1. 第五章 非金属材料及其成形

2. 一、非金属材料分类 通常分为工程塑料、 橡胶、玻璃、陶瓷及复合 材料等几类。 二、工程塑料及其成形 1. 塑料组成与性质 塑料一般由树脂（合成树脂或天然树脂） 和添加剂组成。 添加剂是为了节约树脂用量和改善或得到 某种性能而人为添加的物质，如填充剂（滑石 粉等）、增强剂、增塑剂、着色剂、稳定剂等。

3. 工程塑料具有较好的物理、力学性能， 以其密度小、比强度大、抗腐蚀、易成形等 优良性能而广泛应用于机械制造、汽车、轻 工、包装、电子、航天及航空等领域。

4. 20 世纪 60 年代中期，开始汽车零件塑料化，已 广泛用于汽车内饰、外装和结构件。 目前一台富康轿车塑料制品用量达 91.5 公斤。 以下这些汽车外形覆盖件都是塑料制品。

5. 2. 常用工程塑料 最常用的工程塑料有以下 8 种： 1 ） ABS 塑料 ABS 塑料是一种是三烯类共聚物（ A - 丙烯 晴； B - 丁二烯； S - 苯乙烯），具有良好的 使用性能和染色功能，应用广泛，多见用于各 式外壳、齿轮零件等。

6. 4 ） PE （聚乙烯） 耐蚀、坚韧、价廉。用做箱体、车门的 内衬、薄膜等 5 ） POM （聚甲醛） 代尼龙材料， 中等价格。适 合于 做耐磨、承受高负 荷的零件和继电器、 开关等。

7. 3) PC （ 聚碳酸酯） 具有特别高的强度 和尺寸稳定性，对其 片材可进行冲压甚至 拉伸加工。 2 ） PA （聚酰胺，俗称尼龙 ） 尼龙具有较高的强 度、冲击韧度和自润滑 性能，耐磨性最佳。绝 缘性也好。常用于做机 器零件和耐磨衬套。

8. 7 ） PUR ( 聚胺酯 ) 泡沫塑料类 。用 于填充、抗震包装、 隔音和绝热材料等。 6 ） PP ( 聚丙烯 ) 属于通用塑料, 价格便宜, 使用广泛, 具有优异 的耐化学腐蚀和介电性能, 但易老化, 低温下不耐 冲击.

9. 8 ） PVC （聚氯乙烯） 分软、硬两种。 软 PVC 用做人造革、软导管等； 硬 PVC 用于管件、板材、容器等

10. 3. 塑料件的成形 塑料按其成形本质不同而分为热塑性塑料和 热固性塑料。所采用的成形方法也不同。 热塑性塑料的成形方法主要有注射成型、挤出 成型、压延成型和吹塑成型等工艺方法；

11. 自动化程度高，生产率高，制品尺寸精确，可 注射形状复杂，壁薄和金属嵌件的大、中、小型零 件。设备及模具成本高。 注射机特点：

12. 热固性塑料主要有模压成型、传递成型、层 压成型等工艺方法。其中传递成型、注射成型、 层压成型等方法既可用于热塑性塑料，也可用于 热固性塑料的成型加工。

13. 以下看一段关于吹塑成形的录象。录象 三、橡胶制品及其成形 1. 橡胶主要成分 橡胶主要成分是生胶（天然橡胶和人工橡胶） 与添加剂。添加剂主要有炼胶中用到的硫化剂、 填充剂（炭黑等）、防老剂和软化剂等。汽车、 航天、航空因耐热、耐寒，需要用到硅橡胶。其 常用的补强填料不能用炭黑，而用水合 SiO 2 、 Ti O 2 等

14. 2. 橡胶成形工艺 大多数橡胶制品为模塑制品，一般按以下流程 加工成形，也可以用挤出、注射等工艺成形。

15. 3. 橡胶制品分类 橡胶制品分为轮 胎、密封圈、胶带、 胶管、胶鞋和其他橡 胶工业制品几类。

16. 四、 玻璃与陶瓷 玻璃为非晶体材料，主要由 SiO 2 和一些金属 氧化物质组成。汽车用玻璃属于安全性玻璃，包 括夹层玻璃、钢化玻璃和防弹玻璃等。夹层玻璃 用 2-3 片玻璃用胶粘接成；钢化玻璃即淬火玻璃， 加热至软化点（ 650 ℃）骤冷；防弹玻璃是一种 特制玻璃。 汽车前后玻 璃的安全性要求 与两侧玻璃都有 不同。

17. 陶瓷是一种无机非金属材料。可将陶瓷分为 普通陶瓷和特种陶瓷两大类。普通陶瓷是以天然 粘土等材料成形、烧结而成，主要用来制 造日用品。

18. 特种陶瓷是以人工化合物制成的陶瓷。比 如，用六方晶系的 Si 3 N 4 陶瓷制造纤维活塞、气 门、摇臂等耐高温摩擦的燃烧室零件。日本日野 已开发出陶瓷绝热发动机，大大提高了发动机的 热效率。 当代世人还开发 出不少具有各式功能 的特种陶瓷，已成为 近代尖端科学技术的 重要组成部分。

19. 五、复合材料的成形 复合材料是指由两种或多种成分、性质不同 有时连形状也不同的相容性材料以一定的物理方式 进行复合而制得的一类使热、电、力学等各项性能 最佳化的新材料。 组成：原理上是由基体材料加入增强材料而合理复 合。其中基体材料形成几何体并起粘结作用，如： 树脂、陶瓷、金属等；增强材料则起增强或 韧化 作用，如：纤维、颗粒等。

20. 分类： 按基体不同分为树脂基、金属基、陶瓷基三 类复合材料。复合材料中的增强物主要有纤维型 和颗粒型两类。 成形： 复合材料及制品的成形方法很多。一般情况 下，复合材料的研制与生产过程通常就是复合材 料制品的研制与生产过程。复合材料成形工艺的 实质主要取决于复合材料的基体。也就是说，各 类基体材料的成形方法原则上均适合于以该类材 料作为基体的复合材料。

21. 复习题 复习题 1. 说明 1. 说明塑料的组成与性能特点。最常用的工程塑 料有哪几种？列表对比其化学名称、特性及应 用。 说明 2. 塑料的成形方法主要有哪几种？说明橡胶的成 分及其在汽车制造中的应用。 3. 对汽车用玻璃有何特性要求？分为哪几类？说 明特种陶瓷在汽车制造中的应用前景。 4. 何谓复合材料？说明复合材料的组成及其作用。