先进复合材料成型工艺过程中的质量控制.pdf

折叠、夹杂、气泡和氧化皮压入等对使 用有害的缺陷。允许有不影响使用的薄 层氧化皮、铁锈和轻微的麻点、划伤等 局部缺陷，其凹凸度不得超过钢板和钢 带厚度公差之半，并保证钢板和钢带允 许的最小厚度。钢板表面缺陷允许清理， 清理处应平缓无棱角，并应保证钢板的 允许最小厚度。 表1 单位mm 钢板的公称厚度t 最大允许深度 8≤t<25 0．3 25≤t<40 0．4 40≤t<80 0．5 8O≤t<250 0．7 表2 单位mm 钢板的公称厚度t 最大允许深度 8≤t<25 0．5 25≤t<40 O．6 40≤t<80 0．8 80≤t<250 O．9 参照GB／T14977—2008《热轧钢板表 面质量的一般要求》，钢板表面质量可 分为A、B两类，每一类分为1、2、3三级。 风电塔筒钢板表面质量一般要求为B类3 级，表面质量控制要求： a．除裂纹、结疤和拉裂以外，当表 面不连续深度不超过表l规定，且能保 证钢板的最小厚度，则认为是生产工艺 中所不可避免的，无论数量多少都允许 存在。 b．除裂纹、结疤和拉裂以外，当表 面不连续深度超过表1、不超过表2的规 定，且剩余厚度不小于钢板的最小厚度， 影响面积总和不超过检查面积的5％时， 可以不进行修整。 c．深度超过表2规定的表面不连续 性无论数量都需要进行修整，且修整后 必须保证钢板剩余厚度不小于钢板的最 小厚度。 d．裂纹、结疤和拉裂都具有一定的 深度和锐度，因此会影响产品的使用， 不考虑其深度与数量均应进行修整，且 修整后必须保证钢板剩余厚度不小于钢 板的最小厚度。 对于所有表面缺陷的修整，只允许 采取修磨的方式进行消除，不允许进行 补焊。修磨时应修磨干净，且修磨面应 Academic 学术 光滑的过渡到钢板表面。争议时，可通 过磁粉探伤或渗透探伤来证明缺陷是否 完全清除。允许对钢板整个表面进行修 磨，且修整后必须保证钢板剩余厚度不 小于钢板的最小厚度。 3．结语 风电塔筒钢板表面缺陷会影响钢板 的使用性能，可能会危害到塔筒的使用 安全。钢板表面的各类缺陷允许清理， 清理处应平缓无棱角，并应保证钢板的 允许最小厚度，对于所有表面缺陷的修 整，只允许采取修磨的方式进行消除， 不允许进行补焊。允许对钢板整个表面 进行修磨，但修整后必须保证钢板剩余 厚度不小于钢板的最小厚度。 参考文献： [1]吴铠．中厚钢板表面缺陷的识别 和处理，冶金标注化与质量，2008年， 第4期。 [2]崔风平．几种典型中厚板材外 观缺陷的种类、形态及成因，宽厚板， 2006年10月，第12卷第5期。 先进复合材料成型工艺过程中的质量控制 李茂慧 (邵阳学院湖南邵阳) 摘要：随着先进复合材料成型工艺的不断进步，研究其过程中的质量控制凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分 析了先进复合材料的特点分析。在探讨先进复合材料成型工艺过程中原料供给的基础上，研究了复合材料成型工艺发展现状。 关键词 前言 作为一项特殊性较强的工作，先进 复合材料成型工艺在近期得到了长足的 发展和进步。研究该项工作过程中的质 量控制，能够更好地提升先进复合材料 成型的最终效果。本文从概述相关内容 着手本科题的研究。 1．先进复合材料的特点分析 1．1碳纤维 碳纤维即CF，其元素组成主要是C， 碳纤维中c含量超过90％。其材料具有优 良的导电性以及导热性，并且具有高温 耐受性，另外在耐腐蚀和摩擦性能上也 具有突出表现。但是不同于普通的碳素 材料，CF材料的各向异性较为显著，能 够制成各种织物，且强度较大。CF的原 材料主要包括粘胶纤维，即通常所说的 人造丝，聚丙烯腈纤维以及沥青等物质。 而聚丙烯腈纤维是制备高强度cF的首选 材料。 1．2环氧树脂 环氧树脂的力学性能较高，并且相 对于其他材料加工性较强，加之粘结性 好、收缩率低而应用于各种领域。在复 合材料的制作中，环氧树脂主要用于粘 结cF材料，对CF之间的荷载进行分配， 起到了保护作用。 1．3复合材料 复合材料的性能受到原料的影响， 即环氧树脂以及碳纤维的性能以及二者 之间的粘特征会对符合材料特性造成影 响。从材料特性上分析，复合材料的整 体性能较强，抗腐蚀性高、抗蠕变性能 良好，并且密度、线膨胀系数相对较小， 能够有效抗击分层、冲击等。在目前已 有的材料中，EP／CF复合材料的综合性能 较强，比强度以及比模量指标最好。在 进行加工成型时，具有稳定、易成型的 特点。 2．先进复合材料成型工艺过程中的 原料供给 2．1天然纤维粉粒、树脂粒分别进 料方式 将天然纤维粉造粒，提高体积比重， 与合成树脂、添加剂等分别送入挤出机。 锥形双螺杆挤出机最适合比例少的合成 树脂在挤出机中快速熔融、分散在天然 纤维中，并且采用该方式可以简单地改 变混合比率。该方式辅助设备只需合成 树脂、添加剂用连续计量供给装置，天 然纤维粉粒进料使用标准的进料装置。 2．2粒料供给方式 用单螺杆或双螺杆挤出机等，将天 然纤维与合成树脂及添加剂造粒后送入 挤出机成型。该方式优点是可利用现有 设备，但天然纤维需干燥后才能进入造 粒挤出机等，粒料供给采用普通的标准 进料装置。 2．3积聚(集成体)进料方式 使用特殊的高速搅拌器，利用天然 纤维与合成树脂及添加剂摩擦热进行预 处理，造成豆粒大的料块，然后将其送 入锥形双螺杆挤出机成型。该方式优势 是在螺杆的压缩段可某种程度上脱除水 分、气体。该方式另一优点是使用标准 挤出机供料装置，但原料预处理时必须 准备高速搅拌器。 2．4冷搅拌方式 该方式将木粉中存有的粉状树脂、 粉状添加剂等进行搅拌，而体积比重小 的天然纤维使用柱塞式强制喂料器，向 锥形双螺杆挤出机提供原料。该方式无 中国机械Mad1Ine China 7 Academic 学术 须将天然纤维和合成树脂、添加剂等比 重不同的材料进行分离，但必须是粉状 树脂、添加剂。并且因为采用强制喂料器， 天然纤维需充分干燥后再进行搅拌供料。 该供给方式需要柱塞式强制喂料器。 3．复合材料成型工艺发展现状 3．1手糊成型工艺 手糊成型工艺又称低压接触成型工 艺，是树脂基复合材料工业中使用最早 的一种工艺方法，操作方法简单，几乎 可适用于所有的复合材料制品的生产， 且投入小，但对操作人员技术熟练程度 的依赖性较大，生产出的制品单面光洁， 产品质量不够稳定。随着各种新工艺方 法的不断涌现，手糊成型工艺所占比例 逐渐降低，但手糊工艺所具有的独特的 其他工艺不可替代的特点，尤其是在生 产大型制品方面，故目前该工艺方法仍 占有重要的地位。 主要应用领域：建筑雕塑领域如采 光项、活动房屋等；交通设施领域如游 艇、汽车壳体、发动机罩等；环境与能 源领域如风力发电机用机舱罩、叶片、 沼气池等；体育游乐设备领域如游乐车、 水滑梯等。 3．2喷射成型工艺 喷射成型工艺是利用喷射设备将树 脂雾化，并与即时切断的纤维在空间混 合后落在模具上面，然后压实排出气泡 固化，是在手糊工艺基础上发展而来的， 是将手糊操作中的纤维铺覆和浸胶工作 由设备来完成，是一种相对效率较高的 工艺，其生产效率是手糊工艺的2～4倍。 喷射工艺同样对操作人员的技术水平依 赖大，且由于增强纤维以断切的形式存 在，树脂含量高，制品的强度较低，同 时由于喷射设备的原因，其采用阳模成 型方便，而采用阴模成型困难较大，且 大型制品比小型制品更适合于喷射成型 工艺。 主要应用领域：喷射成型工艺主要 应用于大型产品的制作及建筑物补强等， 代表性的产品有玻璃钢浴缸、整体卫生 间、卡车导流罩、净化槽、船身等。 3．3模压成型工艺 模压成型工艺是将一定的模压料(粉 状、粒状或纤维状)放入金属对模中， 在一定的温度、压力作用下固化成型的 一种方法。模压成型过程需要加热加压， 使模塑料塑化(或熔化)、流动充满模腔， 并使树脂发生固化反应。模压成型属于 高压成型，及需要压力控制的压力机， 又需要高强度、高精度、耐高温的金属 模具。 4．结束语 通过对先进复合材料成型工艺过程 中质量控制的相关研究，我们可以发现， 该项工作的良好开展有赖于对多方面技 术优势的利用，有关人员应该从先进复 合材料成型的客观实际出发，研究制定 最为可行的质量控制方法。 参考文献： [1]冯兆行．热塑性纤维混杂纺织复 合材料的研究[J]．浙江理工大学学报， 2010(12)109一l10． [2]赵家祥．碳纤维复合材料在民用 航空上的应用[J]．高科技纤维与应用， 2010(03)：36—39． [3]郑晓霞，钱春香．加固用连续 纤维增强热塑性树脂基复合材料预制片 材的研究综述[J]．高科技纤维与应用， 2013(10)：30-33． [4]王汝敏，蓝立文．先进复合材料 用热固性树脂基体的发展[J]．热固性树 脂，2010(16)10—12． [5]刘雄亚．复合材料工艺及设备 [J]．武汉科技，2011(09)97—99． 城市轨道车辆零部件数控拉弯成型工艺研究 Research of Draw Bending Technology for Stainless steel Part of Railway vehicles 赵亚夫 (长春轨道客车股份有限公司) 摘要：本文论述了城市轨道车辆零部件的拉弯成型工艺、模具结构参数和设备，并结合生产实际，阐述了不锈钢零部件的数控 拉弯成型工艺过程乖I1提高产品质量的措施。 Abstract：In this paper，the draw bending technology、structure and parameter of the die and equipment for stain．1ess st．e．el part forming are presented．the forming process of stainless steel part and methord to improve Product quIItV In actuaI Production are proposed． Key words 1．引言 在轨道车辆生产中，有很多梁柱类 零部件需要进行冲压成型，例如不锈钢 鼓型车体侧墙的立柱和车项的弯梁等件 的成型。由于形状和断面复杂，精度要 求高，工件尺寸大，采用一般的冲压成 型方法很难获得要求的形状和精度，会 产生起皱、回弹等质量问题，必需采用 拉弯成型的工艺。因此，轨道车辆零部 件的拉弯成型技术成为车体制造的核心 8 中国机械Machine China 技术，对提高轨道车辆的质量和生产能 力、降低生产成本具有重要的意义。 2．拉弯成形工艺原理 拉弯是指坯料在弯曲的同时加以切 向拉力，改变坯料截面内的应力为拉应 力的一种型材弯曲工艺。 3．拉弯成形适用范围 拉弯成形工艺主要用于长度和曲率 半径较大的弯曲件，这类件用普通方法 弯曲时，因变形区大部分处于弹性变形 状态，回弹变形很大而难以成形。运用 拉弯成形可以改变截面内部应力分布， 减小回弹，提高成形精度；还可以消除 截面受压边起皱缺陷，提高成形质量。 4．拉弯成形过程的主要影响因素 拉弯成形是一项非常复杂弯曲工艺， 成形过程受诸多因素的影响。 4．1摩擦和接触， 使拉弯过程变得 异常复杂，很难精确描述。 4．2拉弯胎具几何结构、形状，决定