材料成型工艺学pdf

《塑料成型成型工艺学》主要习题

第一章 绪论

1. 何谓成型加工？塑料成型加工的基本任务是什么？ 2. 简述塑料成型加工时的关键步骤。 3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。

4. 塑料成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？ 5. 简述成型加工的基本工序？ 6. 简述塑料的优缺点。

7. 举实例说明塑料在汽车、机械、日用品、化工、航天航空工业等领域的应用。 8. 学习塑料加工成型工艺的目的、意义？

第二章 聚合物成型加工的理论基础

1、名词解释：可塑性、可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性、牛顿流体、非牛顿

流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪切粘度、滑移、端末效应、鲨鱼皮症。、

2、试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性？ 3、简述无定形聚合物聚集态与加工方法之间的关系？ 4、简述结晶聚合物聚集态与加工方法之间的关系？ 5、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可纺性？ 6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为？为什么？ 7、剪切流动和拉伸流动有什么区别？ 8、影响粘度的因素有那些？是如何影响的？

9、何谓温度－压力等效性？生产时为什么不能同时大幅度提高温度和压力？ 10、何谓弹性？如

材料成型工艺学（一）复习思考题

1. 什么是砂型的紧实度？紧实度对铸件的质量有什么影响？ 紧实度：也就是砂型的密度。

1)紧实度不足则砂型松软，金属液易渗入型砂的空隙，造成铸件表面粘砂、表面粗糙、砂型的变形或胀大，而且铸件易产生缩松和缩孔。

2)紧实度大则型砂的退让性不好，透气性差，铸件易产生裂纹和气孔等缺陷。

通常用湿型进行大量、成批生产的条件下，液态金属的静压力大多低于1kpa。因此，一般将湿型的紧实度控制在1.6g/cm3左右是合适的。

2.什么叫粘砂，什么是机械粘砂？什么是化学粘砂？

粘砂：是一种铸造缺陷，它表现为铸件部分或整个表面上夹持有型砂或者粘附有一层难于清除的含砂物质。分为机械粘砂和化学粘砂

机械粘砂：是金属液渗入到型砂的孔隙中形成的机械混合物，是一种铸造缺陷。当金属渗入深度大于砂粒半径时则形成粘砂。

化学粘砂：金属氧化物（主要是氧化铁－FeO）与造型材料相互作用的产物为化学粘砂。（金属-铸型界面产生的氧化性气氛将导致金属形成氧化物。）

3.什么是气孔？气孔的分类？对铸件质量的影响？

气孔：出现在铸件内部或表层，截面形状呈圆形、椭圆形、腰圆形、梨形或针头状，孤立存在和成群分布的孔洞。形状如针头的气孔称为针孔，一般分散分布在铸件

1. 物料的混合有哪三种基本的运动形式? 聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主? 为什么? i. 分子扩散 ii. 涡流扩散 iii. 体积扩散

体积扩散为主, 因为他主要是指流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位置向另一空间位置的运动, 或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动,以期达到各组分的均布.对流混合通过两种机理发生, 一种体积对流,另一种层流对流混合, 前者通过塞流对物料进行体积重新排列, 而不需要物料连续变形, 这种重复的重新排列可以是无规的, 也可以是有序的. 在固体掺混机中混合式无规的, 而在静态混合机的混合则是有序的. 而层流对流混合是通过层流而使物料变形, 它发生在熔体之间的混合, 在固体粒子之间的混合不会发生层流混合. 层流混合中, 物料要受到剪切、伸长(拉伸)和挤压(捏合).

分子扩散主要在与低分子的混合.在浓度梯度驱使下，各组分自发地由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域从而达到各处组分均化的一种扩散形式。分子扩散在气体和低粘度液体中占支配地位。 在固体与固体间，分子扩散作用是很小的。在聚合物加工中，熔体与熔体间分子扩散极慢，无实际意义。但若参与混合的组分之一是低分子物质,则分子扩散可能是一个

《塑料成型工艺学》考试

1. 过程组成；

2.

3. 三大合成材料包括：合成树脂、合成纤维、合成橡胶；

4.

5. 剪切应力、拉伸应力和压缩应力三种；剪切应力最重要，拉伸应力在成型也很重要，比如，吹塑中型坯的引伸，吹塑薄膜时泡管的吹胀，单丝的生产。

6.

7. 膨胀性流体、宾汉流体），有时间依赖的系统（触变性流体、振凝性流体）

8. 不同成型方法的剪切速率（表2-1）；

9. 如果引起聚合物熔体的流动不是剪切应力作用而是拉伸应力作用时，此时的粘度称为拉伸粘度；聚合物的剪切粘度随应力增大而大幅度下降，而拉伸粘度随应力增大而增大；

10. 在塑料成型过程中，熔体的表观粘度范围7s；

11.

12. 抗紫外线剂用量范围13. 炭黑作为添加剂，具有导电、着色、光屏蔽、润滑及耐磨等功能

14. 热分解困难的聚合物：PE、PS，容易热分解的是PVC、POM；

15. 成型温度范围宽的是：PE、PS

16. 成型温度范围窄的是： PVC、POM、PET

17. 成型前必须干燥的是：PA、聚酯

18. 对各种成型方法适应性好的：PE、PP；对各种成型方法适应性不好的是19. 对物料混合状态的判定方法有直接描述和间接描述两种方法。直接描述用均匀程度和分散程度

20. 中空成型过程包括塑料型坯的

挤出

1. 以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分）

答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）

特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。

影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气

2. 简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。

原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。

3. 简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。

答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分)

管材的内外径

1、简述高聚物熔体流动的特点。由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比伤分子液体复杂。在宽广的剪切速率围，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。即非牛顿型流动。

2、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。端末效应包括入口效应和模口膨化效应即巴拉斯效应。不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。

3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响?聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。提高温度，减少剪切应力，增加高温下的流动时间，均化塑料结构，降低其流动的非牛顿性。

4、聚合物很低的导热系数和热扩散系数对塑料成型加工有哪些不利影响聚合物很低的导热系数和热扩散系数在加工中主要是影响塑料制品中温度分布的不均匀性从而导致制品结构的非均匀性。另一方面，降低制品的生产效率。

5、取向度和取向结构的分布与哪些因素有关?温度和剪切应力分布，聚合物受热时间，聚合物的结构因素。

6、取向度对注塑制品的力学性能有何影响?非品聚

挤出

1. 以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分）

答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）

特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。

影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气

2. 简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。

原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。

3. 简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。

答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分)

管材的内外径

材料成型工艺学(下)主 讲

李宝绵EPM重点实验室

东北大学

第一篇 挤压

一、概述1 简介压力加工：借助外力使金属产生塑性变形进而形成各 种尺寸、形状和用途的零件和半成品。(不同于机加工) 工业中广泛使用的零件一般通过下列方法获得： 铸造，如轧机牌坊； 铸造后机加工，如轧辊； 铸造后压力加工，如钢轨； 铸造后压力加工再机加工，如螺栓等。 重要用途的零件一般均需通过压力加工。

压力加工的主要方法有： 轧制；挤压与拉拔；锻造与冲压

主要产品有：

板、带、条、箔；轧制管、棒、型、线；挤压与拉拔 各种零件如车轴、饭盒、洗衣机筒等；锻造与冲压

1)挤压与拉拔产品简介A 管材 按截面形状分：圆管、型管如方、六角形管等；

按合金种类分：铝管、铜管、钢管等；按生产方法分：挤制管、拉制管、焊管、铸管、无缝 管等； 按用途分：空调管、压力表管、波导管、锅炉管、输 油管、冷凝管、天线管等； 按性能分：M(退火态)、R(热态)、Y(硬态)、 Y2(半硬态)、C(淬火态)、CZ(淬火自然时效态)、 CS(淬火人工时效态)等； 此外：盘管、蚊香管等。

B 棒、线材 棒材：D>6mm;分类与管材类似；大多是半成品， 进一步加工成各种零件，如弹簧，螺栓、螺母等； 线材： D<6mm;多以盘状

材料成型工艺学(下)主 讲

李宝绵EPM重点实验室

东北大学

第一篇 挤压

一、概述1 简介压力加工：借助外力使金属产生塑性变形进而形成各 种尺寸、形状和用途的零件和半成品。(不同于机加工) 工业中广泛使用的零件一般通过下列方法获得： 铸造，如轧机牌坊； 铸造后机加工，如轧辊； 铸造后压力加工，如钢轨； 铸造后压力加工再机加工，如螺栓等。 重要用途的零件一般均需通过压力加工。

压力加工的主要方法有： 轧制；挤压与拉拔；锻造与冲压

主要产品有：

板、带、条、箔；轧制管、棒、型、线；挤压与拉拔 各种零件如车轴、饭盒、洗衣机筒等；锻造与冲压

1)挤压与拉拔产品简介A 管材 按截面形状分：圆管、型管如方、六角形管等；

按合金种类分：铝管、铜管、钢管等；按生产方法分：挤制管、拉制管、焊管、铸管、无缝 管等； 按用途分：空调管、压力表管、波导管、锅炉管、输 油管、冷凝管、天线管等； 按性能分：M(退火态)、R(热态)、Y(硬态)、 Y2(半硬态)、C(淬火态)、CZ(淬火自然时效态)、 CS(淬火人工时效态)等； 此外：盘管、蚊香管等。

B 棒、线材 棒材：D>6mm;分类与管材类似；大多是半成品， 进一步加工成各种零件，如弹簧，螺栓、螺母等； 线材： D<6mm;多以盘状

武汉科技大学无机非金属材料专业

2003级《耐火材料工艺学》试题

考生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 班级＿＿＿＿＿＿

填 空 判断题 问答题 成 绩 考生注意：第一题“填空”和第二题“判断题”的答案，请直接写在卷面上。

一、 填空 （每题2分）

1 耐火材料是指＿＿＿＿＿＿不低于＿＿＿＿的无机非金属材料，其性能主要取决于＿＿＿＿组成和＿＿＿＿组成；

2显气孔率是指制品中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的比值； 3耐火材料的热膨胀、热导率是指其＿＿学方面的物理性质，一般情况下，晶体结构对称性愈强，热膨胀率愈＿＿，晶体结构愈复杂，热导率愈＿＿； 4 为了使硅砖中大量形成鳞石英，通常采用的矿化剂有＿＿＿＿、＿＿＿＿。 5硅酸铝质耐火材料是以＿＿和＿＿为基本化学组成的耐火材料，我国高铝矾土原料的主要矿物组成是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，其中＿＿等矾土熟料比＿＿等矾土熟料难烧结；

6天然产的无水硅酸铝原料“三石”是指＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿，其加热膨胀效应最大的：＿＿＿＿＿＿；

7镁碳砖的主要原