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1、A。怕NcE。coMP。s吒sTEcH愀。GY先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)Cf／Mg復(fù)合材料異形纖維預(yù)成形體制備方法木PreparationMethodsofShapedPreformsforCf／MgComposites西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院房鑫齊樂華周計(jì)明衛(wèi)新亮關(guān)俊濤張麗丹【摘要】針對(duì)Cf，qVlg復(fù)合材料異形纖維預(yù)成形體制備成本高、難度大等問題，提出了纖維0／900等比例鋪放、OO／900不等比例鋪放、纖維纏繞定型、纖維編織加固等4種不同的預(yù)成形體制備方法。結(jié)果表明：內(nèi)層采用碳纖維柬環(huán)向纏繞可對(duì)預(yù)成形體進(jìn)行有效增強(qiáng)，保證織物排列緊密，
2、避免剪切造成的織物蓬松等問題，體積分?jǐn)?shù)可提高至40％左右；表層采用編織工藝整體加固可以有效抵抗液態(tài)金屬?zèng)_刷，尺寸穩(wěn)定性良好，較未使用編織加固前提高了65％。關(guān)鍵詞：C，／Mg復(fù)合材料異形纖維預(yù)成形體制備【ABSTRACT】Inordertosolvehighcost，difficul-tyinfabricatingCf／Mgcompositesshapedpreforms，fourfabricatingprocessesnamed‘‘00／90。equalproportionfiberplacement”，‘‘00／90。un
3、equalproportionfiberplacement”，’’filamentwindingstereotype’’and‘‘weavingreinforcement”areproposed．Theexperimentalresultsshowthattheper-formanceofpreformsfabricatedbyinnerlayerfilamentwindingissignificantlyimproved．Fibersarecloselyar·ranged，textileflufrycausedbycutti
4、ngisavoided，thus，thevolumefractioncanbeincreasedtoabout40％．Preformsfabricatedbysurfacelayerweavingreinforcementcanre—sisttheerosionofliquidmetaleffectively．Comparedwithpreformsunusedweavingreinforcement，dimensionstabil—ityisimprovedby65％．Keywords：Cf／MgcompositesShap
5、edPer—formsPreparationDOI：10．16080巧．issnl671—833x．2015．19．095碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料(Cf／Mg)具有高比強(qiáng)度、比模量、低熱膨脹系數(shù)以及良好的阻尼性能，已在航空航天和汽車工業(yè)中得到應(yīng)用[I-31，主要用于制造大型的、質(zhì)量輕的構(gòu)件，如光學(xué)系統(tǒng)反射鏡14l、衛(wèi)星和雷達(dá)天線、波導(dǎo)管瞪】、航天站的安裝板陋1等。隨著Cf／Mg復(fù)合材料應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，成本問題成為制造業(yè)日益關(guān)注的焦點(diǎn)。在復(fù)合材料成本構(gòu)成中制造成本約占60％～70％，+國家自然科學(xué)基金(51275417，51221
6、001)和國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(2013AA8011004B)資助項(xiàng)目。其中纖維預(yù)成形體占制造成本的25％【7I左右，高的預(yù)成形體制造成本已成為限制Cf／Mg復(fù)合材料構(gòu)件廣泛應(yīng)用的瓶頸。碳纖維預(yù)成形體的現(xiàn)有制備技術(shù)主要包括纖維鋪放、纏繞、縫合、編織[810AlliantTeehsystems公司采用纖維鋪放工藝成功制備出風(fēng)扇機(jī)匣和Atlas5型運(yùn)載火箭的預(yù)成形體【9】。美國宇航局和空軍材料研究室采用纖維纏繞工藝成功研制出北極星A3導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼預(yù)成形體”01。道格拉斯公司采用縫合工藝制備的預(yù)成形體已在機(jī)翼和機(jī)身蒙
7、皮上得到應(yīng)用
8、1rioBoeing公司采用三維編織工藝研制了“J”形機(jī)骨架預(yù)成形體[1210然而，以上工藝需要昂貴的配套設(shè)施支持，存在工藝投資大、成本附加值高的問題，不適于制備異形纖維預(yù)成形體。本文結(jié)合現(xiàn)有制備技術(shù)提出了復(fù)合式制備工藝，采用已開發(fā)的成形裝置制備了4種纖維預(yù)成形體，通過研究纖維預(yù)成形體的成形性及其影響因素，為Cf／Mg復(fù)合材料異形纖維預(yù)成形體制備提供理論基礎(chǔ)。1纖維預(yù)成形體制備方法1．1試樣結(jié)構(gòu)及原材料Cf／Mg復(fù)合材料異形預(yù)成形體包括錐筒段和直筒段2部分，其中錐筒段上部帶有內(nèi)凸緣，直筒段下部帶有外凸緣，如圖1所
9、示，試樣尺寸如下：試樣總高160mm，直筒段高80mm，外徑90mm，錐筒段錐度為18。，試樣壁厚2mm，內(nèi)外凸緣寬度為6ram．圖1異形預(yù)成形體剖視圖Fig．1Cutawayviewofshapedpreform2015年第19期·航空制造技術(shù)95圖6試樣尺寸穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果
