Silikon karbid moʻylovlari bilan mustahkamlangan-alyuminiydan yasalgan metall matritsali kompozit-issiq press ichida yuqori samarali-tormoz rotoriga zarb qilingan. Bu aralashmani qizdirilgan issiqda siqib chiqaradigan plastinka yuk ostida cho'kmaslik uchun etarlicha kuchli bo'lishi va har bir sopol zarracha atrofida metall oqmaguncha aralashmani bir xilda qizdirish uchun etarlicha aniq bo'lishi kerak.
Ilg'or materiallar ishlab chiqarishda,isitiladigan plastinka metall matritsali kompozit issiq presslashjarayon bo'shashgan kukun aralashmalarini zich, yuk ko'taruvchi-komponentlarga aylantirish uchun ishlatiladigan konsolidatsiya yo'llarining asosini tashkil qiladi. Metall matritsali kompozitlar (MMC) egiluvchan metallarni yuqori quvvatli keramika armaturalari bilan birlashtiradi, ammo to'liq zichlikka erishish uchun bir vaqtning o'zida yuqori bosim va qattiq boshqariladigan issiqlik energiyasini qo'llash kerak.
Shunday qilib, isitiladigan plastinka tizimi shunchaki issiqlik manbai emas-u, shuningdek, haddan tashqari mexanik va termal stressda o'lchov aniqligini saqlash uchun mas'ul bo'lgan strukturaviy elementdir.
MMClar uchun issiq presslash asoslari
Issiq presslash kukun bilan to'ldirilgan matritsani yuqori quvvatli gidravlik pressning-ichiga ikki qizdirilgan plastinka orasiga joylashtirishni o'z ichiga oladi.
Jarayon odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Kukun aralashmasi qattiq qolipga yuklanadi
Isitilgan plastinalar orasiga joylashtirish
Siqilish kuchini qo'llash
Diffuziya va plastik oqimning termal faollashuvi
Zich qattiq ignabargli konsolidatsiya
Materiallar tizimiga qarab, ishlov berish shartlari sezilarli darajada farq qiladi:
Alyuminiy matritsali kompozitlar: ~ 500-600 daraja
Titan matritsali kompozitlar: 1000 darajadan yuqori
Bunday sharoitda metall matritsa keramik mustahkamlovchi zarralar atrofida oqishi uchun etarlicha plastik bo'lib, g'ovaklikni yo'q qiladi va birlashtirilgan strukturani hosil qiladi.
MMC konsolidatsiyasida isitiladigan plastinalarning vazifasi
Inisitiladigan plastinka metall matritsali kompozit issiq presslash, Plitalar tizimi bir vaqtning o'zida ikkita muhim rolni bajaradi:
Issiqlik nazorati elementi
Yuklash-Yuklash struktura elementi
Issiqlik funktsiyasi
Plitalar matritsaga bir xil issiqlik kiritishini ta'minlaydi. O'rnatilgan isitish elementlari-ko'pincha molibden disilitsid yoki kremniy karbid-asosidagi tizimlar-plastinka yuzasi bo'ylab boshqariladigan issiqlik energiyasini etkazib beradi.
Haroratning bir xil taqsimlanishi juda muhim, chunki:
Sovuq zonalar to'liq bo'lmagan sinterlash va qoldiq g'ovaklikka olib keladi
Issiq nuqtalar mahalliy eritish yoki fazalarni ajratishga olib kelishi mumkin
Termal gradientlar material oqimining harakatini buzadi
Qattiq boshqariladigan termal maydon butun kompozit hajm bo'ylab izchil zichlashtirishni ta'minlaydi.
Mexanik funktsiya
Xuddi shu plastinkalar, shuningdek, gidravlik pressdan katta bosim kuchlarini qolipga o'tkazadi.
Yuqori{0}}yuklangan ilovalarda kuchlar qolip maydonining kvadrat santimetriga bir necha tonnaga yetishi mumkin. Bunday sharoitlarda plastinka qarshilik ko'rsatishi kerak:
Plastik deformatsiya
Yuqori haroratda o'rmalash
Tsiklik yuklanish ostida yuzaning burishishi
Isitish plitalari uchun materiallarga qo'yiladigan talablar
MMC issiq presslash tizimlarida plastinka materiallari o'lchov barqarorligini saqlab, yuqori haroratda kuchini saqlab turishi kerak.
Nikel{0}}asosidagi superqotishmalar
Umumiy tanlovlar qatoriga nikel{0}}asosidagi qotishmalar kiradi, masalan, Inconel 718:
Yuqori siljish qarshiligi
Yuqori haroratda barqaror mexanik xususiyatlar
Yaxshi oksidlanish qarshiligi
Ushbu materiallar termal aylanish va mexanik stress kuchli bo'lgan joylarda keng qo'llaniladi.
Seramika kompozit plitalari
Bundan ham yuqori haroratli ilovalar uchun keramik{0}}asosli plastinka tizimlaridan foydalanish mumkin. Bular quyidagilarni ta'minlaydi:
Ajoyib yuqori-haroratga chidamlilik
Kam termal kengayish
Yuqori oksidlanish qarshiligi
Biroq, keramika tizimlari zarba yuki ostida mo'rtlik tufayli ehtiyotkorlik bilan ishlashni talab qiladi.
Haroratning bir xilligi va uning ahamiyati
Issiqlik bir xilligi MMC konsolidatsiyasi sifatini belgilovchi parametrdir.
Agar plastinka yuzasida harorat o'zgarishi sodir bo'lsa:
Materiallar oqimi notekis bo'ladi
Armatura taqsimoti nomuvofiq bo'ladi
Sovuq zonalarda porozlik saqlanib qolishi mumkin
Don tuzilishi mahalliy darajada farq qilishi mumkin
Yagona isitish, deformatsiya paytida metall matritsaning izchil viskozitesini ta'minlaydi, bu esa mustahkamlovchi zarralarni bir tekisda qamrab olish imkonini beradi.
Inisitiladigan plastinka metall matritsali kompozit issiq presslashShunday qilib, issiqlik gradyanlari quyidagi yo'llar bilan qattiq nazorat qilinadi:
Zonalangan isitish elementlari
O'rnatilgan termojuft massivlari
Yuqori-o'tkazuvchanlik interfeysi qatlamlari
Nozik qayta aloqani boshqarish tizimlari
Issiq presslashda atmosferani nazorat qilish
Ko'pgina MMC issiq presslash operatsiyalari oksidlanish va ifloslanishni oldini olish uchun boshqariladigan atmosferalarda amalga oshiriladi.
Odatdagi muhitlarga quyidagilar kiradi:
Yuqori vakuum
Inert argon atmosferasi
Ushbu shartlar zarur, chunki:
Metall kukunlari yuqori haroratlarda tez oksidlanadi
Oksid qatlamlari zarrachalar birikmasini inhibe qiladi
Seramika armatura yuqori haroratda kislorod bilan reaksiyaga kirishishi mumkin
Atmosferani boshqarish plastinaning muhrlanishi, materialning mosligi va termal dizaynga qo'shimcha cheklovlar kiritadi.
Termal aylanish va sovutish masalalari
Konsolidatsiyadan so'ng, mikrostrukturaning yaxlitligini saqlab qolish uchun boshqariladigan sovutish juda muhimdir.
Tez sovutish quyidagilarni keltirib chiqarishi mumkin:
Kompozit igna ichidagi termal zarba
Qoldiq stress shakllanishi
Matritsa va mustahkamlash fazalari orasidagi delaminatsiya
Shu sababli, plastinalar va qoliplar ko'pincha qattiqlashuv paytida termal gradyanlarni minimallashtirish uchun asta-sekin boshqariladigan ketma-ketlikda sovutiladi.
Plastinka tizimining o'zi buzilishsiz yoki charchoqsiz takroriy isitish va sovutish davrlariga bardosh berishi kerak.
Materialga eslatma: Pastki bosim tizimlarida-grafit plitalar
Ba'zi bir past bosimli yoki maxsus ilovalarda grafit plitalari metall tizimlarga muqobil sifatida ishlatiladi.
Grafit plitalarining afzalliklari
Yuqori haroratga qarshilik
Ajoyib issiqlik o'tkazuvchanligi
Kam termal kengayish
Ko'p erigan metallar bilan-ho'llanmaslik
Cheklovlar
Super qotishmalarga nisbatan past mexanik kuch
Havoda oksidlanishga moyillik
Yuqori bosim ostida yukni ko'tarish qobiliyati- kamayadi
Shuning uchun grafit tizimlari odatda o'rtacha bosim kuchlari bo'lgan vakuum yoki inert muhitlar uchun ajratilgan.
Jarayonning sezgirligi va nuqsonlarning shakllanishi
MMC issiq presslash jarayoni kichik o'zgarishlarga juda sezgir.
Kamchiliklar quyidagilardan kelib chiqishi mumkin:
Haroratning bir xilligi-
Bosimning o'zgarishi
To'liq bo'lmagan kukunli qadoqlash
Mustahkamlash aglomeratsiyasi
Noto'g'ri joylashish
Bunday nuqsonlar yakuniy komponentda charchoq ko'rsatkichlarini yoki tizimli ishonchliligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.
MMC issiq pressining sanoat ilovalari
Issiq bosilgan MMClar yuqori samarali-muhandislik ilovalarida keng qo'llaniladi, jumladan:
Aerokosmik tarkibiy qismlar
Avtomobil tormoz rotorlari
Issiqlik boshqaruvi tizimlari
Yuqori eskirish{0}}sanoat asboblari
Himoya darajasidagi-konstruktiv qismlar
Past zichlik va yuqori qattiqlikning kombinatsiyasi ushbu materiallarni, ayniqsa, unumdorlik va og'irlik nisbati muhim bo'lgan--joylarda qimmatli qiladi.
Xulosa
Isitilgan plastinalar bir vaqtning o'zida bir xil yuqori harorat energiyasini yetkazib berish va haddan tashqari mexanik yuklarni ushlab turish orqali metall matritsali kompozitlarni issiq presslashda markaziy rol o'ynaydi. ichidaisitiladigan plastinka metall matritsali kompozit issiq presslashUshbu komponentlar metall kukunlari va keramika armaturalarining qattiq nazorat ostidagi issiqlik va bosim sharoitida zich, yuqori samarali tuzilmalarga-birlashtirilishini ta'minlaydi.
Yuqori haroratli super qotishmalardan yoki ilg'or keramikadan- ishlab chiqarilgan bu plastinkalar oksidlanishni oldini olish va materialning tozaligini ta'minlash uchun vakuum yoki inert atmosferada ishlaydi. Ularning emirilish va deformatsiyaga qarshilik ko'rsatgan holda bir xil harorat taqsimotini saqlab turish qobiliyati nuqsonsiz MMC komponentlarini-hosil qilish uchun zarurdir.
Oxir oqibat, MMCni issiq presslashda ishlatiladigan og'ir, yuqori haroratli plastinkalar bo'shashgan kukunni sport avtomobilini to'xtata oladigan materiallarga aylantiradigan chidamli asboblardir. Eng kuchli materiallar eng kuchli, eng issiq matbuot ostida tug'iladi.
