四種復合材料加工工藝

A. 復合材料的常規機械加工方法

(一)
鋸切
玻璃纖維增強熱固性基體層壓板，採用手鋸或圓鋸切割。
熱塑性復合材料採用帶鋸和圓鋸等常用工具時要加冷卻劑。石墨／環氧復合材料最好用鑲有硬質合金的刀具切割。鋸切時控制鋸子力度對保證鋸面質量至關重要。雖然鋸切溫度也是一種要控制的因素，但一般影響不大，因鋸切時碰到的最高溫度一般不會超過環氧樹脂的軟化溫度(182℃)。
金屬基復合材料可用鑲有金剛石的線鋸鋸切，不過其切割速度較慢，而且只能作直線鋸切。採用金剛石砂輪對陶瓷基復合材料進行常規鋸切，可有兩種速度：一種是250r/min，另一種是4000r/min。這種鋸切會使切割面的陶瓷基復合材料有相當大的損壞。不過在較高鋸切速度時，損壞雖大，但斷面較為均勻。
(二)
鑽孔和仿形銑
在復合材料上鑽孔或作仿形銑時，一般採用干法。大多數熱固性復合材料層合板經鑽孔和仿形銑後會產生收縮，因此精加工時要考慮一定的餘量，即鑽頭或仿形銑刀尺寸要略大於孔徑尺寸，並用碳化鎢或金剛石鑽頭或仿形銑刀。鑽孔時最好用墊板墊好，以免邊緣分層和外層撕裂。另外鑽頭必須保持鋒利，必須採用快速除去鑽屑和使工件溫升最小的工藝。
熱塑性復合材料鑽孔時，更要避免過熱和鑽屑的堆積，為此鑽頭應有特定螺旋角，有寬而光滑的退屑槽，鑽頭錐尖要用特殊材料製造。一般鑽頭刃磨後的螺旋角約為10-15°，後角為9－20°，鑽頭錐角為60－120°。採用的鑽速不僅與被鑽材料有關，而且還與鑽孔大小和鑽孔深度有關。一般手電筒鑽轉速為900r/min時效果最佳，而固定式風鑽則在轉速為2100r/min和進給量為1.3mm/s時效果最佳。
(三)
銑削、切割、車削和磨削
聚合物基復合材料用常規普通車床或台式車床就可方便地進行車削、鏜削和切割。目前加工刀具常用高速鋼、碳化鎢和金剛石刀頭。採用砂磨或磨削可加工出高精度的聚合物基復合材料零部件。最常用的是粒度為30-240的砂帶或鼓式砂輪機。大多數市售商用磨料均可使用，但最好採用合成樹脂粘接的碳化硅磨料。熱塑性聚合物基復合材料用常規機械打磨時，要加冷卻劑，以防磨料阻塞。磨削有兩種機械可用，一種是濕法砂帶磨床，另一種是干法或濕法研磨盤。使用碳化硅或氧化鋁砂輪研磨時不要用流動冷卻劑，以防工件變軟。
復合材料層合板採用一般工藝就能在標准機床上銑削。黃銅銑刀、高速鋼銑刀、碳化鎢銑刀和金剛石銑刀均可使用。銑刀後角必須磨成7-12°，銑削刃要鋒利。高速鋼銑刀的銑削速度建議採用180-300
m/min，進刀量採用0.05-0.13
mm/r，採用風冷。
熱塑性復合材料可以用金屬加工車床和銑床加工。高速鋼刀具只要保持鋒利，就能有效使用。當然採用碳化鎢或金剛石刀具效果更好。
金屬基復合材料一般用切割、車削、銑削和磨削就可加工。對大多數金屬基復合材料而言，獲得優良機加工產品的前提是刀具要鋒利、切削速度要適當、要供給充足冷卻液或潤滑劑和進給速度要快。

B. 復合材料的機械加工特點有什麼簡單介紹

一、玻璃纖維復合材料
玻璃鋼是玻璃纖維增強熱固性樹脂基復合材料的俗稱，屬難切削材料。玻璃鋼有酚醛樹脂基、環氧樹脂基、不飽和聚酯樹脂基等。玻璃纖維填料的主要成分是SiO2，堅硬耐磨，強度高，耐熱，比木粉作填料的塑料可切性差。
樹脂基體不同，可切削性也不相同。環氧樹脂基比酚醛樹脂基難切削。試驗證明，切削玻璃鋼的刀具材料以高速鋼磨損最嚴重，P類及M類硬質合金磨損也大，以K類磨損最小。K類中又以含鈷量最少的K10最耐磨損，而用金剛石或立方氮化硼刀具切削加工玻璃鋼，可大大提高生產效率。選擇刀具幾何參數時，對玻璃纖維含量高的玻璃鋼板材、模壓材料和纏繞材料，使r0=20~25°；對纖維纏繞材料，使r0＝20~30°。
由於玻璃鋼回彈性較大，後角要選大值，使a0＝8~14°；副偏角小些，可降低表面粗糙度，精車時為6~8°。加工易脫層、起毛的卷管和纖維纏繞玻璃鋼，應採用6~15°刃傾角。切削時v＝40~100m/min，f＝0.1~0.5mm/r，aP＝0.5~3.5mm，精車時aP＝0.05~0.2mm。
二、熱塑性樹脂基復合材料
熱塑性樹脂基復合材料機械加工的基本加工特點是：
1)加工時加冷卻劑，以避免過熱，過熱會使工件熔化；
2)採用高速切削；
3)切削刀具要有足夠容量的排屑槽；
4)採用小的背吃刀量和小的進給量；
5)車刀應磨成一定的傾角，以盡量減少刀具切削力和推力；
6)熱塑性復合材料鑽孔應用麻花鑽；
7)應採用碳化鎢或金剛砂刀具，或用特殊的塑料用高速鋼刀具；
8)工件必須適當支承(背部墊實)，以避免切削壓力造成的分層；
9)精密機械加工時，要考慮塑性記憶和加工車間的室溫；
10)刀頭和刀具要鋒利，鈍刀具會增加工件上的切削力。
三、金屬基復合材料
金屬基復合材料(MMC)的最大特點是成型性能好，一次成型後已基本能滿足使用要求。但是隨著復合材料應用領域的擴大，特別是MMC在工業及宇航領域中的應用，對這種材料的加工和精加工日趨重要。例如美國製造的大型SiC/Al板材，需採用噴水切割並用標准鋼連接件固定在金屬基復合材料樑上，戰術導彈上用的體積百分比為25%SiC顆粒增強2124鋁基復合材料的擠壓毛坯必須採用金剛石刀具加工後才能應用，這樣就相應產生了水切割、鑽孔、車削等二次加工工藝。
傳統的切割、車削、銑削、磨削等工藝一般都可用於MMC，但是刀具磨損較嚴重，往往隨著增強材料體積分數和尺寸的增大而加劇。且大顆粒或纖維抵抗脫落的能力較強，因而刀具所受應力較強。因此，對於一些單纖維增強的MMC，往往必須用有金剛石尖或鑲嵌有金剛石的刀具。對於短纖維或粒子復合材料，有時也採用碳化鎢或高速鋼工具。增強體的強度對刀具的磨損也有影響。一般增強體的強度越高，切削加工就越困難。研究發現，碳化硅晶須增強的鋁基復合材料要比其它鋁基復合材料難加工。對於多數MMC，使用銳利的刀具，合適的切削速度，大量的冷卻/潤滑劑和較大的進刀量，可以得到很好的效果。一般來說，金剛石刀具要比硬質合金及陶瓷刀具好，可更適用於高速車削。反過來，如果使用碳化物刀具，若車削速度低，則刀具壽命長。線鋸也可用來割MMC，但一般速度較慢，只能切直線。
由於復合材料與傳統材料有著不同的特點，所以復合材料的切削加工與金屬材料有著本質的區別，因此不能將從加工傳統材料中獲得的經驗和知識直接應用於復合材料的加工，必須通過新途徑對其加工性能進行研究。

C. 復合材料成型工藝有哪些我國民營企業有哪些企業復合材料做的好

復合材料成型工藝是復合材料工業的發展基礎和條件。隨著復合材料應用領域的拓寬，復合材料版工業得到迅速權發展，老的成型工藝日臻完善，新的成型方法不斷涌現，目前聚合物基復合材料的成型方法已有20多種，並成功地用於工業生產。如：
（1）手糊成型工藝--濕法鋪層成型法；
（2）噴射成型工藝；
（3）樹脂傳遞模塑成型技術（RTM技術）；
（4）袋壓法（壓力袋法）成型；
（5）真空袋壓成型；
（6）熱壓罐成型技術；
（7）液壓釜法成型技術；
（8）熱膨脹模塑法成型技術；
（9）夾層結構成型技術；
（10）模壓料生產工藝；
（11）ZMC模壓料注射技術；
（12）模壓成型工藝；
（13）層合板生產技術；
（14）卷制管成型技術；
（15）纖維纏繞製品成型技術；
（16）連續制板生產工藝；
（17）澆鑄成型技術；
（18）拉擠成型工藝；
（19）連續纏繞制管工藝；
（20）編織復合材料製造技術；
（21）熱塑性片狀模塑料製造技術及冷模沖壓成型工藝；
（22）注射成型工藝；
（23）擠出成型工藝；
（24）離心澆鑄制管成型工藝；
（25）其它成型技術。
至於有哪些企業為避免廣告嫌疑，看官可另行檢索。

D. 復合材料的製造方法有哪些,請至少舉例說明4種。

一，模壓
二，纏繞
三，擠拉
四，熱壓罐
五，RTM模塑傳遞成型
東莞市瑞蒙實業

E. 復合材料預浸料的製造方法主要有哪幾種

預浸料成型工藝主要有真空袋工藝、熱壓罐工藝、模壓工藝、搓管工藝、拉擠成型版工藝、輥壓成型權工藝、纏繞成型工藝、壓力袋工藝等。其中真空袋工藝主要用在船舶工業鐵道系統內裝飾，熱壓罐工藝主要用在高質量復合材料，模壓工藝主要用在平板、體育用品、雪撬、工業品，搓管工藝主要用在釣魚桿、滑雪桿、高爾夫球桿、管件，壓力袋工藝主要用在桅桿、天線桿、各種管件。

F. 復合材料的制備方法

羥基磷來灰石(HA)是骨組織自的主要無機成分，其生物相容性好，具有較高的生物活性，能夠與骨組織形成化學鍵合，但其脆性和不易加工性也限制了其應用。聚己內酯(PCL)是一種具有良好的生物相容性和物理機械性能的可降解聚酯材料，但缺乏生物活性。而天然骨主要是由納米HA和膠原質構成的，可看作在基體中含有納米晶體的雙相復合材料。因此，從仿生角度出發，模擬人體骨的結構，以有機高分子特別是可降解高分子材料為基體，以HA為增強相制備的復合材料可以綜合二者的性能，揚長避短，優勢互補，可望得到一種理想的骨修復材料。

G. 目前金屬基復合材料的制備工藝主要有哪些

（一）粉末冶金復合法
粉末冶金復合法基本原理與常規的粉末冶金法相同，包括燒結成形法、燒結制坯加塑法加工成形法等適合於分散強化型復合材料（顆粒強化或纖維強化型復合材料）的制備與成型。粉末冶金復合法的工藝主要優點是：基體金屬或合金的成分可自由選擇，基體金屬與強化顆粒之間不易發生反應；可自由選擇強化顆粒的種類、尺寸，還可多種顆粒強化；強化顆粒添加量的范圍大；較容易實現顆粒均勻化。缺點是：工藝復雜，成本高；製品形狀、尺寸受限制；微細強化顆粒的均勻分散困難；顆粒與基體的界面不如鑄造復合材料等。
（二）鑄造凝固成型法
鑄造凝固成型法是在基體金屬處於熔融狀態下進行復合。主要方法有攪拌鑄造法、液相滲和法和共噴射沉積法等。鑄造凝固成型鑄造復合材料具有工藝簡單化、製品質量好等特點，工業應用較廣泛。
1、原生鑄造復合法
原生鑄造復合法（也稱液相接觸反應合成技術Liquid Contact Reaction：LCR）是將生產強化顆粒的原料加到熔融基體金屬中，利用高溫下的化學反應強化相，然後通過澆鑄成形。這種工藝的特點是顆粒與基體材料之間的結合狀態良好，顆粒細小（0.25～1.5μm），均勻彌散，含量可高達40%，故能獲得高性能復合材料。常用的元素粉末有鈦、碳、硼等，化合物粉末有Al2O3、TiO2、B2O3等。該方法可用於制備A1基、Mg基、Cu基、Ti基、Fe基、Ni基復合材料，強化相可以是硼化物、碳化物、氮化物等。
2、攪拌鑄造法
攪拌鑄造法也稱摻和鑄造法等，是在熔化金屬中加入陶瓷顆粒，經均勻攪拌後澆入鑄模中獲得製品或二次加工坯料，此法易於實現能大批量生成，成本較低。該方法在鋁基復合材料的制備方面應用較廣，但其主要缺點是基體金屬與強化顆粒的組合受限制。原因有兩方面：①強化顆粒與熔體基本金屬之間容易產生化學反應；②強化顆粒不易均勻分散在鋁合金一類的合金熔體中，這是由於陶瓷顆粒與鋁合金的潤滑性較差，另一個問題是陶瓷顆粒容易與溶質原子一起在枝晶間產生偏析。
3、半固態復合鑄造法
半固態復合鑄造法是從半固態鑄造法發展而來的。通常金屬凝固時，初生晶以枝晶方式長大，固相率達0.2%左右時枝晶就形成連續網路骨架，失去宏觀流動性。如果在液態金屬從液相到固相冷卻過程中進行強烈攪拌則使樹枝晶網路骨架被打碎而保留分散的顆粒狀組織形態，懸浮於剩餘液相中，這種顆粒狀非枝晶的微組織在固相率達0.5%～0.6%仍具有一定的流變性。液固相共存的半固態合金因具有流變性，可以進行流變鑄造；半固態漿液同時具有觸變性，可將流變鑄錠重新加熱到固、液相變點軟化，由於壓鑄時澆口處及型壁的剪切作用，可恢復流變性而充滿鑄型。強化顆粒或短纖維強化材料加入到受強烈攪拌的半固態合金中，由於半固態漿液球狀碎晶粒對添加顆粒的分散和捕捉作用，既防止顆粒的凝聚和偏析，又使顆粒在漿液中均勻分布，改善了潤濕性並促進界面的結合。
4、含浸凝固法（MI技術）
含浸凝固法是一種將預先制備的含有較高孔隙率的強化相成形體含浸於熔融基體金屬之中，讓基體金屬浸透預成型體後，使其凝固以制備復合材料的方法。有加壓含浸和非加壓含浸兩種方法。含浸法適合於強化相與熔融基體金屬之間潤濕性很差的復合材料的制備。強化相含量可高達30%～80%；強化相與熔融金屬之間的反應得到抑止，不易產生偏折。但用顆粒作強化相時，預成形體的制備較困難，通常採用晶須、短纖維制備預成形體。熔體金屬不易浸透至預成形體的內部，大尺寸復合材料的制備較困難。
5、離心鑄造法
廣泛應用於空心件鑄造成形的離心鑄造法，可以通過兩次鑄造成型法成形雙金屬層狀復合材料，此方法簡單，具有成本低、鑄件緻密度高等優點，但是界面質量不易控制，難以形成連續長尺寸的復合材料。
6、加壓凝固鑄造法
該法是將金屬液澆注鑄型後，加壓使金屬液在壓力下凝固。金屬從液態到凝固均處於高壓下，故能充分浸滲，補縮並防止產生氣孔，得到緻密鑄件。鑄、鍛相結合的方法又稱擠壓鑄造、液態模鍛、鍛鑄法等。加壓凝固鑄造法可制備較復雜的MMCs零件，亦可局部增強。由於復合材料易在熔融狀態下壓力復合，故結合十分牢固，可獲得力學性能很高的零件。這種高溫下製成的復合坯，二次成型比較方便，可進行各種熱處理，達到對材料的多種要求。
7、熱浸鍍與反向凝固法
熱浸鍍與反向凝固法都是用來制備連續長尺寸包覆材料的方法。熱浸鍍主要用於線材的連續鍍層，主要控制通過鍍層區的長度和芯線通過該區的速度等。反向凝固法是利用薄帶作為母帶，以一定的拉速穿過反向凝固器，由於母帶的速度遠遠低於熔融金屬的速度，在母帶的表面附近形成足夠大的過冷度，熔融金屬以母帶表面開始凝固生長，配置在反向凝固器上方的一對軋輥，同時起到拉坯平整和焊合的作用。
8、真空鑄造法
真空鑄造法是先將連續纖維纏繞在繞線機上，用聚甲丙烯酸等能分解的有機高分子化合物方法製成半固化帶，把預成型體放入鑄型中，加熱到500℃使有機高分子分解。鑄型的一端浸入基體金屬液，另一端抽真空，將金屬液吸入型腔浸透纖維。
（三）噴射成形法
噴射成形又稱噴射沉積（Spray Forming），是用惰性氣體將金屬霧化成微小的液滴，並使之向一定方向噴射，在噴射途中與另一路由惰性氣體送出的增強微細顆粒會合，共同噴射沉積在有水冷襯底的平台上，凝固成復合材料。凝固的過程比較復雜，與金屬的霧化情況、沉積凝固條件或增強體的送入角有關，過早凝固不能復合，過遲的凝固則使增強體發生上浮下沉而分布不勻。這種方法的優點是工藝快速，金屬大范圍偏析和晶粒粗化可以得到抑制，避免復合材料發生界面反應，增強體分布均勻。缺點是出現原材料被氣流帶走和沉積在效應器壁上等現象而損失較大，還有復合材料氣孔率以及容易出現的疏鬆。利用噴射成形原理制備工藝有添加法（inert spray form-ing）和反應法（reactive spray forming）兩種。Osprey Metals研究的Osprey工藝是噴射成形法的代表，其強化顆粒與熔融金屬接觸時間短，界面反應得以有效抑制。反應噴射沉積法是使強化陶瓷顆粒在金屬霧或基體中自動生成的方法。
（四）疊層復合法
疊層復合法是先將不同金屬板用擴散結合方法復合，然後採用離子濺射或分子束外延方法交替地將不同金屬或金屬與陶瓷薄層疊合在一起構成金屬基復合材料。這種復合材料性能很好，但工藝復雜難以實用化。目前這種材料的應用尚不廣泛，過去主要少量應用或試用於航空、航天及其它軍用設備上，現在正努力向民用方向轉移，特別是在汽車工業上有很好的發展前景。
（五）原位生成復合法
原位生成復合法也稱反應合成技術，金屬基復合材料的反應合成法是指藉助化學反應，在一定條件下在基體金屬內原位生成一種或幾種熱力學穩定的增強相的一種復合方法。這種增強相一般為具有高硬度、高彈性模量和高溫強度的陶瓷顆粒，即氧化物、碳化物、氯化物、硼化物、甚至硅化物，它們往往與傳統的金屬材料，如Al、Mg、Ti、Fe、Cu等金屬及其合金，或（NiTi）（、AlTi）等金屬間化合物復合，從而得到具有優良性能的結構材料或功能材料。
金屬基復合材料的原位復合工藝基本上能克服其它工藝中常出現的一系列問題，如基體與增強體浸潤不良、界面反應產生脆性、增強體分布不均勻、對微小的（亞微米和納米級）增強體極難進行復合等。它作為一種具有突破性的新工藝方法而受到普遍的重視，其中包括直接氧化法、自蔓延法和原位共晶生長法等。
1、直接氧化（DIMON）法
直接氧化法是由氧化性氣體在一定工藝條件下使金屬合金液直接氧化形成復合材料。通常直接氧化法的溫度比較高，添加適量的合金元素如Mg、Si等，可使反應速度加快。這類復合材料的強度、韌性取決於形成粒子的狀態和最終顯微組織形態。由於形成的增強體可以通過合金化及其反應熱力學進行判斷，因此可以通過合金化、爐內氣氛的控制來製得不同類型增強體的復合材料。
2、放熱彌散（XD）法
放熱彌散復合技術（Exothermic Dispersion）的基本原理是將增強相反應物料與金屬基粉末按一定的比例均勻混合，冷壓或熱壓成型，製成坯塊，以一定的加熱速率加熱，在一定的溫度下（通常是高於基體的熔點而低於增強相的熔點）保溫，使增強相各組分之間進行放熱化學反應，生成增強相。增強相尺寸細小，呈彌散分布。XD技術具有很多優點：①可合成的增強相種類多，包括硼化物、碳化物、硅化物等；②增強相粒子的體積百分比可以通過控制增強相組分物料的比例和含量加以控制；③增強相粒子的大小可以通過調節加熱溫度加以控制；④可以制備各種MMC；⑤由於反應是在融熔狀態下進行，可以進一步近終形成型。XD技術是合成顆粒增強金屬基及金屬間化合物基復合材料的最有效的工藝之一。但用XD工藝製成的產品存在著較大孔隙度的問題，目前一般採用在反應過程中直接壓實來提高緻密度。
3、 SHS-鑄滲法
SHS-鑄滲法是將金屬基復合材料的自蔓延高溫合成技術（Self-Propagating High Temperature Synthesis）和液態鑄造法結合起來的一種新技術，包括增強顆粒的原位合成和鑄造成型兩個過程。當前，SHS-鑄滲法是有競爭力的反應合成工藝之一，但過程式控制制非常困難。其典型工藝為：利用合金熔體的高溫引燃鑄型中的固體SHS系，通過控制反應物和生成物的位置，在鑄件表面形成復合塗層，它可使SHS材料合成與緻密化、鑄件的成形與表面塗層的制備同時完成。
4、反應噴射沉積技術（RSD）
反應噴射沉積工藝（Reactive Spray Deposition）生成陶瓷顆粒的反應有氣—液反應、液—液反應、固—液反應和加鹽反應等多種類型。它綜合了快速凝固及粉末冶金的優點，並克服了噴射共沉積工藝中存在的如顆粒與基體接近機械結合、增強相體積分數不能太高等缺點，成為目前金屬基復合材料研究的重要方向之一。反應噴射沉積工藝過程為：金屬液被霧化前噴入高活性的固體顆粒發生液固反應，導致噴入的顆粒在霧化過程中溶解並與基體中的一種或多種元素反應形成穩定的彌散相，控制噴霧的冷卻速率以及隨後坯件的冷卻速率可以控制彌散相的尺寸。

H. 復合材料制備過程中的工藝要素有哪些

抽真空 6. 准備原料 2. 做真空包 5. 固化成碳板 7. 准備工藝托盤 3. 在工藝托盤上鋪貼碳纖維 41

I. 復合材料成型工藝有哪些

復合來材料的成型方法源已有20多種，歐能為你解答：
1. 手糊成型工藝--濕法鋪層成型法；
2. 噴射成型工藝
3. 樹脂傳遞模塑成型技術（RTM技術）
4. 袋壓法（壓力袋法）成型；
5. 熱壓罐成型技術
6. 液壓釜法成型技術
7. 熱膨脹模塑法成型技術
8. 夾層結構成型技術
9. 真空袋壓成型
10. ZMC模壓料注射技術
11. 模壓成型工藝
12. 層合板生產技術
13. 卷制管成型技術
14. 模壓料生產工藝
15. 纖維纏繞製品成型技術
16. 連續制板生產工藝
17. 澆鑄成型技術
18. 拉擠成型工藝
19. 連續纏繞制管工藝
20. 編織復合材料製造技術；
21. 熱塑性片狀模塑料製造技術及冷模沖壓成型工藝
22. 注射成型工藝
23. 擠出成型工藝
24. 離心澆鑄制管成型工藝
25. 其它成型技術。