2.4　單向熱壓
   為了生產(chǎn)固態(tài)結(jié)構(gòu), 也可以使用單向熱壓方法。單向熱壓的優(yōu)點(diǎn)是連接層通常較薄, 以便在最終的零件中增加纖維的總百分?jǐn)?shù)。在熱壓中, 使用液壓、氣壓和機(jī)械, 對(duì)MMC層壓板施加單向壓力,并使之變彎。
2.5　帶鋪設(shè)
   Touchstone公司以傳統(tǒng)PMC帶鋪設(shè)工藝為基礎(chǔ), 研究了一種裝置, 它使用激光連續(xù)固化金屬預(yù)浸料。該方案的核心是持續(xù)運(yùn)行, 或在空氣中使用“銅焊”技術(shù), 為固化金屬預(yù)浸料層利用這種技術(shù)。通過芯軸旋轉(zhuǎn), 把預(yù)浸料注入加熱區(qū)。當(dāng)涂層局部被加熱到其熔點(diǎn)時(shí), 對(duì)以前的鋪層進(jìn)行連續(xù)施壓。在頂部預(yù)浸層和底部預(yù)浸層間形成冶金連接, 如圖4a所示。Touchtone公司完成該工藝過程用的原型裝置, 如圖4b所示。完成的圓筒如圖4c所示。圖4d示出了在帶鋪放機(jī)上生產(chǎn)多層層壓制品的顯微組織。
      
       
       
       
2.6　長(zhǎng)絲纏繞
   Touchtone公司研究的另一個(gè)固化裝置是Metpreg長(zhǎng)絲纏繞。如傳統(tǒng)長(zhǎng)絲纏繞一樣, 纏繞機(jī)把潤(rùn)濕的纖維鋪放在芯軸上。在Metpreg長(zhǎng)絲纏繞的情況下, 在基體處于熔融狀態(tài)下, 固化纖維束。使用高達(dá)60%纖維體積生產(chǎn)零件。完成的長(zhǎng)絲纏繞圓筒, 在長(zhǎng)絲纏繞機(jī)上生產(chǎn)的多層層壓制品的冶金橫截面, 如圖5所示。
      
2.7　連接和修理
   使用粘結(jié)劑、焊接、錫焊、銅焊、點(diǎn)焊和超聲焊, 對(duì)金屬預(yù)浸帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配。金屬連接的優(yōu)點(diǎn)是連接強(qiáng)度高, 通常是粘接強(qiáng)度的許多倍。粘接具有簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)。
   錫焊或銅焊可以使板與板連接, 也可以使用機(jī)加工的加熱板插件連接。
   由于鋁基體的高強(qiáng)度和高剛度, 在許多設(shè)計(jì)中, 金屬預(yù)浸料MMC接頭有可能比PMC接頭輕。
雖然對(duì)修理工藝還沒有進(jìn)行過研究, 但希望通過錫焊, 銅焊或焊接, 對(duì)金屬預(yù)浸料MMC的接頭進(jìn)行修理, 并盡可能使用簡(jiǎn)單的氣焊(氧2乙炔焰) , 可以在幾分鐘內(nèi)完成。圖6示出錫焊連接。
    
3. 應(yīng)用
3.1　壓力容器/貯存箱/低溫管道
   NASA的主要目標(biāo)之一是要研究低成本加工壓力容器、貯存箱和低溫管道, 以供運(yùn)載火箭(RLV)平臺(tái)使用。低溫箱研究對(duì)RLV是至關(guān)重要的, 因?yàn)槠潴w積占飛行器的體積70% ～80%。質(zhì)量輕的鋁合金在運(yùn)載火箭燃料箱和壓力箱的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)中起了重要的作用。在NASA白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)試驗(yàn)裝置上對(duì)金屬預(yù)浸材料進(jìn)行的試驗(yàn)證明, 鋁合金有重要的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)有很低的滲透性, 因此, 使貯存氣體損耗小。
3.2　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體
   為了提高新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能并降低成本,要求采用新型材料和先進(jìn)工藝。金屬, 特別是鋼,在戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)中起了重要的作用。例如, 用于空空導(dǎo)彈的鋼殼體能夠經(jīng)受氣動(dòng)加熱, 而不需要增加材料厚度。目前研究的導(dǎo)彈設(shè)計(jì)正向較高壓力, 較高氣動(dòng)加熱溫度和高機(jī)動(dòng)性發(fā)展。較高的發(fā)動(dòng)機(jī)飛行壓力和較高的導(dǎo)彈剛度將要求采用先進(jìn)材料和制造工藝, 以使發(fā)動(dòng)機(jī)和導(dǎo)彈具有高比強(qiáng)度和比剛度。
   PMC零件通常使用昂貴的樹脂和耗時(shí)的工藝過程及樹脂固化工藝過程, 有時(shí)使用熱壓罐。Metpreg工藝有可能在質(zhì)量輕和內(nèi)部容積之間采用折衷辦法解決。該工藝可以使結(jié)構(gòu)具有鋼結(jié)構(gòu)的等值強(qiáng)度和小于鋼結(jié)構(gòu)的密度(20% ) , 并在較高溫度下不需要考慮附加的絕緣措施, 從而可以增加內(nèi)部容積。
3.3　質(zhì)量輕的運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)
   由于金屬預(yù)浸工藝能使質(zhì)量減輕, 對(duì)下一代軍用和民用運(yùn)輸工具有重要的作用。例如, 輕型無人戰(zhàn)斗機(jī)的高強(qiáng)度機(jī)體、未來裝甲車和戰(zhàn)術(shù)貨運(yùn)車用的輕型零部件。
3.4　選擇飛機(jī)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)物
   金屬預(yù)浸料對(duì)使用金屬材料和PMC不相容的問題提供獨(dú)特的解決辦法。金屬預(yù)浸料帶可以用作增強(qiáng)物, 以增強(qiáng)鋁結(jié)構(gòu), 例如蒙皮。這種方法允許設(shè)計(jì)者在給定載荷點(diǎn)自由排列纖維量和方向, 以獲得最佳設(shè)計(jì)。
4. 結(jié)　論
   金屬預(yù)浸料用于增強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu), 并使成本降低。增強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)與純金屬結(jié)構(gòu)比較, 在比強(qiáng)度和比剛度方面有明顯提高。Touchstone公司的發(fā)明工藝能夠生產(chǎn)低成本增強(qiáng)纖維的金屬預(yù)浸料, 對(duì)現(xiàn)有的PMC制造設(shè)備稍微改進(jìn), 還可以利用預(yù)浸帶生產(chǎn)MMC零部件, 使MMC零部件的總成本降低。金屬預(yù)浸工藝是一種新技術(shù), 由于金屬預(yù)浸工藝的研究和市場(chǎng)需求, 該技術(shù)必將在未來的應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

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