粉體工程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)-1000噸年鋁基復(fù)合材料項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告-wenkub
2022-12-12 13:02:06 本頁面
【正文】 、比剛度、高溫強(qiáng)度．耐磨性，耐蝕性等綜合力學(xué) 性能，更靈活的可設(shè)計(jì)性，迅速得到了發(fā)展和應(yīng)用，尤其在航空、航天和軍事等領(lǐng)域發(fā)展和應(yīng)用速度最快。因此必須設(shè)法采用某種可能的工藝將兩種或兩種以上組織結(jié)構(gòu)、物理及化學(xué)性質(zhì)不間 的物質(zhì)結(jié)合在一起，形成一類新的多相材料，即所謂的復(fù)合材料，使之既可保留原有組分材料的優(yōu)點(diǎn)，又可能具有某些新的特性，從而適應(yīng)現(xiàn)代高技術(shù)發(fā)展的需求。雖然纖維強(qiáng)化的鋁基復(fù)合材料在很多方面的性能優(yōu)于顆粒強(qiáng)化的鋁基復(fù)合材料 , 然而其價(jià)格昂貴 , 具有各向異性大、微觀組織不均勻、纖維與纖維接觸反應(yīng)帶過大等缺點(diǎn) ,而顆粒強(qiáng)化的鋁基復(fù)合材料具有成本低廉、各向異性小、容易成形可用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行二次加工與機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn) , 近年來在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。 該材料既可直接澆鑄成型成產(chǎn)品（如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、水套），也可用于變形加工（如軋制、擠壓）。 （ 18） 第七章 設(shè)計(jì)小結(jié) （ 12） 第四章 設(shè)備選用 1 粉體工程與設(shè)備課程設(shè)計(jì) 題目名稱： 1000 噸／年鋁基復(fù)合材料 項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告 指導(dǎo)老師： 學(xué)院：材料科學(xué)與工程 年級： 2021 級 2 班 組號：第四組 姓名 ： 學(xué)號： 20212869 同 組 人 員： 2 目錄 第一章 項(xiàng)目的目的和意義 （ 3） 第二章 項(xiàng)目 背景 、主要產(chǎn)品及工業(yè)應(yīng)用 （ 3） 第三章 工藝流程 （ 17） 第六章 經(jīng)濟(jì)效益分析 SiCp/Al 復(fù)合材料活塞，可采用直接澆鑄成型的方法制造，能大大提高生產(chǎn)成品率，提高活塞耐磨耐熱性，減小熱膨脹系數(shù)，還可在保證剛度的前提下，減小壁厚，降低重量，節(jié)約原材料。尤其 4 是顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料 , 不僅具有鋁基復(fù)合材料共同的優(yōu)點(diǎn) , 而且顆粒成本低廉 , 來源 廣泛 , 具有強(qiáng)大的競爭力 , 是一種極有前途的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，市場需求極大。復(fù)合材料可發(fā)揮其組元的協(xié)同作用，具有靈活的可設(shè)計(jì)性，材料的性能特殊且變化多樣，已成為當(dāng)今世界新技術(shù)革命正在探索、開發(fā)且令人振奮的技術(shù)之一。 金屬基復(fù)合材料被譽(yù)為 21世紀(jì)的材料．其中短纖維或陶 瓷顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料更具有吸引力。石墨粒子增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料中，石墨粒子能顯著提高材料的抗磨性和抗擦傷性，同時(shí)也大大改善了材料的吸振性和切削加 6 工性能，適合于制造活塞、軸承、 軸瓦等抗磨零件。 我 國政府于 80年代初，以“ 863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃的方式，連續(xù) lO余年支持鋁金屬基復(fù)合材料的研發(fā)和應(yīng)用，追蹤和趕超世界新材料和新技術(shù)的發(fā)展，已取得了很多研究成果，建立了國家級研究基地，而且在航天、軍事領(lǐng)域已初步得到了應(yīng)用。另外，在單向應(yīng)力狀態(tài)下，它可呈現(xiàn)最好的性能。 PRAMcs由顆粒增強(qiáng)材料和金屬基體組成。選擇顆粒增強(qiáng)材料要考慮的因素主要包括：顆粒與基體的相容性、形狀及尺寸、力學(xué)性能和物理性能，以及成本等。至于顆粒尺寸，雖從理論上講顆粒愈小，材料彌散強(qiáng)化作用愈好，性能愈高。然而，處于技術(shù)保 密等原因，文獻(xiàn)資料中關(guān)于 Sic顆粒尺寸選擇方面的介紹較少，為改善 SiC與基體金屬之間的浸潤性而對sic進(jìn)行的預(yù)處理技術(shù)細(xì)節(jié)也少見報(bào)道，至于 Sic的顆粒大小、顆粒分布、粒形和加入量等對復(fù)合材料性能的影響尚未見到深入系統(tǒng)的研究的報(bào)道。到目前為止， SiCp／ Al復(fù)合材料己成功的用于航空航天、電子工業(yè)、先進(jìn)武器系統(tǒng)、光學(xué)精密儀器、汽車工業(yè)和體育用品等領(lǐng)域，并取得巨大經(jīng)濟(jì)效益。與鑄鐵制動(dòng)盤相比， SiC／ Al 復(fù)合材料制動(dòng)盤重量減輕了 40～ 60％，耐磨性能優(yōu)良，噪音明顯減小，而且摩擦散熱快。另外， SiC／ Al 復(fù)合材料還適合制作汽車驅(qū)動(dòng)軸、連桿、搖臂等汽車零件。 （ 3） 在電子器件、精密儀器和光學(xué)儀器中的應(yīng)用 SiC／ Al 復(fù)合材料熱膨脹系 數(shù)和密度低，導(dǎo)熱性能良好，因此已用來制造電子器材、散熱片等電子器件。由于 SiC／ Al 復(fù)合材料具有較高的屈強(qiáng)比，彈性好，美國 Duralcan 公司已用 SiC／ Al 復(fù)合材料制造出了高爾夫球頭試制品和網(wǎng)球拍等高級體育用品。確認(rèn)了具有實(shí)用化的可能性。采用有機(jī)合成閘片分別在輕軌電動(dòng)車組 (最高速度 120km／ h，制動(dòng)盤外經(jīng) 710咖 )和 ICE高速列車(外經(jīng) 640唧，寬 100m，最高速度 280km／ h)上進(jìn)行了試驗(yàn)，前者的摩擦系 數(shù)為 O． 3左右，后者為 O． 3～ 0． 35。由于鋁合金的 耐磨性不好，致使軸瓦消耗量和維修剮瓦的量很大，而且由于尚無對鋁合金和鋼背之間界面結(jié)合質(zhì)量的有效檢測方法，在生產(chǎn)出廠的軸瓦中，經(jīng)常出現(xiàn)脫層、開裂等質(zhì)量問題，因而目前已成為鐵路系統(tǒng)軸瓦生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵。當(dāng)液體金屬煉好之后，將 SiC金屬液混合液倒入電磁感應(yīng)爐進(jìn)行第二爐的熔煉， 熔煉好后 注入各個(gè)砂模之中，冷卻、定型之后，開模，將所得到的粗胚運(yùn)至修整車間進(jìn)行修整，如進(jìn)行車 、刨、磨等。 （ 1） SiC 顆粒與基體鋁合金之間的潤濕性問題 SiC 顆粒與基體鋁合金熔液之間的潤濕角大于 90176。 對顆粒進(jìn)行熱處理 , 以除去其表面
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