第八章复合材料的成型加工技术.ppt

（2）特点 利用粗纱代玻璃布，降低了材料费用 生产效率比手糊法高2~4倍 无搭缝，制品整体性好 减少了飞边、裁屑和胶液剩余损耗 树脂含量高、制品强度低、现场粉尘大 5.连续缠绕成型工艺 连续纤维或带经过树脂浸胶后，按一定规律缠绕到芯模上，然后在加热或常温下固化，制成一定形状制品 （1）工艺过程 （2）特点及应用 纤维能保持连续完整,按预定要求排列的规整度和精度高; 可实现等强度设计; 比强度、比模量高; 质量较稳定，生产效率较高； 设备投资大； 适于制作承受一定内压的中空型容器，如固体火箭发动机壳体、压力容器、大型贮罐、管道等，还可制造异型截面型材和变截面型材。 6.拉挤成型工艺 （1）工艺过程 树脂要求粘度低，适用期长，以热固性树脂为主 过程：纤维输送、纤维浸渍、成型与固化、夹持与拉拔、切割 （2）特点及应用 生产效率高，便于实现自动化； 制品中增强材料的含量一般为40％～80％，能充分发挥增强材料作用，产品质量稳定； 不需要或仅需要进行少量加工； 制品的纵向和横向强度可任意调节； 树脂损耗少； 强度可根据需要切割。 应用广 栏杆、格栅、各种型材、钓鱼杆、帐篷杆等 7.挤出成型 （1）工艺过程 热塑性树脂 粒状增强材料 过程： 加料、塑化、 成型、定型 （2）特点及应用 8.注射成型工艺 （1）工艺过程 粒状热塑性树脂（广）、热固性树脂 短纤维 步骤：加料、熔化、混合、注射、冷却硬化、脱模 （2）特点及应用 9.层压成型工艺 （1）原材料 基体：热固性树脂、有机硅树脂 增强材料：玻璃布、纸、棉布 （2）工艺过程 连续片状增强材料（表面处理或干燥） 、树脂?浸渍?烘干?剪裁? 叠块?层压 ?脱模 ?修整 （3）特点及应用 三、金属基复合材料的成型加工 1.对制造技术的要求 （1）使增强材料以设计的体积分数和排列均匀地分布于基体中； （2）不得使增强材料和金属基体原有性能下降； （3）尽量避免增强材料和金属基体之间各种不利化学反应的发生，得到合适的界面结构和性能； （4）简单易行，适于批量生产。 2.制造上的难点及解决途径 （1）难点 制造温度高，界面反应控制困难 金属基体与增强材料间的浸润性差 将增强材料按设计要求的含量、方向均布于基体中困难 （2）解决途径 增强材料表面处理 增强材料表面涂覆，以形成阻挡层或牺牲层，降低界面反应，提高浸润性 加入合金元素 表面活性物质，富集于界面，提高浸润性，形成扩散阻挡层 或优先与增强材料发生化学反应，提高浸润性，形成扩散阻挡层 优化工艺参数和工艺方法 3.制造方法分类 （1）固态法 （2）液态法 （3）其他制造法 （一）固态法 1.粉末冶金法 （1）工艺过程 (2)特点及应用 金属基体必须制成金属粉末 制备非连续增强体金属基复合材料 增强体含量不受限制 2.热压法(热压扩散结合法) (1)工艺过程 按制件形状、纤维体积密度及增强方向要求,将金属基复合材料预制条带及基体金属箔或粉末布,经裁剪、铺设、组装，在低于复合材料基体金属熔点的温度下加压并保持一定时间，通过扩散形成良好界面结合 扩散粘结过程可分为三个阶段： （1）粘结表面之间的最初接触，由于加热和加压使表面发生变形、移动、表面膜(通常是氧化膜)破坏； （2）随着时间的延长发生界面扩散和体扩散，使接触面紧密粘结； （3）由于热扩散结合界面最终消失，粘结过程完成。 影响扩散粘结过程的主要参数: 温度、压力和一定温度及压力下维持的时间，其中温度最为重要，气氛对产品质量也有影响。 （2）特点及应用 质量好 连续纤维增强金属基复合材料最具代表性的一种常用的固相复合工艺 3.热等静压法 热压一种，惰性气体加压 （1）工艺过程 (2)特点及应用 产品组织均匀致密，无缩孔、气孔，形状、尺寸精确 适宜多种复合材料管、筒、柱及形状复杂零件的制造，特别适宜Ti、金属间化合物、超合金基复合材料 4.热轧法、热挤压法、热拉法 （1）热轧法 颗粒、晶须、短纤维增强复合材料：粉末冶金或热压成坯，再热轧成形 连续纤维增强金属基复合材料：预制片热轧成板 (2) 热挤压 和热拉 主要用于颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料坯料的进一步加工，制成各种形状的管材、型材、棒材等 5. 爆炸焊接法 （二）液态法 1.压铸、离心铸造、熔模铸造 （1）压铸 高压下将液态金属基复合材料注射入铸型凝固后成型 可制造表面质量高、尺寸精度高的复合材料铸件 适于大批量生产。主要用于汽车、摩托车等零件 （2）离心铸造 利用铸型旋转产生的离心力使溶液中密度不同的增强体和基体合金分离至内层或外层形成复合铸件的工艺方法 适于管状、环状零件 （3）熔模铸造 2.真空压力浸渍法