Technologia otrzymywania kompozytu z osnową metalową zbrojoną cząstkami metodą odlewania

Kompozyty z osnową metaliczną to materiały wielofazowe ze specjalną drugą fazą rozproszoną w osnowie metalowej lub stopowej. Druga faza o specjalnych właściwościach fizycznych i mechanicznych znacznie zwiększa wytrzymałość, twardość, odporność na zużycie, odporność na ciepło i inne właściwości materiału. Dlatego ta druga faza nazywana jest również fazą wzmacniania. Faza wzmocnienia jest zwykle podzielona na fazę wzmocnienia cząstek i fazę wzmocnienia włókien (wąsów). Ze względu na cenę zbrojenia oraz technologię kompozytową większość materiałów kompozytowych wytwarzanych metodą odlewania jest wzmocniona cząsteczkami.

W ostatnich latach stale doskonalono sposób wytwarzania materiałów kompozytowych wzmocnionych cząstkami w fizycznej metodzie dodawania zbrojenia oraz opracowano syntezę reakcji in situ metody zbrojenia.

Bez względu na rodzaj stosowanej metody kompozytu odlewniczego, aby z powodzeniem przygotować produkty kompozytowe o doskonałych parametrach i stabilnej jakości, należy technicznie rozwiązać następujące problemy:

• ①Wybierz odpowiednią matrycę i zbrojenie w oparciu o różne wymagania materiału,
• ②Poprawa zwilżalności stopionej matrycy do zbrojenia,
• kontrolować rozsądny rozkład zbrojenia w osnowie,
• rozwiązać problem procesu formowania odlewu spowodowany wpływem cząstek zbrojenia na lepkość stopionej osnowy.

W niniejszym artykule podsumowano wyżej wymienione problemy dotyczące technologii wytwarzania odlewania materiału kompozytowego z osnową metaliczną wzmocnioną cząstkami, w celu promowania produkcji materiału kompozytowego wzmocnionego cząstkami.

• Wybór zbrojenia: wydajność matrycy, zbrojenie i dobre połączenie zbrojenia i matrycy determinują wydajność materiału kompozytowego, dlatego zbrojenie należy dobierać rozsądnie w zależności od rodzaju podłoża i wymagań wydajnościowych materiału kompozytowego . Przy doborze zbrojenia należy wziąć pod uwagę moduł sprężystości, wytrzymałość na rozciąganie, twardość, stabilność termiczną, gęstość, temperaturę topnienia, cenę i inne czynniki zbrojenia. Jednocześnie należy dopasować współczynnik rozszerzalności liniowej i reaktywność chemiczną między zbrojeniem a osnową. Prawo. Osnowa z aluminium jako głównym składnikiem, powszechnie stosowane wzmocnienia to grafit, Al2O3, SiC, TiC, Al3Ti, TiB, Al3Zr itp. Badania nad materiałami kompozytowymi ze stalą jako osnową nie są tak dojrzałe jak aluminium kompozyty matrycowe, a powszechnie stosowane wzmocnienia są bardziej dojrzałe. Mniej, głównie WC, VC, TiC, TiN, Al2O3, SiC itp. Po wybraniu typu zbrojenia należy również wyznaczyć doświadczalnie wielkość zbrojenia i jego udział objętościowy w osnowie.
• Metody poprawy zwilżalności zbrojenia/matrycy: poprawiają zwilżalność zbrojenia przez stopioną osnowę, pomagają zmniejszyć aglomerację zbrojenia, pomagają poprawić siłę wiązania między osnową/wzmocnieniem i poprawić ogólny materiał kompozytowy W innych słowami, przyczynia się również do równomiernego rozmieszczenia zbrojenia w osnowie. Następujące środki są zwykle stosowane w celu poprawy zwilżalności stopionej osnowy do zbrojenia.
• Obróbka powlekania powierzchni zbrojenia: Powlekanie określonego metalu lub związku na powierzchni zbrojenia metodami takimi jak powlekanie bezprądowe lub osadzanie z fazy gazowej może skutecznie poprawić zwilżalność stopionej matrycy do korpusu zbrojenia. Badania wykazały, że powłoka miedzi na powierzchni grafitu oraz osadzanie z fazy gazowej TiN na powierzchni cząstek Al2O3 skutecznie poprawiły zwilżalność osnowy na cząstki zbrojenia.
• Dodatkowe środki powierzchniowo czynne: Według doniesień dodanie bloków magnezowych podczas dodawania grafitu lub proszku krzemionkowego do stopionego aluminium może poprawić zwilżalność ciekłego aluminium do zbrojenia. Badania z ostatnich lat wykazały również, że oprócz Mg, Ca, RE, pierwiastki metali alkalicznych oraz pierwiastki z grupy VI i grupy VIa wpływają na poprawę zwilżalności roztopionego aluminium na wzmocnienia takie jak Al2O3 i SiC.
• Obróbka cieplna zbrojenia: Obróbka cieplna w celu usunięcia oleju i wody z powierzchni cząstek zbrojenia może zwiększyć energię powierzchniową zbrojenia i zwiększyć zwilżalność stopu do zbrojenia. Ktoś przygotował materiały kompozytowe grafitowo-aluminiowe przy użyciu poddanego obróbce cieplnej proszku grafitowego bez powłoki miedzianej. Metoda obróbki cieplnej polega na podgrzaniu proszku grafitowego do około 600°C przez 8 godzin w celu aktywacji powierzchni, a następnie schłodzeniu i ponownym podgrzaniu do 200°C przed dodaniem płynu aluminiowego w celu usunięcia wilgoci. Niektórzy stosowali również metodę nagrzewania zbrojenia w celu poprawy zwilżalności zbrojenia oraz osnowy do produkcji materiałów kompozytowych.
• Wysokoenergetyczna obróbka ultradźwiękowa stopu: ktoś przygotował materiał kompozytowy SiC/ZA27 z wysokoenergetyczną obróbką ultradźwiękową stopu. W badaniu uważa się, że efekt kawitacji wytwarzany przez ultradźwięki o wysokiej energii podczas propagacji w stopie czyści powierzchnię wzmocnionych cząstek, zwiększa napięcie powierzchniowe cząstek, a jednocześnie zmniejsza napięcie powierzchniowe stopu i znacznie poprawia związek między cząstkami SiC a stopem ZA27. Zwilżalność.
• Reakcja syntezy zbrojenia in-situ: zastosowanie technologii syntezy reakcji in-situ w celu przygotowania zaprawy zawierającej cząstki wzmacniające, a następnie dodanie tej zaprawy do stopionej osnowy w celu przygotowania technologii materiałów kompozytowych stało się gorącym punktem w badaniach materiałów kompozytowych w ostatnich latach. Metoda syntezy reakcyjnej in situ zazwyczaj dodaje do zaprawy kilka czystych metali, stopów, związków lub soli, a wzmocnienie uzyskuje się poprzez reakcje chemiczne między dodatkami lub między dodatkami a składnikami zaprawy. Ponieważ zbrojenie jest generowane przez reakcję in-situ, powierzchnia jest czysta i wolna od zanieczyszczeń, a stabilność termiczna jest dobra, co dobrze rozwiązuje problem zwilżalności zbrojenia przez stopioną osnowę, a zbrojenie i osnowa są bardzo mocno połączone z lepszym efektem wzmocnienia. Niektórzy naukowcy zmieszali proszki Al, Ti i C w określonej proporcji, a następnie sprasowali je na małe kawałki. Małe kawałki spiekano próżniowo w wysokotemperaturowym piecu dyfuzyjnym w celu uzyskania zaprawy TiC/Al, a z zaprawy wytworzono kompozyt TiC/2618. materiał. Inni z powodzeniem przygotowali również materiały kompozytowe o równomiernym rozmieszczeniu wzmocnionych cząstek i doskonałych właściwościach poprzez syntezę reakcji in situ.
• Technologia kontroli rozmieszczenia zbrojenia: Kontrola rozmieszczenia zbrojenia w osnowie i danie pełnej zabawy w efektywne wzmocnienie osnowy jest podstawową gwarancją przygotowania produktów kompozytowych spełniających określone wymagania eksploatacyjne.
• Metoda kontroli nierównomiernego rozmieszczenia wzmocnień: W przypadku materiałów odpornych na zużycie/zmniejszających zużycie, powierzchnia robocza musi mieć wysoką odporność na zużycie, podczas gdy pozostałe części mają lepsze wszechstronne właściwości mechaniczne, aby zapewnić, że powierzchnia robocza jest skutecznie wspierany.

Dlatego takie produkty, które wymagają miejscowego wzmocnienia, wymagają rozmieszczenia wzmocnienia w pewnym zakresie w pobliżu powierzchni roboczej produktu. Istnieje kilka powszechnie stosowanych metod:

• Metoda wstępnego zbrojenia: Metoda wstępnego zbrojenia jest jedną z głównych metod przygotowania materiałów kompozytowych wzmacnianych powierzchniowo metodą addytywną. Jest to zastosowanie technologii modyfikacji powierzchni metodą odlewania-infiltracji w przygotowaniu materiałów kompozytowych. Głównie nadaje się do przygotowania odpornych na zużycie produktów kompozytowych. Specyficzna metoda polega na tym, że zbrojenie w postaci bloku farby lub pasty należy wstępnie nałożyć na część, w której produkt ma zostać wzmocniony, a następnie wlać je do płynnego stopu matrycy. Ciekły stop osnowy wnika w szczelinę korpusu zbrojenia pod wpływem efektu kapilarnego syfonu i ciśnienia ciekłego stopu, i krzepnie. Następnie powstaje produkt kompozytowy o wzmocnionej powierzchni, w którym korpus zbrojenia i osnowa są ściśle połączone. Naukowcy przeprowadzili dogłębne badania nad tą technologią i uważają, że kluczem do technologii kompozytów o wstępnie wzmocnionej powierzchni są: ① odpowiednia wielkość cząstek zbrojenia i dobra zwilżalność zbrojenia przez stopioną osnowę; ② wybór i powlekanie spoiwa, przygotowanie pasty i proces szczotkowania, ③ kontrola temperatury nalewania i proces nalewania; predefiniowana metoda zbrojenia charakteryzuje się prostym procesem, niskim kosztem i doskonałym efektem. Jest to technologia kompozytów powierzchniowych, która jest obecnie z powodzeniem stosowana i ma bardzo szerokie perspektywy aplikacyjne.
• Metoda kontroli odśrodkowej: W oparciu o różnicę ciężaru właściwego zbrojenia i stopionej osnowy, metoda wykonywania zbrojenia w rozkładzie segregacji gradientowej wzdłuż kierunku promieniowego za pomocą siły odśrodkowej nazywana jest metodą kontroli odśrodkowej. Ważny kierunek rozwoju gradientowych materiałów kompozytowych. Ktoś zastosował metodę kontroli odśrodkowej do przygotowania grafitowo-aluminiowego materiału kompozytowego z gradientowym rozkładem grafitu. Naukowcy odlewani odśrodkowo ze stopu Al-Fe uzyskali samogenerującą się gradientową rurę odlewaną z kompozytu, w której pierwotna faza Fe jest rozprowadzona wzdłuż gradientu promieniowego. Materiał kompozytowy gradientowy z samogenerującego się gradientowego stopu Al-Fe powlekany piaskiem wykazał: ①Wraz ze wzrostem liczby wzmocnień gradient rozkładu wzmocnień w kierunku promieniowym stopniowo się zmniejsza, a zakres rozkładu w kierunku promieniowym stopniowo się rozszerza ; W zakresie 0～2000r/min wraz ze wzrostem prędkości obrotowej gradient rozkładu zbrojenia w kierunku promieniowym stopniowo wzrasta, natomiast zakres rozkładu w kierunku promieniowym stopniowo maleje.
• Metoda sterowania mieszaniem elektromagnetycznym: Naukowcy zastosowali silne mieszanie elektromagnetyczne AC do stopionego stopu (Mg2Si)20Al80 podczas procesu krzepnięcia, aby przygotować gradientowy materiał kompozytowy wzbogacony w Mg2Si na zewnętrznej powierzchni. Według analizy, podczas mieszania elektromagnetycznego, stopiony metal zostanie poddany działaniu siły elektromagnetycznej skierowanej do osi w zmiennym polu magnetycznym. Ze względu na niską przewodność zbrojenia (powstający Mg2Si) siła elektromagnetyczna skierowana na oś w zasadzie nie ma na nie wpływu, natomiast siła elektromagnetyczna wywierana na stopiony materiał jest stosunkowo duża, co powoduje powstanie niezrównoważonego pola sił wokół zbrojenia oraz zbrojenie jest poddawane działaniu siły ściskającej wywieranej przez stopiony metal od środka wału na zewnątrz w kierunku promieniowym, dzięki czemu uzyskuje się gradientowy materiał kompozytowy o wzbogaconej i wzmocnionej powierzchni zewnętrznej. W badaniu wskazano, że im większe napięcie trójfazowego prądu przemiennego przyłożonego przez mieszadło elektromagnetyczne, tym większa siła ścinająca między fazą ciecz/ciało stałe a roztopionym materiałem i tym łatwiej jest wypchnąć pierwotne cząstki Mg2Si do zewnętrznej powierzchni próbki i warstwy segregacyjnej Grubsza.
• Metoda kontroli równomiernego rozkładu zbrojenia: Dla całego wzmocnionego materiału kompozytowego bardzo ważne jest równomierne rozłożenie zbrojenia w osnowie. Wzmocnienie mieszania stopu jest podstawowym środkiem do osiągnięcia celu, jakim jest homogenizacja zbrojenia. Oto kilka skutecznych metod mieszania:
• Mieszanie mechaniczne: Mieszanie mechaniczne jest najbardziej tradycyjną metodą mieszania stopionego materiału. Ze względu na ograniczenia materiałowe łopatek mieszadła istnieje kilka przykładów mechanicznej metody mieszania stosowanej w stopach stali. Zwróć uwagę na mechaniczne mieszanie stopu: ① Rozsądnie wybierz materiał i formę łopatki mieszadła: łopatka mieszadła styka się bezpośrednio z stopem, co może łatwo spowodować zanieczyszczenie stopu. W przypadku stopów nieżelaznych należy stosować ostrza z metali nieżelaznych lub ostrza stalowe należy pokryć zewnętrzną powłoką (np. warstwą białej gliny). Kierunek obrotu łopaty należy wybrać zgodnie z gęstością cząstek zbrojenia. ②Dobre mieszanie: Głębokość zanurzenia łopatek mieszadła powinna być odpowiednio kontrolowana, aby wytworzyć stabilny wir. Potrząsanie prętem mieszającym lub niewłaściwe łopatki mieszadła zwiększą prawdopodobieństwo odbicia zbrojenia przez stopiony materiał, pogarszając w ten sposób rozkład zbrojenia w osnowie. ③Czas mieszania: Po dodaniu wzmocnienia czas mieszania powinien być jak najdłuższy, a czas oczekiwania na nalewanie po wymieszaniu powinien być jak najkrótszy. Istnieje patent USA na „urządzenie do mieszania cząstek stałych z cieczą”, który stwierdza, że ​​materiał kompozytowy wytwarzany przez to urządzenie „pokonuje typowe wady materiałów kompozytowych wzmocnionych cząstkami i ma krótki czas mieszania, wysoką wydajność i niska cena."
• Mieszanie gazowe: Mieszanie stopu z dużą ilością gazu generowanego przez zewnętrzny przepływ gazu lub reakcję stopu może również osiągnąć cel równomiernego rozprowadzenia zbrojenia w stopie. Naukowcy wykorzystali dużą ilość gazu wytworzonego w reakcji in situ do mieszania wytopu i przygotowali kompozyty Al3Zr(p).Al2O3(p)/A356 oraz (TiB2+TiAl3)/AlSi6Cu4 z równomiernie rozłożonymi wzmocnieniami.
• Wysokoenergetyczna obróbka ultradźwiękowa: naukowcy dodają cząstki SiC do powierzchni stopionego stopu ZA27 w temperaturze 600 ° C i traktują stop za pomocą ultradźwięków o wysokiej energii przez 60-90 s, aby uzyskać zawiesinę cząstek stopu i ogólny rozkład cząstek (jak -cast) jest uzyskiwany. Jednolity materiał kompozytowy SiCp/ZA27. W badaniu uważa się, że tłumienie ultradźwięków o skończonej amplitudzie w stopie powoduje pewien gradient ciśnienia akustycznego w stopie, tworząc strumień płynu, który bezpośrednio opuszcza powierzchnię końcową rogu ultradźwiękowego i tworzy się w całym stopie. Cyrkulacja (tj. efekt prądu akustycznego), prędkość prądu akustycznego może osiągnąć 10 do 103 razy prędkość konwekcji stopionego materiału. Podczas gdy przepływ dźwięku usuwa zanieczyszczenia z powierzchni cząstek wzmacniających, wysyła je również w głębszą część stopu i powoduje ich równomierne rozproszenie.
• Charakterystyka wydajności stopu kompozytowego i kluczowe punkty procesu formowania: Największą różnicą między stopem kompozytowym a zwykłym stopem jest wprowadzenie stałych cząstek zbrojenia. W wyniku wprowadzenia cząstek stałych lepkość stopionego kompozytu nagle i znacząco wzrośnie wraz ze śladowymi ilościami TiC i TiB2, powodując nagłą zmianę lepkości stopionego aluminium. Naukowcy wskazali na teorię powstawania odlewów. Lepkość ciekłego metalu ma znaczący wpływ na charakterystykę przepływu metalu w formie, wypełnienie formy, unoszenie się gazu w ciekłym metalu i podawanie metalu.

Aby uzyskać solidny produkt, proces formowania stopu kompozytowego z nagłym wzrostem lepkości musi stawić czoła następującym dwóm problemom:

• ①Poprawić płynność stopu i zwiększyć jego zdolność wypełniania;
• ②Zapobiegaj wdychaniu gazu przez stopiony materiał i wzmocnij usuwanie gazu w stopie.

Manchang Gui i inni opracowali proces odlewania pod ciśnieniem różnicowym, składający się z sita filtrującego i wlewu. Stopiony materiał kompozytowy jest bezpośrednio wlewany do formy po przejściu przez filtr. Po napełnieniu roztopionym metalem wlew zawsze działa pod ciśnieniem i ostatecznie ulega zestaleniu, dzięki czemu może zasilać odlew. Cechy charakterystyczne tego procesu odlewania przejawiają się w szczególności w:

• ① Zasadniczo wyeliminować źródło gazu i zasadniczo wyeliminować wady porów powstające w procesie zalewania;
• ②Uprość system zalewania, waga systemu zalewania i waga odlewu są redukowane z odlewania bez próżni (5-10): 1 (0.5～1.5): 1;
• ③ Pokonując wady słabej płynności stopu kompozytowego, może odlewać złożone odlewy kompozytowe cienkościenne.

Outlook

Metoda odlewania jest jedną z najbardziej obiecujących metod wytwarzania materiałów kompozytowych. Przyszłe badania powinny koncentrować się na następujących aspektach:

• ① W przypadku osnowy z metalu żelaznego należy wybrać wzmocnienia w oparciu o wymagania eksploatacyjne materiałów kompozytowych;
• ② Opracowanie metod przygotowania, które będą łatwiejsze do realizacji i zastosowania w produkcji przemysłowej;
• ③ Znaczące obniżenie kosztów materiałów i wytwarzania produktów kompozytowych;
• ④ Badania odzyskiwania materiałów kompozytowych Technologia ponownego wykorzystania.

Dlatego uważa się, że metoda odlewania zrobi wiele w produkcji odpornych na zużycie i żaroodpornych produktów kompozytowych.　　 

Materiał kompozytowy z osnową metaliczną jest materiałem wielofazowym ze specjalną drugą fazą rozproszoną w osnowie metalowej lub stopowej. Druga faza o specjalnych właściwościach fizycznych i mechanicznych znacznie zwiększa wytrzymałość, twardość, odporność na zużycie, odporność na ciepło i inne właściwości materiału. Dlatego ta druga faza nazywana jest również fazą wzmacniania. Faza wzmocnienia jest zwykle podzielona na fazę wzmocnienia cząstek i fazę wzmocnienia włókien (wąsów). Ze względu na cenę zbrojenia oraz technologię kompozytową większość materiałów kompozytowych wytwarzanych metodą odlewania jest wzmocniona cząsteczkami.

Proszę zachować źródło i adres tego artykułu do przedruku: Technologia otrzymywania kompozytu z osnową metalową zbrojoną cząstkami metodą odlewania

Minhe Firma odlewnicza są dedykowane do produkcji i zapewniania wysokiej jakości i wysokiej wydajności części odlewniczych (zakres części odlewanych z metalu obejmuje głównie) Cienkościenne odlewanie ciśnieniowe,Odlewanie pod ciśnieniem z komory gorącej,Odlewanie matrycowe w zimnej komorze), Usługa okrągła (usługa odlewania ciśnieniowego,Obróbka CNC,Produkcja form, Obróbka powierzchni). Wszelkie niestandardowe odlewanie ciśnieniowe z aluminium, odlewanie ciśnieniowe magnezu lub znalu / cynku oraz inne wymagania dotyczące odlewów są mile widziane, aby się z nami skontaktować.

Pod kontrolą ISO9001 i TS 16949, wszystkie procesy są przeprowadzane przez setki zaawansowanych maszyn do odlewania ciśnieniowego, maszyn 5-osiowych i innych urządzeń, od blasterów po pralki Ultra Sonic. Minghe ma nie tylko zaawansowany sprzęt, ale także profesjonalny zespół doświadczonych inżynierów, operatorów i inspektorów, aby zrealizować projekt klienta.

Producent kontraktowy odlewów ciśnieniowych. Możliwości obejmują odlewanie ciśnieniowe aluminium w zimnej komorze od 0.15 funta. do 6 funtów, szybka zmiana konfiguracji i obróbka. Usługi o wartości dodanej obejmują polerowanie, wibrowanie, gratowanie, śrutowanie, malowanie, powlekanie, powlekanie, montaż i oprzyrządowanie. Obrabiane materiały obejmują stopy takie jak 360, 380, 383 i 413.

Pomoc w projektowaniu odlewów cynkowych/równoległe usługi inżynieryjne. Zleceniodawca precyzyjnych odlewów cynkowych. Można wytwarzać miniaturowe odlewy, odlewy ciśnieniowe wysokociśnieniowe, odlewy wielopłytkowe, konwencjonalne odlewy formowe, odlewy jednostkowe i niezależne oraz odlewy z uszczelnieniem gniazdowym. Odlewy mogą być produkowane w długościach i szerokościach do 24 cali z tolerancją +/- 0.0005 cala.  

Certyfikowany ISO 9001: 2015 producent odlewanego magnezu, Możliwości obejmują odlewanie ciśnieniowe magnezu do 200 ton gorącej komory i 3000 ton zimnej komory, projektowanie oprzyrządowania, polerowanie, formowanie, obróbka skrawaniem, malowanie proszkowe i płynne, pełna kontrola jakości z możliwościami CMM , montaż, pakowanie i dostawa.

Certyfikat ITAF16949. Dodatkowa usługa odlewania obejmuje casting inwestycyjny,odlewanie piaskowe,Odlewanie grawitacyjne, Utracone odlewanie pianki,Odlewanie odśrodkowe,Odlewanie próżniowe,Trwałe odlewanie form,.Możliwości obejmują EDI, pomoc inżynierską, modelowanie bryłowe i przetwarzanie wtórne.

Przemysł odlewniczy Części Studia przypadków dla: samochodów, rowerów, samolotów, instrumentów muzycznych, jednostek pływających, urządzeń optycznych, czujników, modeli, urządzeń elektronicznych, obudów, zegarów, maszyn, silników, mebli, biżuterii, przyrządów, telekomunikacji, oświetlenia, urządzeń medycznych, urządzeń fotograficznych, Roboty, rzeźby, sprzęt dźwiękowy, sprzęt sportowy, narzędzia, zabawki i inne. 

W czym możemy Ci pomóc dalej?

∇ Przejdź do strony głównej dla Odlewanie ciśnieniowe Chiny

By Producent odlewów ciśnieniowych Minghe |Kategorie: Przydatne artykuły |Materiał tagi: Odlewanie aluminium, Odlew cynkowy, Odlewanie magnezu, Casting tytanu, Odlewanie ze stali nierdzewnej, Odlew mosiężny,Odlew z brązu,Przesyłanie wideo,Historia firmy,Odlew aluminiowy |Komentarze wyłączone