下载文档原格式
收稿日期:2010212203; 修订日期:2011201216作者简介:熊光耀(19622 ),江西南昌人,教授.研究方向:复合材料、表面工程.Em ail :xiongguangyao @Vol.32No.4Apr.2011铸造技术FOUNDR Y TECHNOLO GY铸造法制备金属基复合材料的研究现状熊光耀,郑美珠,赵龙志(华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室,江西南昌330013)摘要:综述铸造法制备金属基复合材料的各种工艺,如液态浸渗法、搅拌铸造法、离心铸造法、中间合金法、喷射分散法和铸渗法。
指出其仍普遍存在的一些问题,并提出超声波在铸造法制备金属基复合材料中具有重要作用。
随着研究的深入,这种超声复合法必将得到更广泛的应用。
关键词:金属基复合材料;铸造法;制备方法;增强体中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:100028365(2011)0420563203Re s e a r c h o n t he Me t al Ma t ri x Co mp os it e s Pr ep a r e d b y Ca s ti n g Pr o c e s sXIONG G uang 2yao ,ZHENG Mei 2zhu ,ZHAO Long 2zhi(K ey Laboratory of Ministry of Education for Conveyance and Equipment ,E ast China Jiaotong U niversity ,N an 2chang 330013,China)Abs t rac t :All kinds of preparation technologie s of metal matrix compo site s by casting such as liquidinfiltration ,stirring casting ,centrifugal casting ,intermediate alloy ,jet 2spread and cast 2infiltration are reviewed.Some problems generally existing in casting are pointed out ,and ultrasonic in preparing metal matrix compo site s by casting plays an important role is put forward.With further re search ,the method of ultrasonic compound will be more widely applied.Ke y w ords :Metal matrix compo site s ;Casting proce ss ;Preparation technology ;Reinforcement 金属基复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于材料的制备方法,因此,研究和发展有效地制备方法一直是金属基复合材料研究中的重要问题之一。
金属基复合材料的制备方法
金属基复合材料是由两个或多个成分组成的材料，其中金属是主要组成部分，而其他成分通常是陶瓷、化学物质或其他金属。
这种复合材料具有良好的力学性能、高温抗性和耐腐蚀性能，可以被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等多个领域。
制备金属基复合材料的方法有很多种，下面我们将介绍其中几种：
1.混凝土铸造法
混凝土铸造法是一种简单的制备方法。
首先，选择需要混合的金属和非金属材料，并将它们进行粉碎，然后将粉末混合在一起。
接下来，在混合后的粉末中添加一定量的液相，使其形成可铸造的浆状物。
最后，将浆状物铸入模具中，进行加热和固化，制得所需的金属基复合材料。
2.电弧熔融法
电弧熔融法是一种在高温下将金属和非金属材料融合在一起的制备方法。
首先，在一个熔炉中加入所需的金属和非金属材料，然后通过电弧的作用进行熔化。
在熔融状态下，通过搅拌和浇铸等操作，将金属和非金属材料均匀地混合在一起。
最后，将熔融的金属基复合材料流入模具中，进行冷却和固化，最终得到所需的复合材料。
3.机械合金化法
机械合金化法是通过高能球磨器将金属和非金属粉末进行混合，再在高温下进行烧结，从而制备金属基复合材料的方法。
球磨过程中，金属和非金属粉末不断地被重复压缩和剪切，从而形成了一个均匀的混合。
在烧结过程中，粉末经过高温加热，原子之间将相互扩散和融合，最终形成金属基复合材料。
总之，金属基复合材料的制备方法多种多样，需要根据不同的材料和应用领域选择合适的方法。
未来随着科技的不断发展，金属基复合材料的制备方法也将不断地发展和完善，为各个领域提供更加优质的材料。
金属基碳纤维复合材料及其制造方法金属基碳纤维复合材料是一种由金属基体和碳纤维增强体组成的新型复合材料。
这种材料具有高强度、高刚性、耐腐蚀、导电性好等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
1. 金属基碳纤维复合材料的制备方法金属基碳纤维复合材料通常是通过将碳纤维与金属基体进行复合而制备得到的。
其制备方法主要包括以下几个步骤：1.1 纤维制备：首先制备碳纤维，可以采用诸如化学气相沉积（CVD）、纺丝、石墨化等方法。
1.2 纤维表面处理：为了提高纤维与金属基体的界面结合性能，需要对碳纤维表面进行预处理，如酸处理、氧化处理、涂层处理等。
1.3 金属基体制备：根据需要，可以选用不同的金属或合金作为基体，如铝、镁、钛、镍等。
1.4 复合制备：将处理过的碳纤维与金属基体进行复合，可以采用热压、挤压、注射等方式进行。
1.5 后处理：为了改善复合材料的性能，可以进行一些后处理操作，如热处理、机械加工等。
2. 碳纤维增强金属基复合材料的制备工艺在制备碳纤维增强金属基复合材料时，需要考虑到工艺参数对材料性能的影响。
常用的制备工艺包括：2.1 搅拌铸造法：通过在熔融的金属液中加入碳纤维，然后进行搅拌，使碳纤维均匀分散在金属液中，最后冷却凝固得到复合材料。
2.2 粉末冶金法：将金属粉末和碳纤维混合均匀，然后进行压制和烧结得到复合材料。
2.3 喷射沉积法：将碳纤维与金属熔体混合，然后通过喷枪喷射到冷却表面上，形成复合材料。
2.4 真空压力浸渍法：将碳纤维放入真空环境中，然后将其浸入金属熔体中，通过加压和冷却得到复合材料。
3. 碳纤维在金属基复合材料中的应用碳纤维在金属基复合材料中具有广泛的应用，主要用于增强和改善材料的力学性能、物理性能和化学性能。
例如，在铝基复合材料中添加碳纤维可以显著提高其强度和刚度；在钛基复合材料中添加碳纤维可以增强其耐磨性和耐腐蚀性；在镍基复合材料中添加碳纤维可以改善其高温性能和抗氧化性能。
分层铸造金属基复合材料金属基复合材料（Metal Matrix Composites，简称MMCs）是一种由金属或其合金作为基体，与一种或多种增强材料结合而成的复合材料。
增强材料多为无机非金属，如陶瓷、碳、石墨、硼等，也可以是金属丝。
这种复合材料与聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料以及碳/碳复合材料共同构成了现代复合材料体系。
金属基复合材料按照增强体的类别可分为纤维增强（包括连续和短切）、晶须增强和颗粒增强等。
同时，根据金属或合金基体的不同，金属基复合材料又可以分为铝基、镁基、铜基、钛基、高温合金基、金属间化合物基以及难熔金属基复合材料等。
这些复合材料不仅具有金属基体的特性，而且由于增强材料的加入，还具备了更高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及更高的热稳定性等特点。
至于分层铸造，这是一种特定的铸造方法，可以应用于多种材料的制造，包括金属基复合材料。
分层铸造的基本思想是将复杂的铸件分解为若干个简单的层，然后逐层铸造，最后将这些层组合在一起形成完整的铸件。
这种方法可以降低铸造难度，提高铸件精度，并有助于控制铸件内部的组织结构。
对于金属基复合材料来说，分层铸造可能涉及到将不同种类的增强材料或不同金属基体逐层叠加，以实现特定的性能要求。
例如，可以通过在某一层中加入高硬度的增强材料来提高铸件的耐磨性，而在另一层中加入高热稳定性的材料来提高铸件的高温性能。
然而，需要注意的是，分层铸造金属基复合材料是一个复杂的过程，需要精确控制每一层的成分、结构和性能，以确保最终铸件的性能达到预期。
此外，还需要考虑各层之间的结合问题，以确保铸件的整体性和稳定性。
总的来说，分层铸造是一种有可能用于制造金属基复合材料的有效方法，但需要在实践中不断优化和完善相关技术和工艺。
复合材料的制备方法与工艺概述复合材料（composite material）是由两种或两种以上不同类型的材料组合而成的材料，具有比单一材料更优异的性能。
复合材料的制备方法与工艺可以分为以下几个步骤：首先，确定复合材料的纤维类型。
常用的纤维类型包括玻璃纤维、碳纤维、草木纤维等。
选择合适的纤维类型取决于复合材料所需的性能和应用场景。
其次，对纤维进行表面处理。
表面处理的目的是增加纤维与基体之间的粘合力，提高复合材料的强度和韧性。
常用的表面处理方法包括喷涂处理剂、化学处理等。
接下来，制备复合材料的基体。
基体通常由树脂或者金属制成。
树脂基体常用的有环氧树脂、聚酯树脂等，金属基体常用的有铝合金、钛合金等。
然后，将纤维与基体进行组合。
组合方法有多种，常用的有手工层叠法和机械叠放法。
手工层叠法是指将纤维一层层地放置在基体上，然后通过刷涂、挤压等方法使其充分浸润基体。
机械叠放法则是通过机器将纤维与基体进行叠放，并利用胶合剂将其固定在一起。
最后，进行固化和热处理。
固化是使树脂基体硬化的过程，可通过加热或加压等方式进行。
热处理则是将复合材料在高温下进行热处理，以提高其性能。
综上所述，复合材料的制备方法与工艺主要包括纤维的选择和表面处理、基体的制备、纤维与基体的组合、固化和热处理等步骤。
这些步骤的选择与操作将直接影响复合材料的性能和应用领域。
因此，在制备复合材料时需根据实际需求合理选择方法与工艺，以获得最佳的综合性能。
继续写相关内容，1500字：2.1 纤维的选择和表面处理在制备复合材料时，纤维的选择是非常重要的一步。
不同类型的纤维具有不同的性能特点和应用场景。
常用的纤维类型包括玻璃纤维、碳纤维、草木纤维等。
玻璃纤维是最常用的一种纤维，具有良好的抗拉强度和抗化学侵蚀性能。
它在电子、航空航天、建筑等领域得到广泛应用。
碳纤维具有良好的强度和刚度，同时具有重量轻、耐热性好等优点，主要用于航空航天、汽车和体育器材制造等领域。
草木纤维主要通过天然植物纤维，如棉花、麻、竹等，具有良好的生物降解性和可再生性，广泛应用于纺织和包装等领域。
金属陶瓷复合材料
金属陶瓷复合材料是一种由金属基体和陶瓷增强相组成的复合材料，具有金属
的韧性和陶瓷的硬度，因此在工程领域中具有广泛的应用前景。
金属陶瓷复合材料的制备方法多种多样，可以根据不同的工程需求选择合适的制备工艺。
本文将重点介绍金属陶瓷复合材料的制备方法、性能特点及应用领域。
首先，金属陶瓷复合材料的制备方法包括热压法、热等静压法、搅拌铸造法等。
热压法是将金属粉末与陶瓷颗粒混合后，在高温高压下进行压制，通过金属粉末的烧结和陶瓷颗粒的结合来制备复合材料。
热等静压法则是将金属和陶瓷粉末分层堆叠后，进行高温高压下的等静压制备。
搅拌铸造法则是将金属熔体中加入陶瓷颗粒，通过搅拌混合后进行铸造得到复合材料。
其次，金属陶瓷复合材料具有优异的性能特点，包括高强度、硬度大、耐磨性好、抗腐蚀性强等。
金属基体赋予复合材料良好的韧性和延展性，而陶瓷增强相则提供了硬度和耐磨性。
因此，金属陶瓷复合材料在航空航天、汽车制造、机械制造等领域具有广泛的应用。
例如，航空航天领域需要轻质高强度材料，金属陶瓷复合材料正是满足这一需求的理想选择。
最后，金属陶瓷复合材料的应用领域包括但不限于航空航天领域的结构件、汽
车制造领域的发动机零部件、机械制造领域的刀具等。
随着工程技术的不断发展，金属陶瓷复合材料的应用前景将更加广阔。
综上所述，金属陶瓷复合材料具有制备方法多样、性能优异、应用广泛的特点，是一种具有巨大发展潜力的新型复合材料。
随着工程领域对材料性能要求的不断提高，金属陶瓷复合材料必将在未来得到更广泛的应用和发展。
复合铸造工艺在铸造的世界里，复合铸造工艺就像是一场奇妙的魔法。
铸造，本身就是一个充满神秘和趣味的事情。
想象一下，把金属变成各种形状，就好像是在玩泥巴，但这泥巴可金贵多了，还得用火来伺候。
而复合铸造工艺呢，它可不是简单地把一种金属熔化倒到模子里就完事了。
比如说，有时候是两种不同的金属要一起搞事情。
就像两个人合作，一个人力气大，一个人脑子灵。
这两种金属也各有各的本事。
一种可能硬度特别高，像个硬汉，能扛得住各种压力；另一种可能韧性特别好，就像个柔软的舞者，能弯曲扭转还不断裂。
复合铸造就是要让这硬汉和舞者配合起来，制造出一个超级厉害的东西。
我曾经见过一个复合铸造的小物件，是一个很精致的小摆件。
它的外层是一种金光闪闪的金属，看起来特别华丽，就像给它穿上了一件金色的铠甲。
而内层呢，是一种质地更加坚韧的金属，这就好比是小摆件的骨骼，支撑着它的整个结构。
这个小摆件要是不小心掉在地上，不会像那些只注重外表的装饰品一样，一下子就摔得粉碎。
它外层的华丽金属可能会有一点擦伤，但内层坚韧的金属保证了它整体不会散架。
复合铸造工艺在很多地方都有大用场。
在制造一些机械零件的时候，有些部位需要耐磨，就像鞋子的鞋底，每天走来走去，要耐磨才行。
那就在这个部位用耐磨的金属，而其他部位可能需要有良好的导热性，就像炉灶的锅，要能快速把热量传出去。
这时候就用导热性好的金属，通过复合铸造把它们融合在一起，这个机械零件就既能耐磨又能导热良好了。
还有在艺术创作领域。
那些精美的雕塑，有些艺术家想要一种特殊的效果。
可能是表面有着细腻的质感，就像少女的肌肤一样光滑，而内部又要有足够的强度来支撑整个雕塑的重量，就像房子的大梁一样。
复合铸造工艺就能满足这种要求。
先选一种能打造细腻质感的金属作为外层，再用强度高的金属做内部结构，这样一件完美的雕塑就诞生了。
从这些例子可以看出，复合铸造工艺就像是一个神奇的烹饪方法。
不同的金属是不同的食材，每个食材都有自己独特的味道和口感。
双液复合锤头铸造工艺概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代工业生产中，锤头的铸造工艺一直是一个重要的领域。
通过改良和创新锤头铸造工艺，可以提高锤头的性能、延长使用寿命，并降低生产成本。
双液复合锤头铸造工艺是一种应用广泛且效果卓越的铸造技术。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对双液复合锤头铸造工艺进行全面概述和解释：引言、双液复合锤头铸造工艺概述、双液复合锤头铸造工艺说明以及双液复合锤头铸造工艺解释。
1.3 目的本文旨在向读者系统介绍双液复合锤头铸造工艺，包括其背景、原理、流程和步骤，同时还会详细说明原材料选择与配比要点、锻造设备与工具准备要点，以及具体操作过程和注意事项要点。
此外，我们还会解释该工艺的优势、关键技术以及在工业应用领域中的应用情况。
通过阅读本文，读者将全面了解双液复合锤头铸造工艺，为实际应用提供参考和指导。
请注意，以上内容仅作为“1. 引言”部分的示例，请根据实际情况进一步扩充。
2. 双液复合锤头铸造工艺概述2.1 锤头铸造工艺背景双液复合锤头铸造工艺是一种以金属材料为基础，通过特定的加热和冷却过程制造铸件的技术。
传统的锤头铸造工艺存在着一些缺陷，例如易产生气孔、疏松等问题，影响了锤头的使用寿命和性能。
因此，人们不断探索新的改进方法，最终发展出了双液复合锤头铸造工艺。
2.2 双液复合锤头铸造原理介绍双液复合锤头铸造采用两种不同性质的金属液体进行组合，并利用它们在温度和密度上的差异，在特定条件下进行流动和形成所需形状。
其中一个金属液体具有较高的流动性和低的凝固温度，被称为“流动金属”，而另一个金属液体具有较高的凝固温度和较低的流动性，被称为“凝固金属”。
2.3 工艺流程和步骤概述双液复合锤头铸造工艺包括以下主要步骤：1. 原材料准备：根据锤头的设计要求，选择适当的金属材料作为流动金属和凝固金属，并进行相应的配比。
2. 准备模具：制作一个与所需锤头形状相匹配的模具，确保能够容纳流动金属和凝固金属流入的空间。
复合材料铸造工艺及其性能研究复合材料在工业制造领域的广泛应用已经成为一个不争的事实。
其独特的性能使其在工业界的应用不断得到拓展。
复合材料的铸造工艺一直是人们关注的热点，本文将探讨复合材料铸造工艺及其性能研究。
一、复合材料铸造工艺1. 复合材料铸造复合材料铸造是指将两种或两种以上的不同材料融合在一起，形成一种新的材料或构件。
复合材料铸造分为二次铸造法和一次铸造法。
其中二次铸造法是先制备好各种材料并经过处理，再进行铸造。
而一次铸造法是在一个模具中同时铸造出各种材料形成的构件。
不同的复合材料铸造工艺适用于不同材料的铸造，并且也需要根据材料的性质和用途进行选择。
2. 软模铸造法软模铸造法是一种常用的复合材料铸造工艺。
该工艺将金属制造技术与聚合物制造技术结合在一起。
所需要的原材料是金属粉末以及聚合物树脂和添加剂。
首先，利用CAD技术绘制产品的3D模型并加工成一个锥形的内复合材料模具。
然后，在模具中填充金属粉末和聚合物树脂，进行挤压成型。
最后，通过升温固化，使聚合物液态转化为固体，并与金属粉末组成复合材料。
3. 电解沉积法电解沉积法是一种能够制备高精度、高强度复合材料的方法。
该工艺使用的原材料主要是金属离子和非金属离子。
制备过程中，在金属离子的电化学沉积过程中加入非金属离子，使其与金属发生了化学反应而生成复合材料。
这种工艺制备出来的复合材料具有高度纯度、均匀性好、孔隙率低、表面平整等优点。
二、复合材料铸造的性能研究1. 机械性能复合材料铸造后的机械性能比单一材料要好，主要表现在抗拉强度、屈服强度、冲击韧性和疲劳阻力等方面。
经过铸造处理的复合材料可以具有高强度、高刚度、高韧性等优点，用于制造机械、汽车、航空工业等领域的部件时，具有更好的耐久性和可靠性。
2. 热学性能复合材料铸造后的热学性能也有所改善，主要表现在热膨胀系数、热传导系数和导热系数等方面。
同时，复合材料能够更好地耐受高温环境，并且在高温下的机械性能保持不变。
复合材料的制造技术和应用近年来，复合材料在各个领域中的应用越来越广泛，成为工业领域的一项重要技术。
复合材料是一种由两种或两种以上不同种类的材料复合而成的新型材料，具有很好的物理性能和机械性能。
下面将从制造技术和应用两方面来详细介绍复合材料。
一、复合材料的制造技术复合材料的制造技术种类繁多，主要包括手工制作、压塑、注塑和自动化制造。
1.手工制作手工制作是最简单的一种制造技术，主要适用于小型的复合材料制品的生产。
利用人工将复合材料制品逐步制作而成。
这种方法的好处在于工具简单，能够节省一部分生产成本。
2.压塑压塑是一种主要适用于大型的复合材料制品的生产。
与手工制作相比，它具有更高的效率，可以大量生产相同尺寸的制品。
压塑的过程需要先将树脂和被强化材料固化在一起，随后把这个材料片放入压力机中，在高温下进行热压处理。
这样的操作既能保证复合材料固化的程度，还能确保材料的厚度与密度的均匀性。
3.注塑注塑是一种先进的复合材料制造技术。
这种方法适用于制作异形及精密方法等需要高精度的产品，如桥梁、飞机和汽车等。
制造工艺是在高温下将树脂和被强化材料混合，然后将其注塑到模具中，在压力和温度下进行变形。
这个过程可以使复合材料被铸造成为具有良好机械性能和高耐用性的成品。
4.自动化制造自动化制造技术被广泛应用于大型企业中。
这种方法利用机械化设备，对复合材料的生产制造进行自动化处理。
同样的，这个过程可以确保高品质的制品。
它通常使用在生产复材船体、飞机翼和汽车车架等大型复合材料制品。
二、复合材料的应用复合材料适用于广泛的应用领域，包括汽车、航天、建筑、体育设备和船舶等。
1.汽车工业在汽车制造中，复合材料被用来制造一些轻型件，如车顶、车身和车门等。
复合材料的轻量化和高强度的特性可以获得更好的动力输出效果，使得汽车更加经济和环境友好。
2.航天工业复合材料在航天工业中的应用领域也很广泛。
它们可以用于制造火箭、卫星和飞机部件等。
复合材料具有轻重比优良和耐高温性能特性，在航空航天领域中能够更加突出 advantages。
复合浇铸工艺
复合浇铸工艺
复合浇铸是指采用两种不同的金属（或同种金属的两种不同合金）以混合或不混合的方式，在相同的模具内，连续流动加入模具的方式制成复合金属结构的工艺。
复合浇铸的特点：
1.可以在模具内实现不性状的金属的连续叠加，制成应力分布均衡的复合材料结构；
2.可以获得质量优良、表面精度高、性能高的零部件，节省材料，降低生产成本；
3.能够满足具有复杂形态的零件的制造要求，同时有助于改善零件的结构，实现多种复合材料的构造；
4. 复合浇铸技术可以实现金属原料的耐腐蚀性、导热性和热稳
定性的改善。
复合浇铸的工艺流程：
1.组装模具：将金属模具组装在浇注台上，并按要求调整模具的位置；
2.模具定型：模具的定型是指将模具的内腔预压紧，实现其应力平衡；
3.浇注前准备：准备浇注前液的金属液体，并进行液体的熔化；
4.浇注：根据设计要求，将两种金属连续流动的方式加入模具中，以实现复合结构；
5.硬化：复合浇铸件凝固后，通过加热使之硬化，以提高其强度；
6.清洁：将凝固后的复合件从模具中取出，通过清洁，以去除其表面杂质，实现高精度的复合件；
7.检测：采用各种检测手段，对复合件进行性能、几何尺寸等的检测，以判断其质量情况。
