陶瓷和尼龙复合纤维配比对硅溶胶精铸型壳性能的影响

发布时间：2017-09-16 06:05

  本文关键词：陶瓷和尼龙复合纤维配比对硅溶胶精铸型壳性能的影响

  更多相关文章： 熔模精铸 复合纤维 分散性 运动粘度 强度和透气性

【摘要】：熔模精密铸造技术是航空航天高精度复杂结构零部件成形的主要方法之一。为了顺应航空业对精铸产品性能要求的不断提高,解决熔模精铸型壳强度和透气性相互制约的问题尤为重要。在型壳中加入陶瓷和尼龙复合纤维增强型壳性能。尼龙纤维在焙烧后,在型壳内部形成孔洞,改善其透气性,而陶瓷主要增强型壳强度,陶瓷和尼龙纤维的配比将直接影响型壳透气性和强度的增强效果。研究复合纤维配比对硅溶胶浆料及型壳性能的影响规律,对高质量精铸型壳制备具有一定的理论依据和实际应用价值。本文采用陶瓷和尼龙复合纤维来增强型壳。在硅溶胶浆料中分别加入6种长度(1~6mm)的陶瓷纤维,研究了陶瓷纤维长度对硅溶胶浆料涂挂性能及其对增强型壳性能的影响规律,获得最佳陶瓷纤维长度参数;再将长度最佳的陶瓷纤维与尼龙纤维以不同比例混合,探讨复合纤维配比对硅溶胶浆料涂挂性能及其对型壳性能的影响规律,分析复合纤维对精铸型壳的增强机制。实验结果表明,陶瓷纤维长度对其在硅溶胶中的分散性影响显著,1~4mm的陶瓷纤维在硅溶胶中分散性良好,5~6mm的陶瓷纤维团聚现象较严重;当陶瓷纤维长度在1~6mm范围时,随着陶瓷纤维长度的增大,浆料运动粘度逐渐升高,型壳常温及焙烧后强度和透气性都先增大后减小,当陶瓷纤维长度为4mm时,型壳常温及焙烧后强度达到最大值,分别为2.970MPa和6.836MPa;当复合纤维中尼龙纤维含量从0~100%变化时,纤维在硅溶胶中分散良好,浆料运动粘度逐渐升高,型壳常温抗弯强度逐渐增大,焙烧后抗弯强度没有明显变化,透气率呈先增大后减小趋势,当尼龙纤维在复合纤维中含量75%时,透气率达到最大值5.21。通过陶瓷纤维长度和复合纤维配比对硅溶胶浆料涂挂性能和型壳性能影响的研究,当陶瓷纤维长度为4mm,陶瓷与尼龙复合纤维含量分别按25%和75%混合时,增强性型壳的抗弯强度和透气性综合性能最佳,为高质量复杂结构高熔点合金整体精密铸件的生产奠定理论和技术基础。
【关键词】：熔模精铸 复合纤维 分散性 运动粘度 强度和透气性
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V261.31
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 熔模精铸国内外研究进展9-11
• 1.3 硅溶胶型壳的增强及发展趋势11-13
• 1.4 纤维增强复合材料的应用及发展趋势13-15
• 1.5 研究目标及主要内容15-16
• 第2章 实验材料及实验方法16-27
• 2.1 实验材料及设备16-19
• 2.1.1 实验材料16-17
• 2.1.2 实验设备17-19
• 2.2 实验方法19-27
• 2.2.1 纤维的表面处理19
• 2.2.2 纤维分散性的测试实验19-20
• 2.2.3 纤维硅溶胶浆料的配制20-21
• 2.2.4 纤维硅溶胶浆料涂挂性能测试21
• 2.2.5 型壳试样的制备21-24
• 2.2.6 型壳试样的性能测试24-25
• 2.2.7 实验工艺路线25-27
• 第3章 陶瓷纤维长度及复合纤维配比对硅溶胶浆料性能的影响27-34
• 3.1 不同长度的陶瓷纤维在硅溶胶中分散的情况27-29
• 3.2 陶瓷纤维长度对硅溶胶浆料运动粘度的影响29-30
• 3.3 不同配比的复合纤维在硅溶胶中分散的情况30-31
• 3.4 复合纤维配比对硅溶胶浆料运动粘度的影响31-32
• 3.5 本章小结32-34
• 第4章 陶瓷纤维长度对硅溶胶型壳性能的影响34-45
• 4.1 陶瓷纤维长度对型壳抗弯强度的影响34-39
• 4.1.1 陶瓷纤维长度对常温抗弯强度的影响35-37
• 4.1.2 陶瓷纤维长度对焙烧后抗弯强度的影响37-39
• 4.2 陶瓷纤维长度对型壳透气性的影响39-40
• 4.3 不同长度陶瓷纤维在硅溶胶型壳中的增强行为分析40-43
• 4.4 本章小结43-45
• 第5章 复合纤维配比对硅溶胶型壳性能的影响45-56
• 5.1 复合纤维配比对型壳抗弯强度的影响45-49
• 5.1.1 复合纤维配比对常温抗弯强度的影响46-49
• 5.1.2 复合纤维配比对焙烧后抗弯强度的影响49
• 5.2 复合纤维配比对型壳透气性的影响49-52
• 5.3 不同配比复合纤维在硅溶胶型壳中的增强行为分析52-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间研究成果及所获奖励62-63
• 致谢63-64

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本文编号：861290