材料成形技術(shù)基礎(chǔ)非金屬材料-資料下載頁
2025-04-29 12:03本頁面
【正文】 置 2～ 4張含樹脂量較高的面層用浸膠材料。 熱固性復(fù)合材料成形 （ 2）離心澆注成形 利用筒狀模具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將短切纖維連同樹脂同時均勻噴灑到模具內(nèi)壁形成坯件；或先將短切纖維氈鋪在筒狀模具的內(nèi)壁上，再在模具快速旋轉(zhuǎn)的同時，向纖維層均勻噴灑樹脂液浸潤纖維形成坯件，坯件達所需厚度后通熱風固化。 特點：制件壁厚均勻，外表光潔的特點。 應(yīng)用：大直徑筒、管、罐類制件的成形。 熱固性復(fù)合材料成形 （ 3）拉擠成形 將浸漬過樹脂膠液的連續(xù)纖維束或帶，在牽引機構(gòu)拉力作用下，通過成形模定形，再進行固化，連續(xù)引拔出長度不受限制的復(fù)合材料管、棒、方形、工字形、槽形、以及非對稱形的異形截面等型材，如飛機和船舶的結(jié)構(gòu)件，礦井和地下工程構(gòu)件等。 拉擠工藝只限于生產(chǎn)型材，設(shè)備復(fù)雜。 熱固性復(fù)合材料成形 二、 金屬基復(fù)合材料成形 金屬基復(fù)合材料是以金屬為基體，以纖維、晶須、顆粒、薄片等為增強體的復(fù)合材料。 基體金屬多采用純金屬及合金，如鋁、銅、銀、鉛、鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金、鎳合金等。 增強材料采用陶瓷顆粒、碳纖維、石墨纖維、硼纖維、陶瓷纖維、陶瓷晶須、金屬纖維、金屬晶須、金屬薄片等。 金屬基復(fù)合材料成形 復(fù)合（成形）工藝以復(fù)合時金屬基體的物態(tài)不同可分為固相法和液相法。 特點： 由于金屬基復(fù)合材料的加工溫度高，工藝復(fù)雜，界面反應(yīng)控制困難，成本較高，故應(yīng)用的成熟程度遠不如樹脂基復(fù)合材料，應(yīng)用范圍較小。 目前，主要應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域。 金屬基復(fù)合材料成形 （一） 顆粒增強金屬基復(fù)合材料成形 對于以各種顆粒、晶須及短纖維增強的金屬基復(fù)合材料，其成形通常采用以下方法： （ 1）粉末冶金法 （ 2）鑄造法 一邊攪拌金屬或合金熔融體，一邊向熔融體逐步投入增強體，使其分散混合，形成均勻的液態(tài)金屬基復(fù)合材料， 然后采用壓力鑄造、離心鑄造和熔模精密鑄造等方法形成金屬基復(fù)合材料 金屬基復(fù)合材料成形 ? （ 3）加壓浸漬 將顆粒、短纖維或晶須增強體制成含一定體積分數(shù)的多孔預(yù)成形坯體，將預(yù)成形坯體置于金屬型腔的適當位置，澆注熔融金屬并加壓，使熔融金屬在壓力下浸透預(yù)成形坯體（充滿預(yù)成形坯體內(nèi)的微細間隙），冷卻凝固形成金屬基復(fù)合材料制品， 采用此法已成功制造了陶瓷晶須局部增強鋁活塞。 金屬基復(fù)合材料成形 （ 4）擠壓或壓延 將短纖維或晶須增強體與金屬粉末混合后進行熱擠或熱軋，獲得制品。 (二）纖維增強金屬基復(fù)合材料成形 （ 1）擴散結(jié)合法 該法是連續(xù)長纖維增強金屬基復(fù)合材料最具代表性的復(fù)合工藝。 按制件形狀及增強方向要求，將基體金屬箔或薄片、以及增強纖維裁剪后交替鋪疊，然后在低于基體金屬熔點的溫度下加熱加壓并保持一定時間，基體金屬產(chǎn)生蠕變和擴散，使纖維與基體間形成良好的界面結(jié)合，獲得制件。 金屬基復(fù)合材料成形 特點： 易于精確控制，制件質(zhì)量好。 但由于加壓的單向性，使該方法限于制作較為簡單的板材、某些型材及葉片等制件。 擴散結(jié)合法示意圖 a)金屬箔復(fù)合法 b)金屬無緯帶重疊法 c)表面鍍有金屬的纖維結(jié)合法 （ 2）熔融金屬滲透法 在真空或惰性氣體介質(zhì)中，使排列整齊的纖維束之間浸透熔融金屬，如圖５ 44所示。 金屬基復(fù)合材料成形 常用于連續(xù)制取圓棒、管子和其它截面形狀的型材，而且加工成本低。 熔融金屬滲透法示意圖 a)毛細管上升法 b)壓力滲透法 c)真空吸鑄法 （ 3）等離子噴涂法 在惰性氣體保護下，等離子弧向排列整齊的纖維噴射熔融金屬微粒子。 特點 : 是熔融金屬粒子與纖維結(jié)合緊密，纖維與基體材料的界面接觸較好； 微粒在離開噴嘴后是急速冷卻的，因此幾乎不與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又不損傷纖維。 在等離子噴涂的同時，可以將噴涂后的纖維隨即纏繞在芯模上成形。 噴涂后的纖維經(jīng)過集束層疊，再用熱壓法壓制成制品。 金屬基復(fù)合材料成形 (三） 層合金屬基復(fù)合材料的成形 層合金屬基復(fù)合材料是由兩層或多層不同金屬相互緊密結(jié)合組成的材料，可根據(jù)需要選擇不同的金屬層。其成形方法有軋合、雙金屬擠壓、爆炸焊合等。 （ 1）軋合 將不同的金屬層通過加熱、加壓軋合在一起，形成整體結(jié)合的層壓包覆板。包覆層金屬的厚度范圍一般是層壓板厚度的 ％～ 20％。 （２）雙金屬擠壓 將由基體金屬制成的金屬芯，置于由包覆用金屬制成的套管中，組裝成擠壓坯，在一定壓力、溫度條件下擠壓成帶無縫包覆層的線材、棒材、矩形和扁型材等。 （３）爆炸焊合 這是一種焊接方法，利用炸藥爆炸產(chǎn)生的爆炸力使金屬疊層間整體結(jié)合成一體。 金屬基復(fù)合材料成形 三、陶瓷基復(fù)合材料成形 陶瓷基復(fù)合材料的成形方法分為兩類， 一類是針對陶瓷短纖維、晶須、顆粒等增強體，復(fù)合材料的成形工藝與陶瓷基本相同，如料漿澆鑄法、熱壓燒結(jié)法等； 另一類是針對碳、石墨、陶瓷連續(xù)纖維增強體，復(fù)合材料的成形工藝常采用料漿浸滲法、料漿浸漬后熱壓燒結(jié)法和化學(xué)氣相滲透法。 （ 1）料漿浸滲法 將纖維增強體編織成所需形狀，用陶瓷漿料浸滲，干燥后進行燒結(jié)。 該法的優(yōu)點是不損傷增強體，工藝較簡單，無需模具。缺點是增強體在陶瓷基體中的分布不大均勻。 陶瓷基復(fù)合材料成形 （ 2）料漿浸漬熱壓成形法 將纖維或織物增強體置于制備好的陶瓷粉體漿料里浸漬，然后將含有漿料的纖維或織物增強體布成一定結(jié)構(gòu)的坯體，干燥后在高溫、高壓下熱壓燒結(jié)為制品。 與浸滲法相比，該方法所獲制品的密度與力學(xué)性能均有所提高。 （ 3）氣相滲透工藝 將增強纖維編織成所需形狀的預(yù)成形體，并置于一定溫度的反應(yīng)室內(nèi)，然后通入某種氣源，在預(yù)成形體孔穴的纖維表面上產(chǎn)生熱分解或化學(xué)反應(yīng)沉積出所需陶瓷基質(zhì)，直至預(yù)成形體中各孔穴被完全填滿，獲得高致密度、高強度、高韌度的制件。 陶瓷基復(fù)合材料成形
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