Teknologi penyediaan komposit matriks logam bertulang zarah dengan kaedah pemutus

Masa Terbitan: 06 / 18 2021 Pengarang: Penyunting Laman Lawati: 11334

Komposit matriks logam adalah bahan pelbagai fasa dengan fasa kedua khas yang tersebar dalam matriks logam atau aloi. Fasa kedua dengan sifat fizikal dan mekanikal khas meningkatkan kekuatan, kekerasan, ketahanan aus, tahan panas dan sifat lain dari bahan. Oleh itu, fasa kedua ini juga disebut fasa pengukuhan. Fasa pengukuhan biasanya dibahagikan kepada fasa penguatan zarah dan fasa penguatan serat (wisker). Kerana alasan seperti harga tetulang dan teknologi komposit, sebilangan besar bahan komposit yang dibuat dengan kaedah pemutus diperkuat dengan partikel.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kaedah penyediaan bahan komposit yang diperkuat zarah terus meningkat dalam kaedah fizikal penambahan tetulang, dan sintesis reaksi in-situ kaedah pengukuhan telah dikembangkan.

Tidak kira apa jenis kaedah komposit casting yang digunakan, untuk berjaya menyiapkan produk komposit dengan prestasi yang sangat baik dan kualiti yang stabil, masalah berikut mesti diselesaikan secara teknikal:

MatPilih matriks dan peneguhan yang sesuai berdasarkan keperluan bahan yang berbeza,
②Meningkatkan kebasahan matriks mencair ke tetulang,
Rolkendalikan pembahagian tetulang yang wajar dalam matriks,
④menyelesaikan masalah proses pembentukan pemutus yang disebabkan oleh kesan zarah tetulang pada kelikatan pencairan matriks.

Artikel ini merangkum masalah yang disebutkan di atas mengenai teknologi penyediaan pemutus bahan komposit matriks logam bertulang zarah, untuk mempromosikan pengeluaran bahan komposit bertulang zarah.

Pemilihan pengukuhan: Prestasi matriks, tetulang dan gabungan baik tetulang dan matriks menentukan prestasi bahan komposit, jadi tetulang harus dipilih secara wajar mengikut jenis substrat dan keperluan prestasi bahan komposit . Semasa memilih tetulang, modulus elastik, kekuatan tegangan, kekerasan, kestabilan terma, ketumpatan, takat lebur, harga dan faktor lain tetulang harus dipertimbangkan. Pada masa yang sama, pekali pengembangan linear dan kereaktifan kimia antara tetulang dan matriks harus dipadankan. Tuntutan. Matriks dengan aluminium sebagai komponen utama, tetulang yang biasa digunakan adalah grafit, Al2O3, SiC, TiC, Al3Ti, TiB, Al3Zr, dan lain-lain. Penyelidikan mengenai bahan komposit dengan keluli kerana matriks tidak matang seperti aluminium komposit matriks, dan bala yang biasa digunakan lebih matang. Lebih sedikit, terutamanya WC, VC, TiC, TiN, Al2O3, SiC, dll. Setelah jenis tetulang dipilih, ukuran tetulang dan pecahan isipadu dalam matriks juga harus ditentukan melalui eksperimen.
Kaedah untuk meningkatkan kebasahan tetulang / matriks: meningkatkan kebasahan tetulang dengan pencairan matriks, membantu mengurangkan agregasi tetulang, membantu meningkatkan kekuatan ikatan antara muka matriks / tetulang, dan memperbaiki keseluruhan bahan komposit. kata-kata, ia juga menyumbang kepada pengagihan seragam peneguhan dalam matriks. Langkah-langkah berikut biasanya digunakan untuk meningkatkan kebasahan pencairan matriks ke tetulang.
Rawatan lapisan permukaan pengukuhan: Melapisi logam atau sebatian tertentu pada permukaan tetulang dengan kaedah seperti penyaduran elektroless atau pemendapan wap dapat meningkatkan kebolehtelapan lelehan matriks ke badan tetulang dengan berkesan. Kajian menunjukkan bahawa lapisan tembaga pada permukaan grafit dan pemendapan wap TiN pada permukaan zarah Al2O3 telah berjaya meningkatkan kebasahan matriks ke zarah tetulang.
Surfaktan tambahan: Menurut laporan, menambahkan blok magnesium sambil menambahkan serbuk grafit atau silika ke lebur aluminium dapat meningkatkan kebasahan cecair aluminium ke tetulang. Penyelidikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini juga menunjukkan bahawa selain Mg, Ca, RE, unsur logam alkali, dan unsur kumpulan VI dan kumpulan VIa semuanya mempunyai kesan untuk meningkatkan kebasahan aluminium cair pada tetulang seperti Al2O3 dan SiC.
Perlakuan haba tetulang: Rawatan haba untuk mengeluarkan minyak dan air di permukaan zarah tetulang dapat meningkatkan tenaga permukaan tetulang dan meningkatkan kebasahan lebur ke tetulang. Seseorang telah menyediakan bahan komposit grafit / aluminium menggunakan serbuk grafit yang diperlakukan panas tanpa lapisan tembaga. Kaedah rawatan pemanasan adalah: memanaskan serbuk grafit hingga sekitar 600 ° C selama 8 jam untuk mengaktifkan permukaan, kemudian menyejukkan, dan memanaskan semula hingga 200 ° C sebelum menambahkan cecair aluminium untuk menghilangkan kelembapan. Sebilangan orang juga menggunakan kaedah pemanasan tetulang untuk meningkatkan kebasahan tetulang dan matriks untuk menghasilkan bahan komposit.
Rawatan ultrasonik tenaga tinggi lebur: Seseorang menyediakan bahan komposit SiC / ZA27 dengan rawatan ultrasonik tenaga tinggi. Kajian ini percaya bahawa kesan peronggaan yang dihasilkan oleh ultrasound bertenaga tinggi ketika menyebarkan dalam pencairan membersihkan permukaan zarah-zarah yang diperkuat, meningkatkan ketegangan permukaan zarah, dan pada masa yang sama mengurangkan ketegangan permukaan lebur, dan meningkatkan dengan ketara hubungan antara zarah SiC dan pencairan ZA27. Kebasahan.
Sintesis reaksi pengukuhan in-situ: penerapan teknologi sintesis tindak balas in-situ untuk menyediakan aloi induk yang mengandungi zarah penguat, dan kemudian menambahkan aloi induk ini ke lelehan matriks untuk menyiapkan teknologi bahan komposit telah menjadi titik panas dalam penyelidikan bahan komposit beberapa tahun kebelakangan ini. Kaedah sintesis tindak balas in-situ biasanya menambahkan beberapa logam tulen, aloi, sebatian atau bahan garam ke paduan induk, dan tetulang diperoleh melalui tindak balas kimia antara bahan tambahan atau antara bahan tambahan dan komponen aloi induk. Oleh kerana tetulang dihasilkan oleh reaksi in-situ, permukaannya bersih dan bebas pencemaran, dan kestabilan terma baik, yang dapat menyelesaikan masalah kebasahan tetulang dengan pencairan matriks, dan tetulang dan matriks digabungkan dengan kuat dengan kesan pengukuhan yang lebih baik. Beberapa saintis mencampurkan serbuk Al, Ti, dan C dalam bahagian tertentu dan kemudian menekannya menjadi kepingan kecil. Potongan-potongan kecil disinter vakum dalam relau penyebaran suhu tinggi untuk mendapatkan aloi induk TiC / Al, dan komposit TiC / 2618 disiapkan dari aloi induk. bahan. Yang lain juga berjaya menyiapkan bahan komposit dengan penyebaran zarah bertetulang yang seragam dan sifat yang sangat baik dengan sintesis tindak balas in-situ.
Teknologi kawalan pengagihan pengukuhan: Mengawal penyebaran tetulang dalam matriks dan memberi sepenuh tenaga kepada pengukuhan matriks yang berkesan adalah jaminan asas untuk menyediakan produk komposit yang memenuhi syarat prestasi tertentu.
Kaedah kawalan penyebaran tetulang yang tidak seragam: Untuk bahan tahan haus / pengurangan keausan, permukaan kerja diperlukan untuk mempunyai prestasi anti-haus yang tinggi, sementara bahagian yang tinggal mempunyai sifat mekanik komprehensif yang lebih baik untuk memastikan permukaan kerja disokong dengan berkesan.

Oleh itu, produk seperti itu yang perlu diperkuat secara tempatan memerlukan tetulang diedarkan dalam jarak tertentu berhampiran permukaan kerja produk. Terdapat beberapa kaedah yang biasa digunakan:

Kaedah pra-tetulang: Kaedah pra-pengukuhan adalah salah satu kaedah utama untuk menyediakan bahan komposit yang diperkuat permukaan dengan kaedah penambahan. Ini adalah aplikasi teknologi modifikasi permukaan kaedah cor-infiltration dalam penyediaan bahan komposit. Terutama sesuai untuk penyediaan produk komposit tahan pakai. Kaedah khusus adalah: letakkan tetulang dalam bentuk blok cat atau tampal pada bahagian di mana produk perlu diperkuat, dan kemudian tuangkan ke dalam cecair aloi matriks. Cecair aloi matriks menembusi ke celah badan tetulang oleh kesan siphon kapilari dan tekanan cecair aloi, dan menguat. Kemudian, produk komposit bertetulang permukaan di mana badan tetulang dan matriks digabungkan terbentuk. Para saintis telah melakukan penyelidikan mendalam mengenai teknologi ini dan percaya bahawa kunci untuk teknologi komposit permukaan yang diperkuat terletak pada: size ukuran zarah tetulang yang sesuai dan kebolehtelapan yang baik dari tetulang dengan pencairan matriks; Selection pemilihan dan pelapisan pengikat, Penyediaan tampal dan proses menyikat, control kawalan suhu dan proses menuangkan; kaedah pengukuhan pratetap mempunyai ciri-ciri proses sederhana, kos rendah, dan kesan yang sangat baik. Ini adalah teknologi komposit permukaan yang berjaya diterapkan pada masa ini dan mempunyai prospek Aplikasi yang sangat luas.
Kaedah kawalan sentrifugal: Berdasarkan perbezaan graviti tetulang dan pencairan matriks, kaedah membuat tetulang dalam taburan pengasingan gradien di sepanjang arah radial dengan bantuan daya sentrifugal disebut kaedah kawalan sentrifugal. Arah pengembangan penting dari bahan komposit kecerunan. Seseorang menggunakan kaedah kawalan sentrifugal untuk menyediakan bahan komposit grafit / aluminium dengan taburan grafit kecerunan. Para saintis aloi Fe-casting sentrifugal, memperoleh paip cor komposit gradien yang dihasilkan sendiri di mana fasa Fe primer diedarkan di sepanjang kecerunan radial. Bahan komposit gradien buatan sendiri aloi-aloi peleburan sentrifugal logam bersalut pasir menunjukkan: sSetelah bilangan tetulang meningkat, kecerunan pengedaran tetulang dalam arah radial secara beransur-ansur menurun, dan julat pengedaran dalam arah radial secara beransur-ansur berkembang ; Dalam julat 0 ～ 2000r / min, dengan peningkatan kecepatan putaran, kecerunan pengedaran tetulang di sepanjang arah radial secara beransur-ansur meningkat, sementara julat pengedaran dalam arah radial secara beransur-ansur berkurang.
Kaedah kawalan pengadukan elektromagnetik: Para saintis menggunakan pengadukan elektromagnetik AC yang kuat pada pencairan aloi (Mg2Si) 20Al80 semasa proses pemejalan untuk menyiapkan bahan komposit kecerunan yang diperkaya dalam Mg2Si di permukaan luar. Menurut analisis, ketika pengadukan elektromagnetik dilakukan, logam lebur akan dikenakan daya elektromagnetik yang diarahkan ke sumbu di medan magnet bergantian. Oleh kerana kekonduksian pengukuhan yang rendah (Mg2Si yang baru lahir), pada dasarnya tidak dipengaruhi oleh daya elektromagnetik yang diarahkan ke paksi, sedangkan daya elektromagnetik yang diberikan pada lebur relatif besar, menghasilkan medan daya yang tidak seimbang di sekitar tetulang, tetulang tertakluk kepada Kekuatan pemerasan yang dikeluarkan oleh logam yang mencair dari pusat poros bergerak ke luar dalam arah jejari, sehingga memperoleh bahan komposit kecerunan dengan permukaan luar diperkaya dan diperkuat. Kajian menunjukkan bahawa semakin besar voltan arus bolak tiga fasa yang digunakan oleh pengaduk elektromagnetik, semakin besar daya ricih antara antara muka cecair / pepejal dan lebur, dan semakin mudah zarah Mg2Si utama didorong ke permukaan luar spesimen, dan lapisan pemisahan Semakin tebal.
Kaedah kawalan untuk pengagihan tetulang yang seragam: Untuk keseluruhan bahan komposit bertetulang, sebaran tetulang yang seragam dalam matriks sangat penting. Memperkukuhkan pengadukan lebur adalah kaedah asas untuk mencapai tujuan homogenisasi tetulang. Berikut adalah beberapa kaedah pencampuran yang berkesan:
Pengadukan mekanikal: Pengadukan mekanikal adalah kaedah pengadukan lebur yang paling tradisional. Oleh kerana keterbatasan bahan bilah pengadun, terdapat beberapa contoh kaedah pengadukan mekanikal yang digunakan dalam aloi keluli. Perhatikan pengadukan mekanikal lebur: choose Pilih bahan dan bentuk bilah pengaduk dengan wajar: bilah pengaduk bersentuhan langsung dengan lebur, yang boleh menyebabkan pencemaran pada aloi dengan mudah. Untuk aloi bukan ferus, bilah bukan ferus harus digunakan atau bilah keluli harus dilapisi dengan lapisan luaran (seperti lapisan tanah liat putih). Dan arah putaran bilah harus dipilih mengikut ketumpatan zarah tetulang. Mix Pencampuran yang baik: Kedalaman rendaman bilah pengadun harus dikawal dengan tepat untuk menghasilkan pusaran yang stabil. Gegaran batang pengadun atau bilah pengadun yang tidak betul akan meningkatkan kebarangkalian tetulang ditolak oleh lebur, sehingga merosakkan pengedaran tetulang dalam matriks. TimeMasa pencampuran: Setelah menambahkan tetulang, masa pengadukan harus selama yang mungkin, dan masa menunggu untuk mencurahkan setelah pengadukan harus sesingkat mungkin. Terdapat paten AS untuk "alat untuk mencampurkan zarah pepejal ke dalam cecair," yang menyatakan bahawa bahan komposit yang dihasilkan oleh alat ini "mengatasi kecacatan biasa dari bahan komposit yang diperkuat zarah, dan mempunyai masa pencampuran yang pendek, produktiviti tinggi, dan kos rendah."
Pengadukan gas: Mengaduk lebur dengan sejumlah besar gas yang dihasilkan oleh aliran gas luaran atau tindak balas lebur juga dapat mencapai tujuan mengagihkan tetulang dalam lebur. Para saintis menggunakan sejumlah besar gas yang dihasilkan oleh reaksi in-situ untuk menggegarkan lebur dan menyediakan komposit Al3Zr (p) .Al2O3 (p) / A356 dan (TiB2 + TiAl3) / AlSi6Cu4 dengan tetulang yang sama rata.
Rawatan ultrasonik bertenaga tinggi: Para saintis menambahkan zarah SiC ke permukaan cairan aloi ZA27 pada suhu 600 ° C, dan merawat lelehan dengan ultrasonik tenaga tinggi selama 60-90an untuk mendapatkan penggantungan zarah lebur, dan pengedaran zarah keseluruhan (seperti -cast) diperoleh. Bahan komposit SiCp / ZA27 yang seragam. Kajian ini percaya bahawa redaman amplitud terhingga ultrasound tenaga tinggi dalam lebur menyebabkan kecerunan tekanan suara tertentu dalam lebur untuk membentuk jet cecair, yang secara langsung meninggalkan permukaan hujung tanduk ultrasonik dan terbentuk di seluruh lebur. Peredaran (iaitu, kesan arus akustik), halaju arus akustik boleh mencapai 10 hingga 103 kali kecepatan perolakan lebur. Walaupun aliran suara menghilangkan kekotoran dari permukaan zarah penguat, ia juga menghantar zarah ke bahagian dalam lebur dan menjadikannya tersebar secara merata.
Ciri prestasi lebur komposit dan titik utama proses pembentukan: Perbezaan terbesar antara lebur komposit dan lebur biasa adalah pengenalan zarah pepejal tetulang. Oleh kerana pengenalan zarah pepejal, kelikatan lebur komposit akan meningkat secara tiba-tiba dan ketara dengan jejak TiC dan TiB2, menyebabkan perubahan kelikatan lebur aluminium secara tiba-tiba. Para saintis menunjukkan teori pembentukan casting. Kelikatan logam cair mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap ciri aliran logam dalam acuan, pengisian acuan, pengapungan gas dalam logam cair, dan pemberian logam.

Untuk mendapatkan produk yang baik, proses pembentukan lelehan komposit dengan peningkatan kelikatan secara tiba-tiba mesti menangani dua masalah berikut:

①Meningkatkan kelancaran lebur dan meningkatkan keupayaan pengisiannya;
②Mencegah lebur daripada menyedut gas dan memperkuat penyingkiran gas dalam leburan.

Manchang Gui dan lain-lain mengembangkan proses penuangan tekanan pembezaan vakum yang terdiri daripada skrin penapis dan saluran. Lelehan komposit langsung diisi ke dalam acuan setelah melalui penapis. Setelah logam lebur diisi, saluran air selalu memberi kesan tekanan, dan akhirnya dipadatkan, sehingga dapat memberi makan pemutus. Ciri-ciri proses pemutus ini dinyatakan secara khusus dalam:

EliminateBenar-benar menghilangkan sumber gas, dan pada dasarnya menghilangkan kecacatan liang yang dihasilkan dalam proses penuangan;
②Memudahkan sistem penuangan, berat sistem penuangan dan berat pemutus dikurangkan daripada penuangan bebas vakum (5-10): 1 (0.5 ～ 1.5): 1;
③ Mengatasi kekurangan kelancaran lebur komposit, ia boleh melemparkan coran komposit dinding nipis yang kompleks.

Outlook

Kaedah pemutus adalah salah satu kaedah yang paling menjanjikan untuk menyediakan bahan komposit. Penyelidikan masa depan harus menumpukan pada aspek berikut:

① Untuk matriks logam besi, pilih tetulang berdasarkan keperluan prestasi bahan komposit;
② Kembangkan kaedah penyediaan yang lebih senang dilaksanakan dan diaplikasikan dalam pengeluaran industri;
Reduce Mengurangkan kos bahan dan pembuatan produk komposit dengan ketara;
④ Teliti pemulihan bahan komposit Teknologi penggunaan semula.

Oleh itu, dipercayai bahawa kaedah pemutus akan banyak berlaku dalam penghasilan produk komposit tahan pakai dan tahan panas.　　

Bahan komposit matriks logam adalah bahan multiphasa dengan fasa kedua khas yang tersebar dalam matriks logam atau aloi. Fasa kedua dengan sifat fizikal dan mekanikal khas meningkatkan kekuatan, kekerasan, ketahanan aus, tahan panas dan sifat lain dari bahan. Oleh itu, fasa kedua ini juga disebut fasa pengukuhan. Fasa pengukuhan biasanya dibahagikan kepada fasa penguatan zarah dan fasa penguatan serat (wisker). Kerana alasan seperti harga tetulang dan teknologi komposit, sebilangan besar bahan komposit yang dibuat dengan kaedah pemutus diperkuat dengan partikel.

Harap simpan sumber dan alamat artikel ini untuk dicetak semula: Teknologi penyediaan komposit matriks logam bertulang zarah dengan kaedah pemutus

Minghe Syarikat Die Casting dikhaskan untuk pembuatan dan menyediakan Bahagian Casting yang berkualiti dan berprestasi tinggi (bahagian logam die casting merangkumi terutamanya Pemutus Die-Thin-Wall,Pemutus Die Hot Chamber,Pemutus Dewan Sejuk, Perkhidmatan Pusingan (Die Casting Service,Pemesinan Cnc,Membuat acuan, Rawatan Permukaan). Sebarang pemutus die aluminium adat, magnesium atau pemutus zamak / zink dan syarat pemutus lain dipersilakan untuk menghubungi kami.

KEDAI SYARIKAT CASTING ISO90012015 DAN ITAF 16949

Di bawah kawalan ISO9001 dan TS 16949, Semua proses dilakukan melalui ratusan mesin die casting canggih, mesin 5 paksi, dan kemudahan lain, mulai dari blaster hingga mesin basuh Ultra Sonic. Minghe tidak hanya memiliki peralatan canggih tetapi juga memiliki profesional pasukan jurutera, pengendali dan pemeriksa yang berpengalaman untuk menjadikan reka bentuk pelanggan menjadi kenyataan.

CASTING DIE ALUMINIUM YANG KUAT DENGAN ISO90012015

Pengilang kontrak die casting. Keupayaan merangkumi bahagian pemutus aluminium ruang sejuk dari 0.15 lbs. hingga 6 lbs., penyusunan perubahan cepat, dan pemesinan. Perkhidmatan bernilai tambah merangkumi penggilap, getaran, deburring, peledakan tembakan, lukisan, penyaduran, pelapisan, pemasangan, dan perkakas. Bahan yang dikerjakan merangkumi aloi seperti 360, 380, 383, dan 413.

BAHAGIAN CASTING ZINC DIE SEMPURNA DI CHINA

Bantuan reka bentuk pemutus zink / perkhidmatan kejuruteraan serentak. Pengilang khas tuangan die zink ketepatan. Casting miniatur, coran die tekanan tinggi, tuangan acuan multi-slaid, coran acuan konvensional, die die unit dan die die bebas dan coran tertutup rongga boleh dihasilkan. Casting boleh dibuat dengan panjang dan lebar hingga 24 in. Dalam toleransi +/- 0.0005 in.

Pengilang pembuatan die cast magnesium dan acuan ISO 9001 2015

Pengilang die cast magnesium yang diperakui ISO 9001: 2015, Keupayaan merangkumi pemutus die magnesium bertekanan tinggi hingga 200 tan ruang panas & ruang sejuk 3000 tan, reka bentuk perkakas, penggilap, pengacuan, pemesinan, serbuk & lukisan cecair, QA penuh dengan keupayaan CMM , pemasangan, pembungkusan & penghantaran.

Perkhidmatan Casting Tambahan Minghe Casting-casting pelaburan dll

ITAF16949 diperakui. Perkhidmatan Casting Tambahan Termasuk pemutus pelaburan,pemutus pasir,Pemutus Graviti, Pemutus Buih yang Hilang,Pemutus Sentrifugal,Pemutus Vakum,Pemutus Acuan Kekal,. Keupayaan merangkumi EDI, bantuan kejuruteraan, pemodelan pepejal dan pemprosesan sekunder.

Industri Pemutus Bahagian Kes Kajian untuk: Kereta, Basikal, Pesawat, Alat muzik, Kapal air, Peranti optik, Sensor, Model, Peranti elektronik, Penutup, Jam, Mesin, Mesin, Perabot, Perhiasan, Jig, Telekomunikasi, Pencahayaan, Peranti perubatan, Perisian fotografi, Robot, Arca, Peralatan bunyi, Peralatan sukan, Perkakas, Mainan dan banyak lagi.