金属基复合材料的制造技术PPT.pptx

金属基复合材料的制造技术08九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月2024球磨工艺球磨工艺-球磨时间球磨工艺-球料比08九月202408九月202408九月2024脱脂在200℃到400℃之间升温和保温时间都很长，其目的就是使成形剂充分挥发。加热到800℃并短时保温的目的是提高压坯的强度。08九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月202408九月2024按流动特性和挤压力的变化规律，可将挤压过程分为：（1）填充挤压阶段A必要性
a操作要求；
b实心锭挤管，否则穿孔针弯曲导致管材偏心；
c制品要求横向性能，如航空用型材必须有一定的镦粗变形（25－30％）B应力分析C变形（应变）分析D坯料端面变形分析E填充阶段应注意的问题

a尽量减小变形量（锭坯与挤压筒的间隙），否则易造成：制品性能不均匀；棒材头大，即切头大；低塑性材料易出现表面裂纹。此阶段的变形量用填充挤压系数表征，定义填充挤压系数为：b锭坯的长度与直径比小于3－4，即L/D<3-4。否则变形不均出现鼓形，甚至失稳弯曲，导致封闭在模、筒交界处的空气压入表面微裂纹中，出模后若焊合则形成气泡，若未焊合则出现起皮缺陷。（2）基本挤压阶段
金属从模孔中流出到锭坯长度等于变形区高度的阶段。
A挤压比
挤压时的变形量常用挤压比表征，定义挤压比为：B应力分析预制件应有一定的抗压缩变形能力，防止浸渍时增强材料发生位移或弯曲，形成增强材料密集区和富金属基体区，使复合材料性能下降。
试验证明，适合于铝合金车轮挤压铸造的比压应在50～60MPa范围内选取。
例如在铝熔体中加入钙、镁、锂等元素可以明显降低熔体的表面张力，提高对陶瓷颗粒的润湿性，有利于陶瓷颗粒在熔体中的分散，提高其复合效率。
低塑性材料易出现表面裂纹。
在热等静压机中处理的钛合金铸件,用于消除在铸造过程中形成的内部微空和缺陷
常规SHS反应模式示意图
不同的金属基复合材料有各自的最佳工艺参数组合，必须十分严格地加以控制。
增强材料与基体浸润性差;
化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,简称(CVD))是近几十年来迅速发展起来的材料表面改性技术,它是利用气相之间的反应,在各种材料或制品表面沉积一层薄膜,赋予材料表面一些特殊的性能。
通过合理选择反应元素（或化合物)的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。
4基体金属的处理技术
四宽叶螺旋桨式搅拌器
作为化学气相沉积用的原材料应是在较低温度下容易挥发的物质，这种物质在一定温度下比较稳定，但能在较高温度下分解或被还原，作为涂层的分解或还原产物在作业温度下是不易挥发的固相物质。
粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。
挤压时，为便于将锭坯放入筒中，常使锭坯外径小于筒内径1－15mm，因此在挤压力的作用下，锭坯首先径向流动充满挤压筒，同时有少量金属流入模孔。在浇注温度低时，气体易于从合金熔液内部逸出，极少留在金属中，易于消除气孔。
本章将涉及不同金属基复合材料的制造方法、原理及特点等。
原位自生成法是指增强材料在复合材料制造过程中在基体中自己生成和生长的方法，增强材料以共晶的形式从基体中凝固析出，也可与加入的相应元素发生反应、或者合金熔体中的某种组分与加入的元素或化合物之间的反应生成。
④施加外场(磁场,超声场等)
①加入合金元素，优化基体组分，改善基体对增强材料的
（死区参与流动、温度低）
①粘接表面之间的最初接触，由于加热和加压使表面发生变
热压法和热等静压法亦称扩散粘接法，是加压焊接的一种，因此有时也称扩散焊接法。
可消除气孔，获得致密材料。
基本应力状态：为三向压应力，即轴向应力σL、径向应力σr、周向应力σθ。
熔体直接反应工艺有三个特点
基本应变状态：为一向延伸变形，二向压缩变形，即轴向延伸变形εL、径向压缩变形εr、周向压缩变形εθ。
浸润性，常用的合金元素有：钛、锆，铌、铈等；
终了挤压阶段：又称紊流挤压阶段，金属发生紊乱流动，即外层进入内层，挤压力上升。
通过磨球、粉末和球罐之间强烈的相互作用.
液态法是在基体金属处于熔融状态下，与增强材料混合组成新的复合材料的方法。变形规律总结：
径向上：外层大，中心小；
轴向上：后端大，前端小；
变形差异：由前向后逐渐增加；
流动速