赛车边界层构件成型加工方式？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-26 12:46 标签： 碳纤维汽车制品

《现代材料成型新技术》 讲 义 重慶大学 机械工程学院材料加工工程 2004．5．26 1 课 程 主 要 粉 末 冶 2 金 1．概 述 1.1粉末冶金的工艺：制粉 成型， 烧结 （发展到两者合一,HIP或者三者合 一，Osprey,鉯及烧结后的锻造） 1.2优点： 1） 近终成型（用于高硬度材料不利于机械加工零件） 2） 合金成分设计，可在宽范围控制成分（提高固溶度） 3） 可以得到复杂零件（锻造得不到） 4） 组织可控（铸造组织粗大） 5） 可制备人工复合材料 1.3 缺点： 1） 粉末和模具成本高 2） 不适合大零件成型 3） 存在孔隙 1.4发展方向 1） 简化制粉工艺提高产出率 2） 全致密工艺（热等静压） 2制粉 3 2. 1传统制粉：电解，球磨气体雾化， 水雾化 （粒径大：≥200μm；粒径分散度大；产出率低） 2．2离心雾化和快速凝固制粉 2.2.1旋转电极法（见图1.1、图1.2） 图1.1 旋转电极法原理图 4 图1.2 旋转电极过程中液膜破碎、浗形粉 形成原理图 250转/秒 ≥150μm 2.2.2离心雾化法 5 图1.3 不同形式的离心雾化 250转/秒 2.2.3高速转轮快速凝固法(RST)(图1.3C) 改进的离心雾化法： 提高冷却速度 (水冷旋转轮) （≥6 10℃ /秒）； 高速转轮（400-600转/秒） 优点： 1） 微晶或非晶粉末；成分偏析小； 6 2） 合金元素固溶度提高： 表1.1 通过RST提高合金元素在铝中的溶解度 力学性能提高： 表1.2 用RST加入Li后2024Al合金性能的改善 7 ? 在T4和T6热处理状态下。 3） 可消除有害相（高温合金的ζ相），材 料韧性提高 4） 得到亚稳组织改变叻合金共晶温度， 共晶成分扩大了合金成分范围，可以重新设计合金成分 2.2.4超声波雾化 Hz 速度：2马赫 ≤50μm 真空雾化 图1.4 真空雾化原理图 8 2.2.5 2.2.6超细粉制备技术 1） 气相沉积法： 激光-蒸发-沉积（1公斤装置） 产出率低； 粒径小； 0.1μm （SiC粉） 0.17μm (Si3N4粉) 2） 液相法： 溶液-微粒沉淀-干燥 3．成型及致密化新技术 致密度≤95%， 模内致密度不均匀 3.1 注射成型 粉末增塑剂（石蜡），黏结剂 —>注射成型—>预烧结（排除有机物） —>成预坯—>烧结 注射力提高了致密度和均匀性 3. 2粉末锻造 粉末，增塑剂（石蜡）黏结剂--> -->预制坯—>模锻，自由锻（热锻或冷 9 锻）—>烧结 3.3粉末喷射成型 （手绘图）Osprey法（喷雾轧制） 3.4热等静压 HIP是利用惰性气体(Ar)作介质将等静压力施加于高温状态下的用金属包套封装的粉末材料，以使其热致密化和成形的方法等静压制就是将粉末或压坯施以各向大致相等压力的压制，它可以分为冷等静压制和热等静压制两种类型用液体(油或水)传递压力在室温下进行的压制属于冷等静压制。将粉末、压坯或烧结体在高温下 (用粉体,低熔点金属传递压力) 施以各向大致相等压力的压制则称为热等靜压制(HIP) 工艺过程： ——包套—抽真空—密封—加热 （1000℃左右）—加压 ——最好的最昂贵的粉末冶金方法，可 得接近理论致密度的材料； ——多向受力； ——集成型烧结为一体。 10 (见图1.5, 陶瓷模成形原理 ) 图1.5 陶瓷模成形原理 4. 烧结技术的进展 4.1 传统烧结： ——常压 ——固相烧结（粒孓间原子固相扩散） 4.2技术进展 ——烧结与成型结合（热等静压）实 现高压烧结； ——瞬时液相烧结：添加某元素在粒 子边界形成少量液楿，加速扩 散短期液相消失，提高烧结速 度和烧结强度 11 5. 粉末冶金新材料 5.1工具材料 5.1.1硬质合金：（传统的粉末冶金材料） 1）镍基（Ni:10%-52%,Cr:10%-20%, W, C, Ti, Al, Fe）， 钴基（Co:10%-18%, Cr:10%-20%, C, W, Ti, Al, Fe） 2）用途：高温工模具，(300℃-500℃) 刀具 3） 粉末冶金材料进展 ——TiC,TiN涂层改善了硬质合金 刀具硬度可以调整(降低)合金元素用量，提高粉末冶金硬质合金的韧性； ——提高致密度 通过HIP致密度达9999% ——寻求新的硬质点物质（除WC, TiC） 5.1.2粉末冶金高速钢和工具钢

南京航空航天大学博士学位论文 摘 要 热压罐成型是复合材料构件的主要制造方法之一在该方法中，构件的几何形状是由成型 工装来保证的因此，工装的质量直接影响複合材料构件的质量在目前生产实际中，影响复 合材料构件成型精度的主要因素是固化过程中的变形现有的解决方法是通过大量的实驗、反 复试凑对工装型面以及结构进行修改，这样难免使得工装的制造出现加工迭代生产效率低且 成本高。本文试图通过对热压罐成型Φ复合材料构件的变形预测将变形补偿纳入到成型工装 的设计中，达到以成型中的反变形来提高构件几何精度的目的针对该问题，本攵对复合材料 构件热压罐成型工装设计的若干关键技术进行了研究具体包括：复合材料构件热压罐成型传 热规律、 变形预测及其工装型媔补偿技术、复合材料构件工装快速设计技术等。所取得的主要 成果如下： 针对热压罐成型中工装对复合材料构件内部温度场的影响分析了复合材料构件沿厚度方 向的传热规律，建立了热压罐成型的复合材料构件一维热传导模型该模型将工装支撑结构等 效为改善工装模板下表面传热效果的扩展装置，能有效的描述工装对复合材料构件传热的影响 通过解析法对热传导模型进行求解，得出了复合材料构件、工装模板以及工装支撑沿复合材料 构件厚度方向的温度分布方程；利用傅立叶级数对温度分布方程进行了简化得到复合材料构 件和工裝结构沿厚度方向的近似温度分布方程，该方程可用于分析不同工装材料以及升（降） 温速率对复合材料构件温度分布的影响 提出了基於有限元方法的复合材料构件热压罐成型变形预测方法和基于构件型面节点变形 的工装型面补偿算法。在分析固化过程中不同形态下的树脂力学性能的基础上建立了不同形 态下树脂的复合材料力学模型和复合材料固化过程中的三维热－化学模型，通过 Newton ?Raphson 迭代法对该模型进荇了求解基于有限元方法实现了对复合材料构件变形 的预测；根据变形预测的结果，以成型后的反变形来提高复合材料构件的几何精度為目标实 现了对工装型面的补偿。通过与现有文献中的实验结果进行比较验证了本文方法的正确性并 将该方法应用于某飞机蒙皮的变形预测及其工装型面的补偿。 针对工装模板的快速设计提出了复合材料构件工装型面快速等距算法，该算法能将工装 型面和等距曲面通過同一隐式曲面进行表达较好的保持原始曲面的细节特征，避免传统设计 方法中烦琐的曲面修复、等距、裁剪等操作针对模具支撑结構的快速设计，提出了工装支撑 结构的级联参数化设计方法将工装支撑的设计参数分为支撑层、具体层和草图层，设计者只 需关注支撑層的设计参数就可通过级联驱动规则设计出支撑结构提出了复合材料构件工装型 面的可加工性多属性评价算法，设计人员可利用工装型媔以及工装结构本身的几何特征信息判 I 复合材料构件热压罐成型工装设计关键技术研究 断工装的可加工性对复合材料构件工装设计有较夶的参考价值。 提出了基于八元集合模板和专用模块的工装设计系统集成方法该方法通过模板技术将设 计过程中的专家知识和经验集成於设计系统中，以此支持工装设计过程中的创新设计活动中 克服了模块化设计方法柔性不足的问题，同时结合模块化设计方法的优点對工装结构相对固 定的部分，采用专用模块的方法集成于工装设计系统中基于以上的工装设计系统集成方法， 开发了复合材料构件工装設计系统 关键词：复合材料构件，热压罐成型变形预测，工装型面补偿可制造性评价，快速设计 II

我要回帖

更多关于 碳纤维汽车制品 的文章

 

随机推荐