點(diǎn)焊或縫焊應(yīng)考慮電極引入方便、點(diǎn)焊或縫焊應(yīng)考慮電極引入方便焊縫布置的原則焊縫布置的原則材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n

7、 c e & E n g i n e e r i n g C、氣體保護(hù)焊：要考慮氣體的保護(hù)作用、氣體保護(hù)焊：要考慮氣體的保護(hù)作用焊縫布置的原則焊縫布置的原則材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g D、埋弧焊是接頭處有利于熔渣形成封閉空間、埋弧焊是接頭處有利于熔渣形成封閉空間焊縫布置的原則焊縫布置的原則材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e &

8、 E n g i n e e r i n g 二、盡量減少焊縫的數(shù)量二、盡量減少焊縫的數(shù)量焊縫布置的原則焊縫布置的原則材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 三、盡可能分散布置焊縫三、盡可能分散布置焊縫密集、交叉的密集、交叉的焊縫，會(huì)加大焊縫，會(huì)加大熱影響區(qū)。熱影響區(qū)。改進(jìn)改進(jìn)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r

9、 i n g 四、盡量對(duì)稱(chēng)分布焊縫四、盡量對(duì)稱(chēng)分布焊縫不合理材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 最大應(yīng)力處易產(chǎn)生應(yīng)力集中！ 五、五、焊縫應(yīng)盡量避免最大應(yīng)力和應(yīng)力集中部位焊縫應(yīng)盡量避免最大應(yīng)力和應(yīng)力集中部位材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 已加工表面受熱后，會(huì)破壞原有精度 ！ 六、焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)

10、機(jī)械加工面六、焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)機(jī)械加工面 一般情況下，焊接一般情況下，焊接工序應(yīng)在機(jī)械加工工工序應(yīng)在機(jī)械加工工序之前完成，且焊縫序之前完成，且焊縫的布置也應(yīng)盡量避免的布置也應(yīng)盡量避免需要加工的表面。如需要加工的表面。如果在焊接結(jié)構(gòu)上某一果在焊接結(jié)構(gòu)上某一部分的加工精度要求部分的加工精度要求較高，又必須在機(jī)械較高，又必須在機(jī)械加工完成之后進(jìn)行焊加工完成之后進(jìn)行焊接工序時(shí)，應(yīng)將焊縫接工序時(shí)，應(yīng)將焊縫布置在遠(yuǎn)離加工面處。布置在遠(yuǎn)離加工面處。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n

11、e e r i n g （2 2） 焊接接頭與坡口形式選擇焊接接頭與坡口形式選擇接頭形式的選擇與設(shè)計(jì)接頭形式的選擇與設(shè)計(jì) 焊接接頭是焊接結(jié)構(gòu)最基本的組成部分，接焊接接頭是焊接結(jié)構(gòu)最基本的組成部分，接頭設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)頭設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀及強(qiáng)度要求、工件厚度、結(jié)構(gòu)形狀及強(qiáng)度要求、工件厚度、可焊性、焊后變形大小，焊條消耗，坡口加工難可焊性、焊后變形大小，焊條消耗，坡口加工難易程度易程度等各方面因素綜合考慮決定。等各方面因素綜合考慮決定。 通常手工電弧焊采用的接頭型式有通常手工電弧焊采用的接頭型式有 對(duì)接、搭對(duì)接、搭接、接、T形接頭和角接形接頭和角接4大類(lèi)。大類(lèi)。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c

12、 h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 對(duì)接接頭及坡口選擇。對(duì)接接頭及坡口選擇。 手工電弧焊對(duì)接接頭形式可分為手工電弧焊對(duì)接接頭形式可分為形坡口，形坡口，V V形坡口，形坡口，X X形坡口，形坡口，U U形坡口和雙形坡口和雙U U形坡口形坡口5 5種形式。每種坡口的尺寸種形式。每種坡口的尺寸和所適用的鋼板厚度都有明確的規(guī)定，如圖和所適用的鋼板厚度都有明確的規(guī)定，如圖5.165.16所示。所示。（2 2） 焊接接頭與坡口形式選擇焊接接頭與坡口形式選擇材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c

13、 h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 圖圖5.175.17不同厚度鋼板對(duì)接不同厚度鋼板對(duì)接手工電弧焊和其他熔化焊焊接不同厚度的重要受力件手工電弧焊和其他熔化焊焊接不同厚度的重要受力件時(shí)，若采用對(duì)接接頭，則應(yīng)在較厚的板上作出單面或雙時(shí)，若采用對(duì)接接頭，則應(yīng)在較厚的板上作出單面或雙面削薄，然后再選擇適宜的坡口形式和尺寸（見(jiàn)圖面削薄，然后再選擇適宜的坡口形式和尺寸（見(jiàn)圖5.175.17）。）。（2 2） 焊接接頭與坡口形式選擇焊接接頭與坡口形式選擇材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h

14、 o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 搭接接頭及坡口選擇搭接接頭及坡口選擇 搭接接頭不需要開(kāi)坡口，焊前準(zhǔn)備和裝配搭接接頭不需要開(kāi)坡口，焊前準(zhǔn)備和裝配工作比對(duì)接接頭簡(jiǎn)單得多。但是搭接接頭應(yīng)力分布復(fù)雜，往往產(chǎn)生工作比對(duì)接接頭簡(jiǎn)單得多。但是搭接接頭應(yīng)力分布復(fù)雜，往往產(chǎn)生彎曲附加應(yīng)力，降低接頭強(qiáng)度，搭接接頭常用于焊前準(zhǔn)備和裝配要彎曲附加應(yīng)力，降低接頭強(qiáng)度，搭接接頭常用于焊前準(zhǔn)備和裝配要求簡(jiǎn)單的板類(lèi)焊件結(jié)構(gòu)中，如橋梁、房架等多采用搭接接頭的形式求簡(jiǎn)單的板類(lèi)焊件結(jié)構(gòu)中，如橋梁、房架等多采用搭接接頭的形式

15、，如圖，如圖5.185.18所示。所示。圖圖5.185.18搭接接頭搭接接頭（2 2） 焊接接頭與坡口形式選擇焊接接頭與坡口形式選擇材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g T T形接頭及坡口形式形接頭及坡口形式 T T形接頭廣泛采用在空間類(lèi)焊件上，形接頭廣泛采用在空間類(lèi)焊件上，T T形形接頭及坡口如圖接頭及坡口如圖5.195.19所示。完全焊透的單面坡口和雙面坡口的所示。完全焊透的單面坡口和雙面坡口的T T形形接頭在任何一種載荷下都具有很高的強(qiáng)度。

16、根據(jù)焊件的厚度，接頭在任何一種載荷下都具有很高的強(qiáng)度。根據(jù)焊件的厚度，T T形形接頭可選接頭可選I I形（不開(kāi)坡口）、單邊形（不開(kāi)坡口）、單邊V V形、形、K K形、單邊雙形、單邊雙U U形坡口形式。形坡口形式。（2 2） 焊接接頭與坡口形式選擇焊接接頭與坡口形式選擇材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 角接頭及坡口選擇角接頭及坡口選擇 角接頭通常只起連接作用，不能用來(lái)傳遞工角接頭通常只起連接作用，不能用來(lái)傳遞工作載荷，且應(yīng)力分布很復(fù)雜，承載能力

17、低。根據(jù)焊件厚度不同，角作載荷，且應(yīng)力分布很復(fù)雜，承載能力低。根據(jù)焊件厚度不同，角接頭可選擇接頭可選擇I形坡口（不開(kāi)坡口）、單邊形坡口（不開(kāi)坡口）、單邊V形、單邊形、單邊U形、形、V形及形及K形形等等5種坡口形式，如圖種坡口形式，如圖5.20所示。所示。圖圖5.205.20角接頭的坡口形式角接頭的坡口形式(a(a）I I形坡口；形坡口；(b)K(b)K形坡口；（形坡口；（c c）V V形坡口；（形坡口；（d d）單邊）單邊U U形坡口單邊；（形坡口單邊；（e e）單邊）單邊V V形坡口形坡口（2 2） 焊接接頭與坡口形式選擇焊接接頭與坡口形式選擇材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h

18、o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 焊接接頭形式的選擇焊接接頭形式的選擇（1 1）首先決定于焊縫位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。）首先決定于焊縫位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)形狀、使用要求、焊件厚度、變形大設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)形狀、使用要求、焊件厚度、變形大小、焊接材料的消耗量、坡口加工的難易程度等因素。小、焊接材料的消耗量、坡口加工的難易程度等因素。（2 2）對(duì)接與搭接相比，具有受力簡(jiǎn)單均勻、節(jié)省金屬等優(yōu)點(diǎn)，）對(duì)接與搭接相比，具有受力簡(jiǎn)單均勻、節(jié)省金屬等優(yōu)點(diǎn)，

19、故應(yīng)用最多。故應(yīng)用最多。但對(duì)接對(duì)下料尺寸和組裝要求比較嚴(yán)格。但對(duì)接對(duì)下料尺寸和組裝要求比較嚴(yán)格。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 圖樣上焊縫有兩種表示方法，即圖樣上焊縫有兩種表示方法，即圖示法圖示法和和符號(hào)法符號(hào)法。一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注1、焊縫標(biāo)注方法焊縫標(biāo)注以符號(hào)標(biāo)注法為主，在必要時(shí)允許輔以圖示法。比如用連焊縫標(biāo)注以符號(hào)標(biāo)注法為主，在必要時(shí)允許輔以圖示法。比如用連續(xù)或斷續(xù)的粗線表示連續(xù)或斷續(xù)焊縫；在需要時(shí)繪制焊縫局部剖視圖續(xù)或斷

20、續(xù)的粗線表示連續(xù)或斷續(xù)焊縫；在需要時(shí)繪制焊縫局部剖視圖或放大圖表示焊縫剖面形狀；用細(xì)實(shí)線繪制焊前坡口形狀等等?；蚍糯髨D表示焊縫剖面形狀；用細(xì)實(shí)線繪制焊前坡口形狀等等。符號(hào)法符號(hào)法圖示法圖示法焊接結(jié)構(gòu)工藝圖焊接結(jié)構(gòu)工藝圖材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注2、符號(hào)標(biāo)注法的要素 焊縫符號(hào)標(biāo)注中有許多要素，其中焊縫基本符號(hào)和指引線構(gòu)成了焊縫符號(hào)標(biāo)注中有許多要素，其中焊縫基本符號(hào)和指引線構(gòu)成了焊縫的基本要素，屬于焊縫的基

21、本要素，屬于必須標(biāo)注必須標(biāo)注的內(nèi)容。的內(nèi)容。 除焊縫基本要素外，在必要時(shí)還應(yīng)加注其他輔助要素，如輔助符除焊縫基本要素外，在必要時(shí)還應(yīng)加注其他輔助要素，如輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)、焊縫尺寸符號(hào)及焊接工藝等內(nèi)容。號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)、焊縫尺寸符號(hào)及焊接工藝等內(nèi)容。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （1）焊縫基本符號(hào)是表示焊縫橫斷面形狀的符號(hào)，共有13個(gè)(詳見(jiàn)GB/324-88)，例如： 序號(hào)序號(hào)名稱(chēng)名稱(chēng)示意圖示意圖符號(hào)符號(hào)1 1角焊縫角焊縫2 2V V形焊縫形

22、焊縫3 3單邊單邊V V形焊形焊縫縫4 4帶鈍邊帶鈍邊V V形形焊縫焊縫序號(hào)序號(hào)名稱(chēng)名稱(chēng)示意圖示意圖符號(hào)符號(hào)5 5帶鈍邊單邊帶鈍邊單邊V V形焊縫形焊縫6 6帶鈍邊帶鈍邊U U形焊形焊縫縫7 7I I形焊縫形焊縫8 8卷邊焊縫卷邊焊縫3、焊縫符號(hào)及其標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （2）輔助符號(hào)是表示焊縫表面形狀特征的符號(hào)。不需要確切地說(shuō)明焊縫的表面形狀時(shí)可以不加注輔助符號(hào)。輔助符號(hào)配置在基本符號(hào)固定位置

23、。輔助符號(hào)有3個(gè)。序號(hào)序號(hào)名稱(chēng)名稱(chēng)示意圖示意圖符號(hào)符號(hào)標(biāo)注位標(biāo)注位置置說(shuō)明說(shuō)明1 1平面符號(hào)平面符號(hào)焊縫表面齊平（焊縫表面齊平（一般通過(guò)打磨或一般通過(guò)打磨或加工）加工）2 2凹面符號(hào)凹面符號(hào)焊縫表面凹陷焊縫表面凹陷3 3凸面符號(hào)凸面符號(hào)焊縫表面凸起焊縫表面凸起一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （3）補(bǔ)充符號(hào)是為了補(bǔ)充說(shuō)明焊縫的某些特征而采用的符號(hào)，一共有5個(gè)。a)、帶墊板符號(hào)： b) 、三面焊縫符號(hào)： c)、周

24、圍焊縫符號(hào)： e)、現(xiàn)場(chǎng)符號(hào) ：表示在現(xiàn)場(chǎng)或工地上進(jìn)行焊接；f)、尾部符號(hào) ：標(biāo)注焊接工藝方法或者焊縫數(shù)量。一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （4）特殊符號(hào)是為了滿足某些特殊情況而規(guī)定的焊縫符號(hào)，共有4個(gè)。 a)、喇叭形焊縫： b) 、單邊喇叭形焊縫： c)、堆焊縫： d)、鎖邊焊縫： 一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a

25、 l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 焊接方法代號(hào)參照GB/5185-19853、焊接方法代號(hào)例：如圖表示對(duì)接接頭周?chē)缚p。焊條電弧焊(111)在非箭頭側(cè)打底，表面齊平；埋弧焊(12)焊成的V形焊縫在箭頭側(cè)，表面也要求齊平。注：焊縫采用多種焊接方法或者對(duì)焊接方法有特殊要求時(shí)標(biāo)注，一般不標(biāo)注。一、焊縫符號(hào)標(biāo)注一、焊縫符號(hào)標(biāo)注材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 焊縫符號(hào)的應(yīng)用示例焊縫符號(hào)的應(yīng)用

26、示例-尿素塔內(nèi)、外套筒結(jié)構(gòu)圖尿素塔內(nèi)、外套筒結(jié)構(gòu)圖材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 第四章第四章 粉末材料成形粉末材料成形材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.14.1粉末冶金粉末冶金粉末冶金粉末冶金是是用用具有一定粒度的具有一定粒度的金屬粉末（或者金屬金屬粉末（或者金屬和非金屬粉末的混合物

27、）做原料，和非金屬粉末的混合物）做原料，按一定比例均勻按一定比例均勻混合，混合，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)經(jīng)壓制成形后燒結(jié)強(qiáng)化強(qiáng)化制造制造的的各種類(lèi)型零件各種類(lèi)型零件和產(chǎn)品的方法。和產(chǎn)品的方法。 顆粒狀材料兼有液體和固體的雙重特性，即整顆粒狀材料兼有液體和固體的雙重特性，即整體具有一定的流動(dòng)性和每個(gè)顆粒本身的塑性，人們體具有一定的流動(dòng)性和每個(gè)顆粒本身的塑性，人們正是利用這特性來(lái)實(shí)現(xiàn)粉末的成形，以獲得所需的正是利用這特性來(lái)實(shí)現(xiàn)粉末的成形，以獲得所需的產(chǎn)品。產(chǎn)品。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E

28、 n g i n e e r i n g 粉末冶金的特點(diǎn)粉末冶金的特點(diǎn)能夠生產(chǎn)出其他方法不能或很難制造的制品能夠生產(chǎn)出其他方法不能或很難制造的制品?？芍迫‰y熔、極?？芍迫‰y熔、極硬和特殊性能的材料，例如：鎢絲、硬質(zhì)合金、磁性材料、高溫硬和特殊性能的材料，例如：鎢絲、硬質(zhì)合金、磁性材料、高溫耐熱材料等；又能生產(chǎn)凈形和近似凈形加工的優(yōu)質(zhì)機(jī)械零件，如：耐熱材料等；又能生產(chǎn)凈形和近似凈形加工的優(yōu)質(zhì)機(jī)械零件，如：多孔含油軸承、精密齒輪、擺線泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子、活塞環(huán)等。多孔含油軸承、精密齒輪、擺線泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子、活塞環(huán)等。材料的利用率很高，接近材料的利用率很高，接近100%100%。雖然用其他方法也可以制造，但用雖

29、然用其他方法也可以制造，但用粉末冶金法更為經(jīng)濟(jì)粉末冶金法更為經(jīng)濟(jì)。一般說(shuō)來(lái)，一般說(shuō)來(lái)，金屬粉末的價(jià)格較高，粉末冶金的設(shè)備和模具投資金屬粉末的價(jià)格較高，粉末冶金的設(shè)備和模具投資較大，零件幾何形狀受一定限制，因此粉末冶金較大，零件幾何形狀受一定限制，因此粉末冶金適宜于大批量生適宜于大批量生產(chǎn)的零件。產(chǎn)的零件。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S

30、 c i e n c e & E n g i n e e r i n g 粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)流程粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)流程原材料粉末添加劑原材料粉末添加劑配混配混壓制成形壓制成形燒結(jié)燒結(jié)制品制品/ /其他處理加工其他處理加工制品制品材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 一、粉末的制備一、粉末的制備機(jī)械法機(jī)械法 金屬粉末的生產(chǎn)有多種方法，其中主要有：金屬粉末的生產(chǎn)有多種方法，其中主要有：機(jī)械法、物理機(jī)械法、物理化學(xué)法化學(xué)法等。等。 4.14.1粉末

31、冶金粉末冶金a a、球磨球磨法法 最常用的是鋼球最常用的是鋼球或硬質(zhì)合金球?qū)饘賶K或粒或硬質(zhì)合金球?qū)饘賶K或粒原料進(jìn)行球磨，適宜于制備原料進(jìn)行球磨，適宜于制備一些脆性的金屬粉末，或者一些脆性的金屬粉末，或者經(jīng)過(guò)脆性化處理的金屬粉末經(jīng)過(guò)脆性化處理的金屬粉末（如經(jīng)過(guò)氫化處理變脆的鈦（如經(jīng)過(guò)氫化處理變脆的鈦粉）。粉）。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g b、霧化法霧化法 是使熔化的液態(tài)金是使熔化的液態(tài)金屬?gòu)撵F化塔上部的小孔中流出，屬?gòu)撵F化塔上部的小孔

32、中流出，同時(shí)噴入高壓氣體，在氣流的機(jī)同時(shí)噴入高壓氣體，在氣流的機(jī)械力和急冷作用下，液態(tài)金屬被械力和急冷作用下，液態(tài)金屬被霧化，冷凝成細(xì)小粒狀的金屬粉霧化，冷凝成細(xì)小粒狀的金屬粉末，落入霧化塔下的盛粉桶中。末，落入霧化塔下的盛粉桶中。 4.14.1粉末冶金粉末冶金材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.14.1粉末冶金粉末冶金2) 物理化學(xué)法物理化學(xué)法a、氣相沉積法：、氣相沉積法：將金屬或金屬化合物形成蒸氣，然而快速冷卻。b、液相沉積法、液相沉積

33、法：將Fe、Ni粉與CO反應(yīng)，形成氣體產(chǎn)物，經(jīng)冷凝制成液態(tài)的羰基鐵化物或羰基鎳化物，將其在低溫下加熱分解成純鐵粉或純鎳粉。c、還原法、還原法：用還原劑還原金屬氧化物或鹽類(lèi)，使其成為金屬粉末的方法。3）粉末制備的先進(jìn)技術(shù)）粉末制備的先進(jìn)技術(shù)a、機(jī)械合金化、機(jī)械合金化b、快速冷凝技術(shù)、快速冷凝技術(shù)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 二、粉末的預(yù)處理二、粉末的預(yù)處理粉末預(yù)處理：粉末預(yù)處理：退火：退火：使氧化物還原，降低碳和其他雜質(zhì)的含量，提高粉末純度

34、，消除粉末的加工硬化。篩分：篩分：將顆粒大小不均的原始粉末進(jìn)行分級(jí)，通常用標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)進(jìn)行篩分。混合：混合：將兩種或兩種以上的不同成分的粉末均勻混合的過(guò)程。制粒：制粒：為改善粉末的流動(dòng)性而將小顆粒的粉末制成大顆?；驁F(tuán)粒的工序。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 粉末成形粉末成形是將松散的粉料通過(guò)壓制或其它方法制成具有一定形狀，是將松散的粉料通過(guò)壓制或其它方法制成具有一定形狀，尺寸的壓坯尺寸的壓坯。（1）模壓成形：）模壓成形：指在常溫下，用機(jī)械式壓力

35、機(jī)或液壓機(jī)，以一定的比壓（壓力常在150160 MPa）將鋼模內(nèi)的松裝粉末成形為壓坯的方法。這種成形技術(shù)方法應(yīng)用最多且最廣泛。 三、粉末成形三、粉末成形材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 三、粉末成形三、粉末成形（2）擠壓成形：）擠壓成形：通過(guò)擠壓機(jī)的螺旋或活塞將坯料經(jīng)過(guò)模具擠壓出來(lái)，成為要求形狀的坯體?？梢陨a(chǎn)各種管狀、主或棒狀等斷面形狀規(guī)則的產(chǎn)品。（3）壓注成形：）壓注成形：用壓縮空氣將粉漿壓入模腔來(lái)成形的方法。從理論上說(shuō)，它可以是任何一個(gè)

36、形狀復(fù)雜的坯體各處的粉末密度一樣，因此可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的制品，而且操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。4、其他成形方法：、其他成形方法：等靜壓法、軋制成形、爆炸成形等靜壓法、軋制成形、爆炸成形材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 四、燒結(jié)四、燒結(jié)1） 目的目的 壓制的型坯強(qiáng)度很低，必須進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是將型坯按一壓制的型坯強(qiáng)度很低，必須進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是將型坯按一 定的規(guī)范加熱到規(guī)定溫度并保溫一段時(shí)間，使型坯獲得一定的定的規(guī)范加熱到規(guī)定溫度并保溫一段時(shí)間，使型

37、坯獲得一定的 物理與機(jī)械性能（機(jī)械強(qiáng)度）的工序。物理與機(jī)械性能（機(jī)械強(qiáng)度）的工序。2） 燒結(jié)機(jī)理燒結(jié)機(jī)理 粉末壓坯的粉末壓坯的表面積大，表面能高表面積大，表面能高，表面與內(nèi)部的各種缺陷表面與內(nèi)部的各種缺陷 多，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在燒結(jié)過(guò)程中，高溫坯料顆粒之間易于多，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在燒結(jié)過(guò)程中，高溫坯料顆粒之間易于 發(fā)生擴(kuò)散、熔焊、化合、溶解和再結(jié)晶等物理化學(xué)過(guò)程。使分發(fā)生擴(kuò)散、熔焊、化合、溶解和再結(jié)晶等物理化學(xué)過(guò)程。使分 散的坯料顆粒結(jié)合成為一個(gè)穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的結(jié)晶體、即燒結(jié)體。散的坯料顆粒結(jié)合成為一個(gè)穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的結(jié)晶體、即燒結(jié)體。 最終獲得所需要的性能。最終獲得所需要的性能。材料科學(xué)與工程學(xué)院材

38、料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 3 3）燒結(jié)方法）燒結(jié)方法 通常在通常在保護(hù)性氣氛的高溫爐或真空爐內(nèi)保護(hù)性氣氛的高溫爐或真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。進(jìn)行燒結(jié)。A 燒結(jié)規(guī)范燒結(jié)規(guī)范 燒結(jié)溫度：燒結(jié)溫度：一般為基體熔點(diǎn)的一般為基體熔點(diǎn)的2/33/4。即。即燒燒=(2/33/4)T熔熔。 B 燒結(jié)分類(lèi)燒結(jié)分類(lèi) 保溫時(shí)間：保溫時(shí)間：時(shí)間太短，不利于原子擴(kuò)散和遷移，不利于成分，時(shí)間太短，不利于原子擴(kuò)散和遷移，不利于成分， 組分均勻化；保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成晶粒粗大，生產(chǎn)率低，組分均

39、勻化；保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成晶粒粗大，生產(chǎn)率低， 成本升高等缺點(diǎn)。成本升高等缺點(diǎn)。 保護(hù)氣氛：保護(hù)氣氛：為防止粉料氧化，燒結(jié)過(guò)程一般在還原性或中性氣氛為防止粉料氧化，燒結(jié)過(guò)程一般在還原性或中性氣氛下進(jìn)行（如煤氣，氫氣等），要求高的應(yīng)在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。下進(jìn)行（如煤氣，氫氣等），要求高的應(yīng)在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。 固相燒結(jié)固相燒結(jié) ：燒結(jié)過(guò)程中各組元均不形成液相。燒結(jié)過(guò)程中各組元均不形成液相。 液相燒結(jié)：液相燒結(jié)：燒結(jié)時(shí)部分組元形成液相。在液相表面張力的作用燒結(jié)時(shí)部分組元形成液相。在液相表面張力的作用 下，粉粒相互靠緊，故燒結(jié)速度快，制品強(qiáng)度高。下，粉粒相互靠緊，故燒結(jié)速度快，制品強(qiáng)度高。材料科學(xué)與工

40、程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 四、燒結(jié)后處理四、燒結(jié)后處理1)1)滲透（又稱(chēng)為熔滲）滲透（又稱(chēng)為熔滲） 把把低熔點(diǎn)金屬或合金滲入到多孔低熔點(diǎn)金屬或合金滲入到多孔燒結(jié)制品的孔隙中燒結(jié)制品的孔隙中去的方法稱(chēng)為熔滲。去的方法稱(chēng)為熔滲。 2 2）復(fù)壓）復(fù)壓 將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到將燒結(jié)后的粉末壓制件再放到壓形模中壓一壓形模中壓一次次，叫做復(fù)壓，叫做復(fù)壓 。3)3)粉末金屬鍛造粉末金屬鍛造 以金屬粉末為原料，先用粉末冶金以金屬粉末為原料，先用粉末冶金法制成

41、具有一定形狀和尺寸的預(yù)成形坯，然后將法制成具有一定形狀和尺寸的預(yù)成形坯，然后將預(yù)成形預(yù)成形坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件坯加熱后置于鍛模中鍛成所需零件的方法。的方法。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4 4）精壓）精壓 將零件放入模具中并加以高壓的工序。將零件放入模具中并加以高壓的工序。目的是進(jìn)一步提高制目的是進(jìn)一步提高制 品的密度、強(qiáng)度。品的密度、強(qiáng)度。 粉末冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸承的浸油處理，粉末冶金制品有一些后續(xù)工序，如含油軸

42、承的浸油處理，以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行一些必要的熱處理等。以及機(jī)械加工、噴砂處理，有時(shí)還須進(jìn)行一些必要的熱處理等。5）其他后續(xù)處理）其他后續(xù)處理五、燒結(jié)后處理五、燒結(jié)后處理材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.2 4.2 粉末壓制產(chǎn)品及應(yīng)用粉末壓

43、制產(chǎn)品及應(yīng)用 現(xiàn)代汽車(chē)、飛機(jī)、工程機(jī)械、儀器儀表、航空航天、軍工、核現(xiàn)代汽車(chē)、飛機(jī)、工程機(jī)械、儀器儀表、航空航天、軍工、核能、計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，需要許多具有特殊性能的材料或在特殊工作能、計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，需要許多具有特殊性能的材料或在特殊工作條件下的零部件，粉末壓制在很大程度上促進(jìn)解決這些與科技發(fā)展條件下的零部件，粉末壓制在很大程度上促進(jìn)解決這些與科技發(fā)展密切相關(guān)的任務(wù)。密切相關(guān)的任務(wù)。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.2.14.2.1粉末壓

44、制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件粉末壓制機(jī)械結(jié)構(gòu)零件又稱(chēng)又稱(chēng)燒結(jié)結(jié)構(gòu)件燒結(jié)結(jié)構(gòu)件，這類(lèi)制品，這類(lèi)制品在粉末冶金工業(yè)中產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣。在粉末冶金工業(yè)中產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣。 在現(xiàn)今汽車(chē)工業(yè)中廣泛采用粉末壓制制造零在現(xiàn)今汽車(chē)工業(yè)中廣泛采用粉末壓制制造零件。燒結(jié)結(jié)構(gòu)件總產(chǎn)量的件。燒結(jié)結(jié)構(gòu)件總產(chǎn)量的60%60%70%70%用于汽車(chē)工業(yè)用于汽車(chē)工業(yè)，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、啟動(dòng)馬達(dá)、刮雨，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向器、啟動(dòng)馬達(dá)、刮雨器、減震器、車(chē)門(mén)鎖中都使用有燒結(jié)零件。器、減震器、車(chē)門(mén)鎖中都使用有燒結(jié)零件。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M

45、a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.2.24.2.2粉末壓制軸承材料粉末壓制軸承材料1 1）多孔含油軸承材料多孔含油軸承材料 這是一種利用粉末壓制材料制作的多孔性浸滲潤(rùn)滑油的這是一種利用粉末壓制材料制作的多孔性浸滲潤(rùn)滑油的減磨材料，用作軸承、襯套等。常用的有減磨材料，用作軸承、襯套等。常用的有鐵鐵- -石墨和青銅石墨和青銅- -石石墨含油軸承材料墨含油軸承材料。 含油軸承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使?jié)櫥团蛎洀暮辖鸷洼S承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使?jié)櫥团蛎洀暮辖鹂紫吨袎旱焦ぷ鞅砻妫鸬綕?rùn)滑作用。運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，軸承冷孔

46、隙中壓到工作表面，起到潤(rùn)滑作用。運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，軸承冷卻，表面上潤(rùn)滑油由于毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，大部分被吸回孔卻，表面上潤(rùn)滑油由于毛細(xì)管現(xiàn)象的作用，大部分被吸回孔隙，少部分仍留在摩擦表面，使軸承再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生干摩隙，少部分仍留在摩擦表面，使軸承再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生干摩擦。這樣就可保證軸承能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，不需加油而能擦。這樣就可保證軸承能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，不需加油而能有效地工作。有效地工作。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)

47、與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 4.2.3 4.2.3 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是將一些難熔的金屬碳化物（如碳化鎢、碳化鈦等是將一些難熔的金屬碳化物（如碳化鎢、碳化鈦等）和金屬黏結(jié)劑（如鈷、鎳等）粉末混合，壓制成形，并經(jīng)）和金屬黏結(jié)劑（如鈷、鎳等）粉末混合，壓制成形，并經(jīng)燒結(jié)而成的一類(lèi)粉末壓制制品。由于高硬度的金屬碳化物作燒結(jié)而成的一類(lèi)粉末壓制制品。由于高硬度的金屬碳化物作為基體，軟而韌的鈷或鎳起粘接作用，使硬質(zhì)合金既有為基體，軟而韌的鈷或鎳起粘接作用，使

48、硬質(zhì)合金既有高的高的硬度和耐磨性硬度和耐磨性，又有，又有一定的強(qiáng)度和韌度一定的強(qiáng)度和韌度。 硬質(zhì)合金硬度高（硬質(zhì)合金硬度高（6981HRC)6981HRC)，熱硬性好，熱硬性好( (可達(dá)可達(dá)90010009001000) )，耐磨性好，耐磨性好，用硬質(zhì)合金制作刀具，壽命可提高，用硬質(zhì)合金制作刀具，壽命可提高5858倍，切倍，切削速度比高速鋼高十幾倍。削速度比高速鋼高十幾倍。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院

49、S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 陶器時(shí)代世界上第一種人造材料-制出的陶器，盛裝液體的容器和煮食物的陶罐-吃不完的東西有了儲(chǔ)存的地方-便于人們定居-進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)牧業(yè)-劃時(shí)代之偉大發(fā)明陶瓷材料的制備陶瓷材料的制備材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 秦兵馬俑秦兵馬俑材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f

50、M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 瓷器-純凈的粘土（又叫瓷土、高嶺土）和石英、長(zhǎng)石等原料配成泥漿，作成毛坯-燒好粗坯，再上釉-在一千三百度左右高溫下，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)變化，同釉密切的結(jié)合而成-質(zhì)地細(xì)致，半透明，不吸水從陶器到瓷器從陶器到瓷器材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 我國(guó)陶瓷的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段取得了三個(gè)重大突破陶器原始瓷器瓷器原料的選擇和精制窖爐的改進(jìn)

51、和燒成溫度的提高釉的發(fā)現(xiàn)和使用材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 陶瓷材料的定義陶瓷材料的定義傳統(tǒng)上：傳統(tǒng)上：陶瓷陶瓷指陶指陶器和瓷器的統(tǒng)器和瓷器的統(tǒng)稱(chēng)。稱(chēng)。 發(fā)展延伸：發(fā)展延伸：陶瓷陶瓷凡是凡是經(jīng)原料配制、經(jīng)原料配制、坯料成型、窖坯料成型、窖爐燒成工藝制爐燒成工藝制成的產(chǎn)品。成的產(chǎn)品?，F(xiàn)代：現(xiàn)代：陶瓷陶瓷所有所有無(wú)機(jī)非金屬材無(wú)機(jī)非金屬材料，不僅包括料，不僅包括多晶體，還包多晶體，還包括單晶體。括單晶體。陶瓷材料的定義幾經(jīng)變遷，不斷延伸：陶瓷材

52、料的定義幾經(jīng)變遷，不斷延伸：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 傳統(tǒng)陶瓷的制備工藝傳統(tǒng)陶瓷的制備工藝 坯料制備 成型 燒結(jié)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （1 1）傳統(tǒng)陶瓷的原料）傳統(tǒng)陶瓷的原料可塑性原料可塑性原料是一種含水的硅酸鹽礦是一種含水的硅酸鹽礦物。物。具有獨(dú)特的可塑性和結(jié)具有獨(dú)特的

53、可塑性和結(jié)合性。合性。非可塑性原料非可塑性原料化學(xué)成分為化學(xué)成分為SiO2，在加熱過(guò)程中會(huì)發(fā)生晶在加熱過(guò)程中會(huì)發(fā)生晶型的轉(zhuǎn)變。型的轉(zhuǎn)變。非可塑性原料非可塑性原料屬于網(wǎng)架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)屬于網(wǎng)架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)起到高溫?zé)崴茏饔门c高起到高溫?zé)崴茏饔门c高溫膠結(jié)作用，防止高溫溫膠結(jié)作用，防止高溫變形。變形。構(gòu)成瓷的玻璃基質(zhì)。構(gòu)成瓷的玻璃基質(zhì)。石英石英長(zhǎng)石長(zhǎng)石黏土黏土材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （2 2）坯料的制備）坯料的制備 坯料是指將陶瓷原料經(jīng)挑選、

54、破碎等工序后，進(jìn)行配料，再經(jīng)混合、細(xì)磨等工序后得到的具有成型性能的多組分混合物。 坯料制備一般包括配料和坯料混合制備兩部分。根據(jù)含水量不同，坯料分為三類(lèi)：根據(jù)含水量不同，坯料分為三類(lèi)：注漿料、可塑料和壓制粉料注漿料、可塑料和壓制粉料。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 在坯科制備過(guò)程中質(zhì)量應(yīng)符合下列要求： (a)坯料的成分應(yīng)和配方一致，不能有雜質(zhì)混入。 (b)各種組分混合要均勻，包括主要原料、水分和塑化劑等在坯料中都應(yīng)均勻分布，否則會(huì)出現(xiàn)組分偏

55、析，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。 (c)各組分的顆粒度要符合要求以減少成型和干燥過(guò)程中的廢品。 (d)可塑和注漿成型用的坯料中空氣含量應(yīng)盡量減少，以免降低坯體的強(qiáng)度和產(chǎn)品的機(jī)電性能。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （3 3）成形）成形將制備好的坯料用各種不同的方法制成具有一定形狀和尺寸的坯件（生泥）。 成形方法分為三類(lèi)：。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e

56、 & E n g i n e e r i n g ：加入水份或塑化劑，將坯料混合，一般控制含水量在16-29%，制成有塑性的料團(tuán)，然后通過(guò)各種成型機(jī)械進(jìn)行擠壓、滾壓和塑壓成型。 塑性成型除雕塑、壓坯和旋壓等傳統(tǒng)方法外，還有滾壓成型、擠壓、車(chē)坯成型、塑壓成型、注塑成型、軋膜成型等。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 將將含有一定水分的漿料含有一定水分的漿料澆注在預(yù)先準(zhǔn)備的模具中而得到坯體的澆注在預(yù)先準(zhǔn)備的模具中而得到坯體的一種成型方法。一

57、種成型方法。成形過(guò)程分為兩個(gè)階段：成形過(guò)程分為兩個(gè)階段：吸漿成坯階段吸漿成坯階段和和鞏固脫模階段鞏固脫模階段。漿料含水量一般在漿料含水量一般在3035%3035%，根據(jù)脫水工藝的不同，分為空心注，根據(jù)脫水工藝的不同，分為空心注漿和實(shí)心注漿兩種成型方法。漿和實(shí)心注漿兩種成型方法。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 空心注漿法空心注漿法將泥漿注入模型，待泥漿在模型中停留一段時(shí)間將泥漿注入模型，待泥漿在模型中停留一段時(shí)間形成所需的注件后，形成所需的注

58、件后，倒出多余的泥漿倒出多余的泥漿而形成空心注件的成型方法。而形成空心注件的成型方法。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 實(shí)心注漿法實(shí)心注漿法泥漿注入兩石膏模面之間的空穴中，泥漿被模型泥漿注入兩石膏模面之間的空穴中，泥漿被模型與模芯的工作面吸水，由于泥漿中的水分不斷被吸收而形成坯泥，與模芯的工作面吸水，由于泥漿中的水分不斷被吸收而形成坯泥，注入的泥漿面會(huì)不斷的下降，因此，注入的泥漿面會(huì)不斷的下降，因此，注漿時(shí)必須陸續(xù)地補(bǔ)充泥漿注漿時(shí)必須陸續(xù)地補(bǔ)

59、充泥漿，直到空穴中的泥漿全部變成坯件為止。直到空穴中的泥漿全部變成坯件為止。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g ：它是將還有少量水分和添加劑的粉料，在金屬模它是將還有少量水分和添加劑的粉料，在金屬模具中具中用較高的壓力壓制成型用較高的壓力壓制成型的工藝。的工藝。特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)均勻，坯體密度大，生坯強(qiáng)度高，制品具有結(jié)構(gòu)均勻，坯體密度大，生坯強(qiáng)度高，制品尺寸精確，燒成收縮小，可不用干燥直接上釉或燒成，尺寸精確，燒成收縮小，可不用干燥直接上釉或

60、燒成，等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。壓制方法：壓制方法：模壓成形、熱壓鑄成形、等靜壓成形。模壓成形、熱壓鑄成形、等靜壓成形。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g 只有收縮水的蒸發(fā)，沒(méi)有氣孔形成，脫水時(shí)粘土顆?；ハ嘟咏湛s急劇進(jìn)行，此時(shí)制品減小的體積等于除去水分的體積。不僅有收縮水的排除，還有氣孔水的排除，即水分排除時(shí)，既產(chǎn)生坯體收縮，又在坯體中產(chǎn)生部分氣孔。收縮停止。除去水分的體積等于形成氣孔的體積。第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段（4 4）坯體干燥）坯體干燥是借助熱能使坯料中的水分汽化，并由干燥介質(zhì)帶走的過(guò)程。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g （5 5）上釉）上釉 釉是附著于陶瓷坯體表面的連續(xù)玻璃質(zhì)層連續(xù)玻璃質(zhì)層，具有與玻璃相類(lèi)似的物理與化學(xué)性質(zhì)。 正確配合釉層可增加陶瓷的強(qiáng)度強(qiáng)度與表面硬度表面硬度。 施釉方法可以分為浸釉法、噴釉法、澆釉法、刷釉法。材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院S c h o o l o f M a t