1复合材料加工工艺.ppt

挤出成型原理图 2 挤出成形 挤出成形也称为挤塑成形或吹塑成形，是热塑性塑料的重要生产方法之一，主要用于生产棒、管等型材和薄膜等，也是中空成形的主要制坯方法。 挤出成形一般由挤出机、挤出模具、牵引装置、冷却定型装置、切割或卷曲装置、控制系统组成。 金属基复合材料成形 金属基复合材料是以金属为基体，以纤维、晶须、颗粒、薄片等为增强体的复合材料。 一. 颗粒增强金属复合材料成形 1 粉末冶金法。将金属粉末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状的坯块，将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。 2 铸造法。 一边搅拌金属或合金熔融体，一边逐步投入增强体，使其分散混合，形成均匀的液态金属基复合材料，然后采用压力铸造、离心铸造和熔模精密铸造等方法形成金属基复合材料。 3 加压浸渍。 将颗粒、短纤维或晶须增强体制成含一定体积分数的多孔预成形坯体，将预成形坯体置于金属型腔的适当位置，浇注熔融金属并加压，使熔融金属在压力下浸透预成形坯体，冷却凝固形成金属基复合材料制品。 二. 纤维增强金属基复合材料成形 1 扩散结合法。 按制件形状及增强方向要求，将基体金属箔或薄片，以及增强纤维裁剪后交替铺叠，然后在低于基体金属熔点的温度下加热加压并保持一定时间，基体金属产生蠕变和扩散，使纤维与基体间形成良好的界面结合，获得制件。 a)金属箔复合法 b)金属无纬带重叠法 c)表面镀有金属的纤维结合法 2 熔融金属渗透法。在真空或惰性气体介质中，使排列整齐的纤维束之间浸透熔融金属。 a) 毛细管上升法 b) 压力渗透法 c) 真空吸铸法 3 层合金属基复合材料的成形 层合金属基复合材料是由两层或多层不同金属相互紧密结合组成的材料。其成形方法有轧合、双金属挤压、爆炸焊合等。 1）轧合。 将不同的金属层通过加热、加压轧合在一起，形成整体结合的层压包覆板。 2）双金属挤压。 将由基体金属制成的金属芯置于由包覆用金属制成的套管中，组装成挤压坯，在一定压力、温度条件下挤压成带无缝包覆层的线材、棒材、矩形和扁型材等。 3）爆炸焊合。这是一种焊接方法，利用炸药爆炸产生的爆炸力使金属叠层间整体结合成一体。 陶瓷基复合材料的成形 用陶瓷作基体，用纤维、晶须或颗粒作增强物所形成的复合材料称为陶瓷基复合材料。 1.粉末冶金法 将陶瓷粉末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状的坯块，将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。 2.料浆浸渗法 将纤维增强体编织成所需形状，用陶瓷浆料浸渗，干燥后进行烧结。 3.料浆浸渍热压烧结法 将纤维或织物增强体置于制备好的陶瓷粉体浆料里浸渍，然后将含有浆料的纤维或织物增强体制成一定结构的坯体，干燥后在高温、高压下热压烧结为制品。 4.气相渗透工艺 将增强纤维编织成所需形状的预成形体，并置于一定温度的反应室内，然后通入某种气源，在预成形体孔穴的纤维表面上产生热分解或化学反应，沉积出所需陶瓷基质，直至预成形体中各孔穴被完全填满，获得高致密度、高强度、高韧度的制件。 5.溶胶—凝胶法 用溶胶—凝胶法制备复合材料是将基体组元形成溶液或溶胶，然后加入增强材料组元(颗粒、晶须、纤维或品种)，经搅拌使其在液相中均匀分布，当基质组元凝胶后，这些增强材料组元则稳定在均匀分布的基质材料中，经干燥或一定温度的热处理，然后压制烧结即可形成复合材料。 树脂基复合材料成形 一. 热固性树脂基复合材料的成形 热固性树脂基复合材料以热固性树脂为基体，以无机物、有机物为增强材料。 1 手糊成形 该法以手工作业为主，其工艺流程如下： 树脂基体配制 增强材料裁剪 模具涂脱模剂干燥 手糊成形 脱模修整 固化 制品 手糊成形可用于制造船体、储罐、储槽、大口径管道、风机叶片、汽车壳体、机翼、火箭外壳等大中型制件。 手糊成型工艺及设备 面层 短切毯或粗纱布 表面毡 胶衣层 脱模剂 模具 手糊成型的主要特点 室温常压成型 制品尺寸、形状不受限制，适合生产尺寸大、批量小、形状复杂的产品 可以在产品的不同部位任意增补增强材料，易于满足产品的设计要求 工艺简便，但产品质量不易控制，质量稳定性差 制品的树脂含量较高，耐磨性能好，但产品的力学性能较低 原材料选择三原则 聚合物基体应满足下列要求： 能在室温下凝胶、固化，固化速度可以调节，并且固化中无低分子产生 满足手糊工艺的低黏度要求（0.2－0.5pa?s），并且容易调节树脂体系的黏度 浸渍性好，易排泡 原材料应满足产品设计的性能要求（材性选择） 原材料应满足手糊成型的