2、鋁碳化硅材料成型的關(guān)鍵技術(shù):由于金屬所固有的物理和化學(xué)特性,其加工性能不如樹脂好,在制造鋁基碳化硅材料中還需解決一些關(guān)鍵技術(shù),其中主要表現(xiàn)于:加工溫度高,在高溫下易發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng);增強(qiáng)材料與基體浸潤性差;增強(qiáng)材料在基體中的分布。
(1)、高溫下的不利化學(xué)反應(yīng)問題:在加工過程中,為了確保基體的浸潤性和流動性,需要采用很高的加工溫度(往往接近或高于基體的熔點(diǎn))。在高溫下,基體與增強(qiáng)材料易發(fā)生界面反應(yīng),生成有害的反應(yīng)產(chǎn)物Al4C3,呈脆性,會成為鋁碳化硅材料整體破壞的裂紋源。因此控制復(fù)合材料的加工溫度是一項關(guān)鍵技術(shù)。該問題主要解決方法:①、盡量縮短高溫加工時間,使增強(qiáng)材料與基體界面反應(yīng)時間降低至比較低程度;②、通過提高工作壓力使增強(qiáng)材料與基體浸潤速度加快;③、采用擴(kuò)散粘接法可有效地控制溫度并縮短時間。 鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于豐田發(fā)動機(jī)缸體。天津鋁碳化硅原料
超聲加工的主要特點(diǎn)是:
不受鋁碳化硅材料是否導(dǎo)電的限制;工具對鋁碳化硅工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件;被加工材料的脆性越大越容易加工,材料越硬或強(qiáng)度、韌性越大則越難加工;由于鋁碳化硅工件材料的碎除主要靠磨料的作用,磨料的硬度應(yīng)比被加工材料的硬度高,而超聲波加工過程中使用的工具的硬度可以低于工件材料;可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用,如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工。 湖南通用鋁碳化硅發(fā)展現(xiàn)狀鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)床-主軸、導(dǎo)軌。
除用作慣性器件外,光學(xué)/儀表級鋁基碳化硅還可替代鈹材、微晶玻璃、石英玻璃等用作反射鏡鏡坯。例如,美國已采用碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制成了超輕空間望遠(yuǎn)鏡的主反射鏡和次反射鏡,主鏡直徑為0.3m。反射鏡面帶有拋光的化學(xué)鍍鎳層,鎳反射層與鋁基復(fù)合材料基材結(jié)合良好、膨脹也十分匹配。在(230-340)K之間進(jìn)行320次循環(huán)后,鎳反射層仍能保持1/10可見光波長的平面度。由于結(jié)構(gòu)的改進(jìn),鋁碳化硅反射鏡比傳統(tǒng)玻璃反射鏡輕50%以上。由于多處采用了新材料。使得整個空間望遠(yuǎn)鏡重量*為4.54kg。
5、鋁碳化硅材料制機(jī)械加工技術(shù)介紹:
鋁碳化硅材料,尤其是高體分鋁碳化硅機(jī)械加工是產(chǎn)品制造中的難點(diǎn)環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)在鋁碳化硅的高耐磨,以及加工周期長等方面。
(1)、傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù):SiC增強(qiáng)體顆粒比常用的刀具(如高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具)的硬度高的多,在機(jī)械加工的過程中會引起劇烈的刀具磨損。PCD金剛石刀具雖然比增強(qiáng)體顆粒的硬度高,但硬度值相差不大,在切削加工高體分的顆粒增強(qiáng)AlSiC復(fù)合材料時仍然會快速磨損,且PCD金剛石刀具成本更高。眾多研究表明,隨著SiC含量的增大(13%~70%),可切削性越來越差,加工效率隨之降低,生產(chǎn)成本快速增加。若以45#鋼的切削性能為1計量,此種材料的切削性能*為0.05~0.3。因此,復(fù)合材料的難加工性和昂貴的加工成本限制了AlSiC復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。 鋁碳化硅可替代鋁合金、不銹鋼、鈦合金等用于高精度精密結(jié)構(gòu)件中。
3)、增強(qiáng)體SiC在基體中均勻分布的問題:按結(jié)構(gòu)設(shè)計需求,使增強(qiáng)材料SiC均勻地分布于基體中也是鋁碳化硅材料制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其是在低體份鋁碳化硅攪拌法、真空壓力浸滲法、粉末冶金法中,SiC顆粒的團(tuán)聚,以及不同尺寸SiC顆粒均勻分布為一項難點(diǎn)。該問題主要解決方法:①、對增強(qiáng)體SiC進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚蛊浣n基體速度加快;②、加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪馗纳苹w的分散性;③、施加適當(dāng)?shù)膲毫Γ蛊浞稚⑿栽龃螅虎堋⑹┘油鈭?磁場,超聲場等)。鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于PW4000發(fā)動機(jī)風(fēng)扇出口導(dǎo)葉。河北有什么鋁碳化硅常見問題
高體分鋁碳化硅真空壓力浸滲工藝流程包括:陶瓷多孔預(yù)制件制備、真空壓力浸滲、成型件繼續(xù)加工。天津鋁碳化硅原料
鋁碳化硅制備技術(shù)介紹:
1、鋁碳化硅材料成型技術(shù)應(yīng)具備的條件:
鋁碳化硅制備工藝種類較多,包含粉末冶金法、攪拌鑄造法、真空壓力浸滲法、原位生成法、無壓浸滲法等等,使增強(qiáng)材料SiC均勻地分布金屬基體中,滿足復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求;能使復(fù)合材料界面效應(yīng)、混雜效應(yīng)或復(fù)合效應(yīng)充分發(fā)揮;能夠充分發(fā)揮增強(qiáng)材料對基休金屬的增強(qiáng)、增韌效果;設(shè)備投資少,工藝簡單易行,可操作性強(qiáng);便于實(shí)現(xiàn)批量或規(guī)模生產(chǎn);能制造出接近**終產(chǎn)品的形狀,尺寸和結(jié)構(gòu),減少或避免后加工工序。 天津鋁碳化硅原料
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