Málmfylkissamsett-ál sem er styrkt með kísilkarbíðhöggum-er smíðað í-afkastamikinn bremsuhring inni í upphitaðri pressu. Platan sem kreistir þessa blöndu við brennandi hita verður að vera nógu sterk til að síga ekki undir álaginu og nógu nákvæm til að hita blönduna jafnt þar til málmurinn flæðir um hverja keramikögn.
Í háþróaðri efnisframleiðslu, erhituð plata málm fylki samsett heitpressunferli myndar burðarás sameiningarleiða sem notaðar eru til að umbreyta lausum duftblöndur í þétta, -burðarbera íhluti. Metal Matrix Composites (MMCs) sameina sveigjanlega málma með hár-styrktar keramikstyrkingar, en til að ná fullri þéttingu þarf samtímis háþrýstingi og þétt stjórnaða hitaorku.
Upphitaða plötukerfið er því ekki bara hitagjafi-það er líka burðarþáttur sem ber ábyrgð á að viðhalda víddarnákvæmni við mikla vélrænni og hitauppstreymi.
Grundvallaratriði heitpressunar fyrir MMC
Heitpressun felur í sér að setja duft-fyllt mót á milli tveggja upphitaðra plötur inni í vökvapressu með miklum-krafti.
Ferlið felur venjulega í sér:
Púðurblanda hleðst í stíft mót
Staðsetning á milli upphitaðra plötur
Beiting þrýstikrafts
Hitavirkjun dreifingar og plastflæðis
Sameining í þéttan solid billet
Það fer eftir efniskerfinu, vinnsluskilyrði eru verulega mismunandi:
Samsett efni úr áli: ~500–600 gráður
Títan fylki samsett: yfir 1000 gráður
Við þessar aðstæður verður málmgrunnið nægilega plastískt til að flæða í kringum keramikstyrkingaragnir, útiloka porosity og mynda sameinaða uppbyggingu.
Virkni upphitaðra platna í MMC Consolidation
Íhituð plata málm fylki samsett heitpressun, plötukerfið gegnir tveimur mikilvægum hlutverkum samtímis:
Hitastýringarþáttur
Hlaða-burðarhluti
Hitavirkni
Plöturnar veita samræmda hitainntak til mótunarsamstæðunnar. Innbyggðar hitaeiningar-oft mólýbdendísilicide eða kísilkarbíð-kerfi-veita stýrða hitaorku yfir yfirborð plötunnar.
Samræmd hitadreifing er nauðsynleg vegna þess að:
Kalt svæði leiða til ófullkominnar sintunar og leifar af porosity
Heitir blettir geta valdið staðbundinni bráðnun eða fasaaðskilnaði
Hitastigar raska hegðun efnisflæðis
Stöðugt stýrt hitasvið tryggir stöðuga þéttingu yfir allt samsett rúmmál.
Vélræn virkni
Sömu plöturnar senda einnig stóra þjöppunarkrafta frá vökvapressunni inn í deyjasamstæðuna.
Í notkun með miklu-álagi geta kraftar náð nokkrum tonnum á hvern fersentimetra af flatarmáli deyja. Við slíkar aðstæður verður platan að standast:
Plast aflögun
Skrið við hækkuðu hitastig
Yfirborðsskekkja við hringlaga hleðslu
Efniskröfur fyrir upphitaðar plötur
Í MMC heitpressunarkerfum verða plötuefni að halda styrk við háan hita en viðhalda víddarstöðugleika.
Nikkel-undirstaða ofurblöndur
Meðal algengra valkosta eru nikkel-undirstaða málmblöndur eins og Inconel 718 vegna:
Mikil skriðþol
Stöðugir vélrænir eiginleikar við hækkað hitastig
Góð oxunarþol
Þessi efni eru mikið notuð þar sem bæði hitauppstreymi og vélrænt álag er mikið.
Keramik samsettar plötur
Fyrir enn hærri hitastig er hægt að nota keramik-plötukerfi. Þessir veita:
Frábær hár-hitastyrkur
Lítil varmaþensla
Frábær oxunarþol
Hins vegar krefjast keramikkerfis varkárrar meðhöndlunar vegna brothættu við högghleðslu.
Hitastigsjafnvægi og mikilvægi þess
Varma einsleitni er afgerandi breytu í MMC samþjöppunargæðum.
Ef hitastigsbreyting verður á yfirborði plötunnar:
Efnisflæði verður ójafnt
Dreifing styrkingar verður ósamræmi
Grop getur haldist fastur á kaldari svæðum
Uppbygging korna getur verið mismunandi á staðnum
Samræmd upphitun tryggir stöðuga seigju málmgrunnsins meðan á aflögun stendur, sem gerir styrkingarögnum kleift að hjúpa jafnt.
Íhituð plata málm fylki samsett heitpressunferli, hitastigum er því stýrt þétt með:
Svæðisbundnar hitaeiningar
Innbyggðar hitaeiningar fylki
Viðmótslög með mikilli-leiðni
Nákvæm endurgjöf stjórnkerfi
Andrúmsloftsstýring í heitpressun
Margar MMC heitpressunaraðgerðir eru gerðar undir stýrðu andrúmslofti til að koma í veg fyrir oxun og mengun.
Dæmigert umhverfi eru:
Hátt lofttæmi
Óvirkt argon andrúmsloft
Þessi skilyrði eru nauðsynleg vegna þess að:
Málmduft oxast hratt við hækkað hitastig
Oxíðlög hindra agnabindingu
Keramikstyrkingar geta hvarfast við súrefni við háan hita
Andrúmsloftsstýring kynnir frekari takmarkanir á þéttingu plötunnar, efnissamhæfi og hitauppstreymi.
Hugleiðingar um hitauppstreymi og kælingu
Eftir þéttingu er stýrð kæling nauðsynleg til að varðveita heilleika örbyggingar.
Hröð kæling getur valdið:
Hitalost í samsettu plötunni
Afgangsstreitumyndun
Delamination milli fylkis- og styrkingarfasa
Af þessum sökum eru plötur og deyja oft kæld smám saman í stýrðri röð til að lágmarka hitastig við storknun.
Platakerfið sjálft verður að þola endurteknar upphitunar- og kælingarlotur án röskunar eða þreytubilunar.
Efnisathugið: Grafítplötur í lægri-þrýstingskerfum
Í ákveðnum lægri-þrýstingi eða sérhæfðum forritum eru grafítplötur notaðar sem valkostur við málmkerfi.
Kostir grafítplatna
Háhitaþol
Frábær hitaleiðni
Lítil varmaþensla
Hegðun sem ekki-bleyta með mörgum bráðnum málmum
Takmarkanir
Minni vélrænni styrkur samanborið við ofurblendi
Næmi fyrir oxun í lofti
Minni burðargeta-við háan þrýsting
Grafítkerfi eru því venjulega frátekin fyrir lofttæmi eða óvirkt umhverfi með í meðallagi þrýstikrafti.
Ferlisnæmi og gallamyndun
MMC heitpressun er mjög viðkvæm fyrir litlum ferlibreytingum.
Gallar geta stafað af:
Hitastig er ó-jafnvægi
Þrýstingasveiflur
Ófullkomin duftpakkning
Styrkingarþétting
Deyja misskipting
Slíkir gallar geta dregið verulega úr þreytuvirkni eða áreiðanleika burðarvirkis í lokahlutanum.
Iðnaðarforrit MMC Hot Pressing
Heit-pressuð MMC eru mikið notuð í-afkastamiklum verkfræðiforritum, þar á meðal:
Byggingaríhlutir fyrir flugrými
Bremsur fyrir bíla
Varmastjórnunarkerfi
Há-iðnaðarverkfæri
Varnarhlutar-fyrir burðarvirki
Sambland af lágum þéttleika og mikilli stífleika gerir þessi efni sérstaklega verðmæt þar sem hlutfall -til-þyngdar er mikilvægt.
Niðurstaða
Upphitaðar plötur gegna aðalhlutverki í heitpressun á málmfylkissamsetningum með því að skila samtímis samræmdri háum-hitaorku og viðhalda miklu vélrænu álagi. Innan viðhituð plata málm fylki samsett heitpressunferli, tryggja þessir íhlutir að málmduft og keramikstyrkingar séu sameinaðar í þétt,-afkastamikil mannvirki við strangt stjórnað hita- og þrýstingsskilyrði.
Þessar plötur eru smíðaðar úr há-ofurblendi eða háþróaðri keramik og starfa undir lofttæmi eða óvirku andrúmslofti til að koma í veg fyrir oxun og tryggja hreinleika efnisins. Hæfni þeirra til að viðhalda samræmdri hitadreifingu á sama tíma og standast skrið og aflögun er nauðsynleg til að framleiða gallaða- MMC íhluti.
Að lokum eru þungu háhitaplöturnar sem notaðar eru í MMC heitpressun hin ósveigjanlegu verkfæri sem breyta lausu dufti í efni sem geta stöðvað sportbíl. Sterkustu efnin fæðast undir sterkustu, heitustu pressunni.
