微量磷的低成本去除技术

微量磷的低成本去除技术

摘要：我国很多湖泊处于严重的富营养化状态。由于入湖河流水中含磷普遍高于湖泊富营养化危险水平，不能稀释城市污水处理厂出水。除去城市污水二级处理出水中微量磷是治理很多湖泊富营养化的必要措施。本文综述了各种除磷技术，着重分析了目前美国污水处理厂正在运行的出水磷浓度低于0.1mg/L的污水除磷技术及投资和运行成本。其中主要技术是生物脱氮除磷＋絮凝沉淀＋沙滤技术组成的工艺，该工艺所采用的主要技术在中国均有很好的建设和运行经验，而且投资和运行成本仅比我国正在运行的生物脱氮除磷工艺增加20％，在经济上完全能够承受。作者建议，中国的城市污水处理厂，应根据湖泊水华治理的需要，增加三级除磷工艺，除去城市污水厂二级处理出水中微量磷，为我国湖泊富营养化治理服务。

关键词：除磷，富营养化，生物除磷，化学除磷，过滤

一、引言

防止淡水湖泊水华发生的主要措施是控制水中总磷浓度，使其低于产生水华危险的阈值浓度。通常需要将水中总磷浓度降低到0.01-0.02mg/L以下。经过二级处理的城市废水含磷量高达0.5－1.0mg/L，常常成为人口密集地区湖泊中磷的主要来源。例如，德国全面调研结果表明，水生生态系统中的60％磷来自城市污水处理厂出水。美国也有类似的发展趋势。因此，在发达国家，很多污水处理厂采用三级处理，使出水总磷浓度<0.01-0.1mg/L，例如，美国Spokane河流域要求污水处理厂出水总磷浓度低于0.01mg/L，Onondaga湖流域要求污水处理厂出水总磷浓度低于0.02mg/L。在很多流域治理规划中，美国政府常要求城市污水处理厂在生物脱氮除磷工艺技术基础上增加三级处理，以除去微量营养盐。我国很多湖泊，处于人口密集和经济发达城市附近，城市污水经处理达标排放，其所含的污染物和营养盐浓度仍然过大，带来的营养盐常常使湖泊水中营养盐超过富营养化标准。例如，每年排入滇池的城市污水量为3.4亿方，而滇池的年进水总量为6.65亿方，当城市污水经处理后，含磷平均浓度为0.5mg/L，则给滇池的总磷平衡浓度贡献值将达到0.256mg/L。因此，必须制定更加严格的污水处理要求和出水含磷标准，才能达到湖泊富营养化治理的目的。了解国外发达国家目前在城市污水处理工程中，所采用的除去污水中微量磷的技术，对于我国的污水处理事业和湖泊富营养化治理，是非常重要的。本文着重介绍污水除磷技术及美国在工程中应用情况。

二、污水除磷技术

污水除磷技术是上个世纪五十年代发展起来的，目前的主要除磷技术见表1。最早发展了化学除磷技术，目前还在广泛使用。化学沉淀技术是利用金属盐与溶解性磷酸根形成沉淀除去水中磷。使用非常灵活，可用于一级处理，二级处理，三级处理和侧流生物除磷。生物除磷技术是上个世纪六十年代开始发展，目前已成为污水处理厂除磷系统重要组成部分。其工作原理是使活性污泥系统中微生物在厌氧好氧交替环境下生长，筛选出以聚磷菌为主的污泥，利用聚磷菌类微生物超量吸收磷的特性，通过泥水分离，使磷随活性污泥排出。生物除磷出水中溶解性磷通常大于0.02mg/L，同时，难以沉淀的活性污泥含磷量较高，难以保证生物除磷稳定达到0.5mg/L水平。但是，由于生物除磷不需要添加任何药剂，处理费用很低，是污水除磷处理首选工艺。过滤技术广泛应用在给水处理，后来，又引

入到污水深度处理和回用方面，目前，已成为美国污水处理微量磷除去工艺的主要组成部分。过滤包括沙滤，膜过滤等，沙滤通常是利用砂或煤渣等做介质，过滤含有微量细小颗粒的水处理技术，通过过滤，降低水中微量颗粒含量，从而降低水中磷。膜过滤使用各种不同孔径的膜，分离水和固体颗粒。此外，结晶法是利用晶种，通常用沙子，在晶种表面快速形成大颗粒磷酸钙晶体的方法，目前在荷兰已建立了数个工程。离子交换法利用阴阳离子交换树脂除去磷酸根和铵离子，然后与氯化镁形成磷酸铵镁沉淀。磁吸附是在磁性材料表面形成磷酸钙沉淀，然后在磁场中分离磁性材料和磷酸钙。还试验过其他吸附材料，主要包括氧化铝，白云石和红泥，它们的可行性还需要进一步研究。这些方法中大多数仅经过实验室研究，没有经过工程检验，投资和运行成本等还需要进一步实践。根据vanStarkenburg研究结果，结晶法的建设、运行和维护费用是化学沉淀法的二倍以上。磁吸附法的费用也类似。本文主要介绍国外能够将城市污水含磷量降低到0.01-0.05mg/L的低成本工艺。

表1污水除磷主要技术

技术

工艺总结

进水

主要输入

污泥性质

P形态

成熟程度

化学沉淀

加金属盐絮凝沉淀磷

一级,二级,三级,测流出水

Fe，Al，Ca，高分子

化学污泥

金属磷酸盐

商业化

生物除磷

聚磷菌超量吸收磷

一级出水

可能需要碳源如甲醇

活性污泥

生物磷

商业化

结晶

形成磷酸钙晶体

二级或测流出水

NaOH或石灰乳，硫酸

磷酸钙，砂

磷酸钙 40-50%

规模实验

离子交换

离子交换氨和磷酸根

二级出水

H3PO4, MgCl,

NaCl,NaCO3,NaOH

鸟粪石

磷酸盐

规模实验

磁吸附分离

磁性材料吸附

二级出水

磁铁矿，石灰

磷酸钙为主

磷酸钙

规模实验

三级过滤

过滤

二级出水

介质

污泥

不溶解磷

商业化

吸附

吸附分离

污水

氧化铝，或白云石，或红泥

实验室

三、低浓度磷除去原理与工艺

美国环保局今年四月公开的城市污水处理厂低浓度磷除去工艺实际运行效果的调研，如表2所示，主要工艺技术是污水生物除磷与加药絮凝过滤技术组合在一起的工艺，其中过滤包括沙滤，膜过滤和微孔过滤。达到很低浓度总磷的砂滤技术常包括两级过滤，第一级采用较大颗粒沙粒，除去水中固体颗粒，提高悬浮固体处理能力，第二级主要除去细小固体颗粒，提高过滤效果。主要絮凝化学药剂包括铁盐，铝盐和石灰及少量高分子絮凝剂。

污水生物除磷后，水中磷主要以悬浮颗粒状态存在，还包括少量溶解性磷酸根离子，浓度低于0.1mg/L，投加絮凝剂后，溶解性磷酸根离子与金属离子的反应是非常迅速的，在几秒或几分钟内，就达到平衡。溶解性磷酸根离子能够被降低到非常低的水平。污水生物除磷后，总磷浓度约为1mg/L，实际加药量约为50－100mg/L，主要用于絮凝沉淀。由于形成大晶体颗粒的时间是一个相当缓慢的过程，水中会存在一些没有聚积的直径仅1um的颗粒，因此，投加的药剂的主要作用还包括促进微粒的凝聚沉淀。没有凝聚的较小颗粒粒子主要通过过滤法除去。将悬浮颗粒浓度降低到1mg/L以下，就能很好地保证出水总磷浓度低于

0.05mg/L。

表2 美国污水处理厂微量磷处理工艺

污水厂

处理能力 mgd (m3/d)

工艺

排放标准

平均排放浓度 mg/L

Sand Creek WWRP Aurora, CO

5

BNR,过滤

0.1-0.2

Breckenridge S.D., Iowa Hill WWRP， CO 1.5

BNR,加药,三级沉淀,过滤

0.5mg/L 225lbs/year

0.055

Breckenridge S.D., Farmers KornerWWTP, CO 3

BNR,加药,三级沉淀,过滤

0.5 mg/l daily max & 225 lbs/year

0.007

Summit CountySnake River WWTP, CO

2.6

BNR,加药,三级沉淀,过滤

0.5 mg/l日最大& 340 lbs/year

0.015

Pinery WWRF Parker, CO

2

BNR,二级过滤

0.05 mg/l & 304 lbs/year

0.029

Clean Water Services, Rock CreekWWTP, OR 39

加药，过滤

0.1 mg/l

0.07

Clean Water Services, Durham WWTP, OR

24

BNR,加药,过滤

0.11 mg/l

0.07 mg/l

Stamford WTP Stamford, NY

0.5

加药，二级过滤

0.2 mg/l

<0.011 mg/l

Walton WWTP Walton, NY

1.55

加药，二级过滤

0.2 mg/l

<0.01 mg/l

Milford WWTP Milford, MA

4.8

多点加药，过滤

0.2 mg/l

0.07 mg/l

Alexandria SanitationAuthority AWWTP, Alexandria, VA 54

BNR,多点加药，三级沉淀，过滤

0.18 mg/l

0.065 mg/l

Upper OccoquanSewerage Authority WWTP, VA

42

加药，过滤

0.10 mg/l

<0.088

Fairfax County, Noman Cole WWTP,VA

67

BNR,加药,三级沉淀,过滤

0.18 mg/l

<0.061 mg/l

Delhi, NY

0.82

活性污泥法，加药，过滤

0.11 mg/l

0.04 mg/l

Pine Hill WWTP, NY

0.5

生物转盘,砂滤,加药,微孔过滤

0.2 mg/l

0.06 mg/l

NYC DEP-Grand Gorge STP, NY

0.5

生物转盘,砂滤,加药,微孔过滤

0.2 mg/l

< 0.04 mg/l

Hobart – V PCF, NY

0.18

活性污泥法,砂滤,加药,微孔过滤

0.5 mg/l

< 0.05 mg/l

Snyderville Basin Water Reclaimation District, UT

4

BNR,加药，过滤

0.1 mg/l

0.04 mg/l

Ashland WWTP Ashland, OR

2.3

氧化沟，加药，膜过滤

1.6 lb/day (= 0.083 mg/l)

0.07 mg/l

McMinneville WWTP McMinneville, OR

5.6

氧化沟，加药，膜过滤

0.07 mg/l

0.058 mg/l

四、处理成本

根据Jiang等对美国污水处理成本的研究结果[16]，我们这里主要比较生物脱氮除磷AAO工艺与AAO＋絮凝沉淀过滤工艺的投资和运行成本。从Jiang的研究结果可以看出，两种工艺的投资相差较小，不超过15％，运行成本相差较大，约为50％，其差别主要是污泥处理费用。美国的化学污泥与生物污泥处理要求相差较大，处理化学污泥费用比生物污泥大得多。在该计算中，AAO＋絮凝沉淀工艺产生的生物污泥和化学污泥混合后处理，大大增加了生物污泥处理费用。如果分别计算它们的费用，其中生物污泥费用与AAO工艺相同，则两种工艺运行成本相差约20％（见表中成本修正栏）。由于投加絮凝剂主要用于凝聚沉淀胶体颗粒，从而沉淀过滤除去微量磷，因此，絮凝过滤的投资和运行成本受生物除磷工艺系统运行状况影响较小。

表3 污水处理100mgd (378500m3/d)投资和年运行成本（单位百万美元/年）工艺

投资

106$

维护

税等

人员

电

药剂

污泥处理

运行总成本

AAO

306.6

12.26

6.13

6.61

2.8

3.77

31.57

AAO+絮凝过滤

344.4

13.78

6.89

7.26

3.08

0.75

23.27

55.03

AAO+絮凝过滤成本修正

344.4

13.78

6.89

7.26

3.08

0.75

6.25

38.01

五、总结

从美国环保局调研结果来看，目前在美国运行的能够除去微量磷的污水处理厂，主要采用生物脱氮除磷＋絮凝沉淀＋沙滤。其中生物脱氮除磷和絮凝沉淀技术在国内外已运行很多年；沙滤技术是一项非常成熟的给水技术，国内在污水处理回用方面也有丰富的建设、运行和管理经验。该技术的建设成本和处理成本与生物脱氮除磷技术相比，仅增加15％－20％左右。因此，在国内建设和运行能够将污水中降低到0.01－0.05mg/L以下的生物脱氮除磷＋絮凝沉淀＋沙滤工艺，在技术和经济上应是可行的。此外，该技术在脱氮方面效果也非常好[17]。我国很多城市湖泊富营养化严重，严重影响城市的水资源供应和自来水生产。采用生物脱氮除磷＋絮凝沉淀＋沙滤工艺，除去微量磷，对于湖泊水华控制，保护水资源等，是非常有效的除去城市污水中磷的必要措施，应尽早实行。

树脂基复合材料低成本技术

树脂基复合材料低成本技术 摘要：树脂基复合材料因其比强度高、比模量大而广泛的应用于航空航天等领域。然而其高昂的价格仍然是限制树脂基复合材料广泛应用的一大障碍。目前，已经有多国学者针对树脂基复合材料低成本化进行了研究，并取得了部分积极成果。本文主要介绍了几种低成本制造技术，如自动铺放技术、低温成型预浸料技术、电子束固化技术、液体成型技术以及树脂模渗透成型（RFI）技术。 关键词：树脂基复合材料低成本技术 前言 与传统金属材料相比，复合材料具有密度低、比强度和比模量高、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能好和结构尺寸稳定性好等优点，在航空航天领域获得了广泛的应用。从20世纪70 年代开始，复合材料就首先在军用飞机上少量使用，到了80 年代已在民用飞机上进行了试用。应用基本是从非承力结构到次承力结构最后到主承力结构，从部位来说是从尾翼到机翼最后到机身。随着技术的不断成熟，复合材料在飞机上的用量越来越多，减重效果也越来越明显[1]。 长期以来，限制复合材料在飞机上扩大应用的原因主要有2个：一是技术成熟度没有金属高；二是复合材料成本太高，复合材料构件的成本远远高于铝合金构件。要想扩大复合材料在航空上的应用，就必须降低复合材料的成本。本文旨在介绍几种复合材料低成本制造技术的发展现状，如自动铺放技术、低温成型预浸料技术、电子束固化技术、液体成型技术以及树脂模渗透成型（RFI）技术。 一、自动铺放技术 用于航空航天器的先进复合材料构件主要采用热压罐成型技术制造。自动铺放是替代预浸料人工铺叠，提高质量和生产效率的重要手段。根据预浸料形态，自动铺放可分为自动铺带[2-3]与自动铺丝[4-5]两类：自动铺带(Tape laying)采用有隔离衬纸单向预浸带(25-300 mm)，多轴机械臂(龙门或卧式)完成铺放位置定位，铺带头自动完成预浸带输送剪裁、加热铺叠与辊压，整个过程采用数控技术自动完成（图1a所示）；自动铺丝(Fiber placement)采用多束(最多可达32根)预浸纱/分切的预浸窄带(3-25 mm)，分别独立输送、切断，由铺丝头将数根预浸纱在压辊下集束成为一条宽度可变的预浸带(宽度通过控制预浸纱根数调整)后铺放

(MQL)微量润滑油冷却的好处

“最少量润滑剂”加工 我们一直都通过在散热器中填充冷却液而保持轿车冷却。在制造业中也适合实施同样的处理，其中经常采用冷却液来解决机床、刀具和工件热稳定性问题，同时还用它来排屑。但是冷却液是否对每个加工过程都一样是必须的？ 在一个加工过程的寿命周期操作成本中，冷却液成本大约占15%。这种成本不断上升。它包括与采购、过滤、分离、处置以及EPA（美国环保局）记录保存等有关的成本。冷却液处置的成本已经高出其初始成本，并且这种成本还在继续上升。对于冷却液的使用、处置和劳动保护，人们正在酝酿更加严格的法规。因此，湿式加工中的冷却液是一个严峻的经济问题。采用“最少量润滑剂”加工，或称MQL，正作为一种节省成本和符合环保要求的加工过程而替代某些湿加工过程。 MQL可以大大降低冷却液成本，同时保护工人和环境。它还可以改善刀具寿命和表面粗糙度--尽管刀具寿命通常是应用湿加工方式所考虑的原因。MQL可以保证更好的寿命，原因有二：（1）对于给定操作可以规定润滑的最佳浓度，（2）消除切削液中悬浮的硅粒子污染。 MQL加工过程适合铸铁，也适合铝加工。加工中所涉及的几个关键包括精密控制润滑剂混合系统、维持热稳定性、选择合适的切削刀具和排屑等。 润滑剂的控制 对所配置的润滑剂量进行控制是很重要的，因为不同的过程需要不同的润滑量。例如，铣削是一种表面操作，它需要最少量润滑。深孔钻削是一种需要不同润滑水准的操作。而对于攻丝和螺纹切削操作需要第三等级的润滑，因为其表面压力高。 MQL混合系统的目的是提供精确量的悬浮微粒。也就是说，悬浮微粒的直径被保持到精确公差范围内以保持最佳加湿和润滑属性。在针对MQL设计的机床中，润滑性可以用零件程序中改变悬浮微粒的量和持续时间的参数加以控制。早期以这种方式采用油气混合物的尝试失败了，因为在高速情况下会出现油气分离现象。但是，新的系统已经被证明在维持润滑性方面如湿加工一样有效。一个实例是Cross Hüller的“Specht Duo”，一种建造用于湿式或MQL操作的两主轴CNC生产模块，其中带有精密分配系统。这种分配系统被集成在电主轴外罩中。 由CNC程序来控制提供精密润滑剂量的分配阀。润滑剂与空气混合以形成所需要的气/油悬浮粒子混合物。然后，它通过刀具中的导管进给到切削刃上。由于悬浮粒子的产生点和切削面之间距离短，因此可以对特定加工过程和切削刀具实现和维持最佳冷却和润滑条件。当主轴从一个加工孔位置快移到另一个时，悬浮粒子关闭。这就避免了在工件和机床表面的油积聚现象，减少了操作员清理机床的必要性。由于用MQL系统产生的切屑基本保持干燥，消除了费时又费钱的冷却液回收操作。 硅污染 除了控制润滑性外，MQL还通过消除悬浮在冷却液中的磨蚀性硅粒子而提高了刀具寿命和表面粗糙度。铝工件包括大约13%的硅，这种硅会降低刀具寿命和导致表面粗糙度很差。微细铝/硅粒子有可能悬浮在湿的加工冷却液中。尽管过滤系统滤掉了40 mm的粒子，但小于40 mm的粒子会穿过系统而与冷却液一起重新循环。 MQL的热稳定性 在应用MQL时，维护热稳定性和零件公差的策略包括减少引发的热量以及对热增长的补偿等。 通过改变加工工序的顺序可以减少热效应。在湿加工操作中，零件通常是先粗加工然

MQL 加工技术(微量润滑加工技术)

MQL 加工技术(微量润滑加工技术) 1 引言 在金属切屑加工中, 切削液具有冷却、润滑、排屑、清洗和防锈等功能, 使用切屑液对延长刀具使用寿命、减少切削力、保证加工精度和加工质量起着重要作用。然而随着人类对环境、健康和成本的日益关注, 切削液所带来的负面影响已不容忽视: 切削液的处理和排放易引起环境污染。切削液雾对操作工人的健康构成威胁, 易诱发多种皮肤病、呼吸道和肺部疾病甚至是癌症。此外, 切削液的使用成本相当昂贵。据德国最新统计数据表明:与切削液有关的费用相当于全部制造费用的7%~17%, 而工具费用仅占2%~4%[1]。在可持续发展战略下, 国家对环境污染的要求越来越严格,切削液的处理费用也越来越高。鉴于环境保护和降低成本的需要, 干切削和半干切削加工技术成为必然选择。干切削技术是在切削过程中不使用任何切削液的加工方法, 它可完全消除切削液带来的负面影响。但是由于缺少切削液的润滑、冷却等作用, 切削刀具承受的负荷大, 切削热无法及时移走, 刀具磨损快, 加工精度和表面光洁度难以保证, 因此它只适用于特定的切削条件。半干切削加工, 具有多种不同的方法: 低温冷风、液氮冷却、水蒸气冷却和MQL 等。其中MQL 是近年来各国学者研究得较多的一种技术, 它综合了干切削和浇注式切削的优点, 是一种经济的绿色环保加工技术, 对此加以介绍。 2 MQL 加工技术 MQL 是将压缩空气和微量切削液( 一般为2- 30mL/h) 混合雾化后, 喷射到加工区, 对刀具和工件进行有效润滑的一种半干切削技术。在MQL 加工中, 切削液的使用量极少, 润滑效果却十分显著, 它可以大大减少工件—刀具—切屑之间的摩擦和粘着,抑制温升, 保证加工质量, 既降低成本, 又不会对环境造成污染,并且加工后的工件和切屑保持干燥, 缩短工时。 2.1 MQL 切削液 在传统的浇注式切削中, 切削液的选择主要依据其冷却润滑等切削性能, 而在MQL 加工中, 切削液耗量低, 使用时间长,这就要求切削液不仅具有良好的切削性能, 还必须与环境相容,并保持化学稳定性。因此, 原来认为次要的性能如生物降解性、氧化稳定性和储存稳定性就成为选择切削液的重要依据。据研究[2]: 合成酯在上述方面性能颇佳, 适合MQL 加工。文献[2]还对合成酯的润滑机理进行了探讨。图1 显示了甲烷基丙酸盐( 一种典型的合成酯) 和正乙烷( 一种典型碳氢化合物) 在新鲜金属表面的吸附特性: 烷基丙酸盐表现了良好的吸附性, 而且如果供氧,合成酯在新鲜金属表面的吸附性增加。这同MQL 切削液的吸附特性很相似, 在MQL 切削区, 切削液微小颗粒也是被大量含有氧的空气包围着。虽然吸附性与润滑性并非完全等同, 但切削液的物理化学吸附作用是影响其润滑效果的主要因素。如果切削液在金属表面的吸附性高, 则其形成润滑膜的可能性越大, 润滑效果越好。

高温合金和低成本复合材料

高温合金材料技术发展展望 摘要 高温合金是航空结构材料中最重要的组成部分之一。代表着飞机及其动力装置用材的主流。 本文的特点是在总结概括技术发展轨迹的基础上，将讨论的重点集中于高温合金材料国外最新进展的介绍。在此基础上，选取了几个当前较有实用价值、 目前国内最为关心、技术难点也最为突出的领域展开了较为深入的讨论。如双 性能盘、单晶叶片等。 关键词：高温合金成本 1．引言 高温合金是航空结构材料中最重要的组成部分之一。代表着飞机及其动力装置用材的主流。是当前的难点及热点问题。本文将在总结、概括技术发展轨迹的同时，重点介绍这两类材料的最新进展。 2．高温合金技术 高温合金是航空动力装置的主要用材。几十年来，高温合金一直扮演着航空发动机热端部件用材的主角，对于整个航空动力发展的影响巨大。据国外称，航空发动机性能提高78%是由先进材料做出的贡献。 2．1国外现状及发展趋势 高温合金广泛用于压气机、涡轮、燃烧室及机匣等。镍基合金的熔点大约在1350℃，热强度要有更大的发展是不可能的，但与其代替材料相比，在高温强度、塑性及韧性和成本上仍有竞争力。通过合金开发、改进生产工艺以及热障涂层的采用，在一定时期内仍是航空发动机的主导材料。 在合金发展方面有两大趋势，一是继续改进高温强度，一是开发低成本合金。 在单晶合金方面，目前许多工作集中在高强合金发展上，但是由于高熔点合金元素含量的增高，制造工艺复杂，成本因而增高，因此目前正在致力于简化制造工艺。第3代单晶的应用开发工作主要集中在1000℃不加冷却的中压涡轮叶片上，要求合金有大的热处理窗，工艺不太复杂。相反对于高压涡轮，第3代单晶的应用研究工作较少，解决TBC带来的叶片合金强度及抗氧化性问题仍是重要的目标，这是因为3代单晶合金的TCP相问题以及与TBC 涂层之间会形成一反应区（SRZ）从而降低高温强度。而目前这方面的研究进展甚少。因此不仅要找到合金强化方法，而且要材质不因涂层而受到影响。 除单晶合金外，定向高温合金由于成本低也受到重视，第二代定向合金中（Re+Ta+W）含量达到14~15%，其性能可代替第一代单晶而成本却低得多。目前在日本开发了第3代定向合金，其特点是加入了第3代单晶的合金化元素来强化晶界，从而得到与二代单晶CMSX-4相同的强度，如TMD107的（Re+Ta+W）含量达到17%，同样也在研究加入第4代单晶的合金化元素来开发出第4代定向合金。 在变形合金方面将继续开发新合金，同时要努力降低性能分散度、增大设计许用应力，双真空熔炼正让位于真空感应+电渣+真空电弧熔炼的三联法。目前大直径锭仍难获得均匀组织，要求开发生产均匀组织的熔炼方法。 在粉末合金方面，夹杂仍是不可避免的，要求采用损伤容限设计，提高许用应力。 在焊接合金方面，要求在焊接性能与强度之间求得平衡，尽管IN718是传统的强度与焊接性能均好的合金，但只能用于650℃以下，原来为叶片开发的IN738合金具有最佳的强度、焊接性能及工作温度的综合性能，可用作飞机发动机大结构喷射成形铸造及焊接合金。

复合材料成型工艺大全及说明

复合材料成型工艺大全及说明 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业 生产。 视所选用的树脂基体材料的不同，各方法适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。（2）制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅 需一套模具便能生产。 ◇ 层压及卷管成型工艺1、层压成型工艺层压 成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，

放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品 成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是：首先清理各辊筒，然后将热辊加热到设定温度，调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下，将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈，然后放下压辊，将引头布贴在热辊上，同时将胶布拉上，盖

浅谈微量润滑切削技术

浅谈微量润滑切削技术 产生条件. 在金属切削加工过程中，通常都要使用切削液。切削液在切削加工中主要起冷却、润滑、排屑和防锈的作用，有助于提高刀具耐用度，减少工件热变形，保证工件已加工表面质量等。但是切削液的大量使用也造成了很多负面影响，不仅导致生产成本大大增加，还给环境和人体健康带来了巨大的潜在危害。 高速切削是高性能加工的一种主要工艺技术，已经广泛应用于航空、模具、汽车等行业。由于机床主轴高速回转(8000～60000r/min)会在刀具周围产生离心高速、高压气流，依靠常规加大切削液流量、降低切削温升的办法已不能达到理想的效果。采用有效的冷却润滑条件，可以有效降低切削温度，改善切削摩擦状态，抑制刀具磨损，成为进一步提高加工效率的主要技术途径。与此同时，在金属切削加工领域涌现出了多种用于替代传统湿式冷却润滑加工方法的环境友好的新型绿色切削加工技术，如干式、液氮冷却、喷雾冷却、风冷和微量润滑切削等。 微量润滑切削. 微量润滑(Minimal Quantity Lubrication，MQL)是一种金属加工的润滑方式，即半干式切削，切削是指将压缩气体(空气、氮气、二氧化碳等)与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。切削液的用量一般仅为0.03～0.2L/h(传统湿法切削的用量为20～100L/min)，可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，防止粘结，延长刀具寿命，提高加工表面质量。MQL的应用优势明显，适用范围广阔，国内外关于MQL的研究包含了几乎所有的切削工艺，如钻削、铣削、车削和磨削等。 MQL技术融合了干式切削与传统湿式切削两者的优点：一方面，MQL将切削液的用量降低到极微量的程度，不仅显著降低切削液的使用成本，而且通过使用自然降解性高的合成酯类作为润滑剂，最大限度地降低了切削液对环境和人体的危害；另一方面，与干式切削相比，MQL由于引入了冷却润滑介质，使得切削过程的冷却润滑条件大大改善，刀具、工件和切屑之间的磨损显著减小，有助于降低切削力、切削温度和刀具的磨损。这种切削技术也称为半干式切削，在二十一世纪以绿色环保为主题的影响下有着很大前景。 MQL油雾系统. MQL的供液系统 MQL供液系统主要有2种形式：一种是外置式供液系统；一种是内置式。内置式供液系统集成在机床内部，润滑油和压缩空气的混合物通过机床主轴内孔和刀具内置的输送管道导入加工区，冷却润滑油雾供给更加容易。但该方式对主轴结构提出了新的要求，常常限制了主轴的最高转数。外置式供液系统是单独设计，油雾供给的结构简单，几乎不需要改造机床。润滑油和压缩空气在机床外部通过混合装置混合后可由多个喷嘴引出，作用于加工区的刀具和工件。但是当加工的工件直径变化较大或换刀时，原来喷嘴的位置必须经过手动或通过其他的辅助定

复合材料的最新研究进展

复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.wendangku.net/doc/7b2674919.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -

复合材料工艺与设备复习材料

复合材料工艺与设备 增强纤维（CF,GF）的生产工艺与设备（表面处理工艺与设备） 玻璃纤维在生产过程中辅助材料的作用：浸润剂的种类，作用 种类：增强型浸润剂和纺织型浸润剂； 作用：1、润滑-保护作用；2、粘结-集束作用； 3、防止玻璃纤维表面静电荷的积累；4、为玻璃纤维提供进一步加工和应用所需要的特性；5、使玻璃纤维获得与基材有良好的相容性及界面化学结合或化学吸附等性能 C纤维生产工艺中，惰性气体和张力的作用 惰性气体作用：①保护新生产的纤维不受氧化②作为传热介质③排除裂解产物（非C元素）。张力的作用：①使分子取向②使分子结构规整③产生轴向拉伸应力 增强纤维在表面处理工艺中的影响因素 玻璃纤维表面处理的影响因素：①处理剂的种类；②偶联剂的用量1~%；③处理方法（前处理法、后处理法、迁移法）；④烘焙温度与时间（偶联剂与GF的硅层结构的最佳结合程度）； ⑤偶联剂溶液的配制（PH值的调节，一般用5%的氨水）。 手糊成型工艺与设备 手糊工艺的特点：优点：1、守护成型不受产品尺寸和形状的限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；2、设备简单、投资少、设备折旧费低；3、工艺简单；4、易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料；5、制品树脂含量高，耐腐蚀性好；缺点：1、生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差；2、产品质量不易控制，性能稳定性不高；3、产品力学性能较低。 原材料选择原则：1、产品设计的性能要求；2、手糊成型工艺要求；3、价格便宜，材料容易取得。聚合物基体的选择原则：1、能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物得产生。2、能配制成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为。3、无毒或低毒；4、价格便宜。增强纤维的选择原则：以玻璃纤维为例，工艺特点：1、很好的疏松性；2、铺覆的变形性；3、纤维的均匀性。 先进手糊法的种类：喷射成型、热压釜、树脂传递模塑与反应注射模塑。 RTM（树脂传递模塑）基本工艺过程：将液态热固性树脂及固化剂，由计量设备分别从储桶

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状 从低成本成型的研发现状看，大致可分为以下5方面的内容：（1）对热固性复合材料一直沿用的方法进行改进和提高效率，如Filament Winding（FW，纤维缠绕）、Pultrusion（拉挤）、 Braiding（编织）、 Tow placement（丝束排布）、自动成套裁剪、预浸材料激光样板切割（Laser template）等自动化技术。（2）湿法工艺技术：RTM、RFI等在纤维增强体的预型件上再注入浸渍树脂。（3）热塑性复合材料的易成型新材料开发及IN-SITU（原位）成型方法：D irect consolidate（直接固结）、Commingled yarn（搀混纱线）、Powder co ated towpreg（粉末涂覆丝束预浸）等新成型方法。（4）不用热压罐的新固化技术，用微波、电子束、超声波、X线等高效率能量的新固化方法。（6）CAD/C AM模拟技术：铺层、浸渍、成型、固化等工序的模型化/模拟技术，有助于保证产品质量，提高生产效率。 低成本成型技术当前发展的主流是湿法成型技术，也称液体模塑成型技术（简称LCM），主要有树脂传递模塑、真空辅助树脂传递模塑（VARTM）、树脂渗透成型工艺（SCRIMP）和结构反应注射模塑等。其中最重要的是树脂传递模塑技术（RTM）以及由此而发展起来的VARTM。RTM免除了将纤维制成预浸料，再切割成层片然后再铺叠成预型件的过程，摆脱了大投资的热压罐，工艺易于实现自动化，具有生产周期短、劳动力成本低、环境污染少、制造尺寸精确、外形光滑、可制造复杂产品等优点。是目前国际上发展应用最快，并在航空工业应用最多的低成本技术之一。 从国际上看，美国在湿法成型技术上处于领先地位，特别是在航空航天领域内，在过去十年里，美国应用RTM技术的增长率为20-25%。据美国塑料工程学会预测，在今后五年里美国应用RTM技术的增长率将提高到30-32%。美国基本形成了RTM有关的材料体系、制造工艺、技术装备和验证系统，并在武器装备上得

飞机用复合材料的低成本制造设备及工艺

FORUM 论坛 航空制造技术年第期 飞机用复合材料的低成本制造 设备及工艺 中国航空工业发展研究中心 陈亚莉 本文分析了复合材料低成本制造工艺及设备。指出在 降低复合材料成本方面，制造技术有着广泛机遇，其关键是自动化设备。在低成本工艺方面，非热压罐技术潜力巨大，代表着未来的发展方向。 Low -Cost M anuf act ur i ng Equi pm ent and Pr ocess of Com posi t es f or A i r cr af t 波音787已开始交付用户，A 350的格局已定，A320和波音737将重新换发，F-35正进入20年生产初期。飞机将成为下一个10年制造的主角，且将不再是以金属为主要结构的装备。材料系统的选择以及结构设计业已确定，金属及复合材料之间的平衡也已肯定下来。在这种情况下，制造技术将进一步提高生产效率和降仍有待改进。例如花大量时间来置 入紧固件，由于紧固件类别不同，需要一方面看图纸，在蒙皮上做标记，然后再将紧固件置入蒙皮。 飞机复合材料结构正在开发一系列缩短周期、降低成本的先进技术。例如，从三维设计数据库中自动取出零件的几何尺寸数据是飞机制造商的优先项目。当飞机产量大或要求制造精度高时，需要自动化设备进入生产车间进行铺层、切削加工、钻孔及在生产线上进行检验。 铺层自动化 对于复合材料制造来说，自动化是关键。碳纤维可提供所需的性能改进，但产量必须提高，成本才能降低。波音787、A 350以及F -35投产时就必须提高生产率。随着从手工铺层到自动化铺层，碳纤维在模具上的铺层就成了关键性的推手。 低成本，即使材料及结构方面大的决策已定，在制造方面仍有充分的改进空间。 由于空客及波音已将下一代窄体飞机推迟到2020年以后，复合材料与金属材料之争已冷却下来，即使 这样，先进材料及制造技术的发展仍 有机遇，只是不同飞机的机遇不同罢了。 例如，对于A 320neo 和波音737MAX 这样的飞机，要改变材料的 机遇有限，而结构及技术仍将采用标准形式。但对于A 350-1000以及787-10仍有更多的机遇采用新的制造技术。目前仍处在设计中的波音777X 有可能做更多的变化，例如，采用碳纤维复合材料机翼。这些飞机 在结构及材料决定之后，仍有大量降低及减重以及工艺改进工作。又如，F-35仍在开发中，重点放在制造改进上， 大量的手工劳动以及质量问题 陈亚莉中国航空工业发展研究中心研究员。长期从事航空材料情报研究工作， 曾获先进国防科技情报工作者等称 号。 44 201219

Ti基复合材料及其制备技术研究进展评述

先进材料制备科学与技术课题报告 ——Ti基复合材料及其制备技术研究进展报告 学院：材料科学与工程学院 学号：SY1401210 姓名：刘正武 2014年12月24日

摘要 钛基复合材料(TMCS)以其高的比强度、比刚度和良好的抗高温、耐腐蚀性能,在航空航天、汽车等领域有着广阔的应用前景,引起了材料研究者的广泛兴趣。国外对钛基复合材料的研究已有近40年的历史,发展相当迅速,开发出来的原位合成工艺、纤维涂层等制备技术已经成功用于制备高性能钦基复合材料。国内TMCS研究起步较晚,虽取得了一定成绩,但与国外相 比还有一定差距。 本文主要从钛基复合材料的研究背景，强化原理，以及存在的主要问题方面做了总结，并对国内外的研究现状作了简要评述。钛合金本身具有较高的室温和高温比强度、低密度、高弹性模量。加入增强相，又进一步提高比弹性模量、比强度和抗蠕变能力。颗粒增强钛基复合材料(PTMCS)与纤维增强钛基复合材料(FTMCS)相比，具有制备工艺较简单，成本较低，无各向异性，可得到近净型零件等优点，是很有前途的复合材料。自生钛基复合材料基体将由纯钛基体向Ti6Al转化，并加入其它的合金元素，会得到实际应用。 关键词：钛基复合材料；性能；制备；研究进展

目录 第1章前言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 1.1研究背景及原理-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 1.2 主要问题 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 第2章国内外研究进展及评述 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 2.1 Ti基复合材料增强体的种类---------------------------------------------------------------------------------------------- 6 2.2陶瓷颗粒增强钛基复合材料 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 7 2.2 自生钛基复合材料--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 第3章结论 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14

微量润滑切削技术分析

微量润滑切削技术分析 在金属切削加工过程中，通常都要使用切削液。切削液在切削加工中主要起冷却、润滑、排屑和防锈的作用，有助于提高刀具耐用度，减少工件热变形，保证工件已加工表面质量等。但是切削液的大量使用也造成了很多负面影响，不仅导致生产成本大大增加，还给环境和人体健康带来了巨大的潜在危害。 高速切削是高性能加工的一种主要工艺技术，已经广泛应用于航空、模具、汽车等行业。由于机床主轴高速回转（8000～60000r/min）会在刀具周围产生离心高速、高压气流，依靠常规加大切削液流量、降低切削温升的办法已不能达到理想的效果。采用有效的冷却润滑条件，可以有效降低切削温度，改善切削摩擦状态，抑制刀具磨损，成为进一步提高加工效率的主要技术途径。与此同时，在金属切削加工领域涌现出了多种用于替代传统湿式冷却润滑加工方法的环境友好的新型绿色切削加工技术，如干式、液氮冷却、喷雾冷却、风冷和微量润滑切削等。 微量润滑切削 微量润滑（Minimal Quantity Lubrication，MQL）切削是指将压缩气体（空气、氮气、二氧化碳等）与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。切削液的用量一般仅为0.03～0.2L/h（传统湿法切削的用量为20～100L/min），可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，防止粘结，延长刀具寿命，提高加工表面质量。MQL的应用优势明显，适用范围广阔，国内外关于MQL的研究包含了几乎所有的切削工艺，如钻削、铣削、车削和磨削等。 MQL技术融合了干式切削与传统湿式切削两者的优点：一方面，MQL将切削液的用量降低到极微量的程度，不仅显著降低切削液的使用成本，而且通过使用自然降解性高的合成酯类作为润滑剂，最大限度地降低了切削液对环境和人体的危害；另一方面，与干式切削相比，MQL由于引入了冷却润滑介质，使得切削过程的冷却润滑条件大大改善，刀具、工件和切屑之间的磨损显著减小，有助于降低切削力、切削温度和刀具的磨损。这种切削技术也称为半干式切削，在二十一世纪以绿色环保为主题的影响下有着很大前景。 MQL油雾系统 MQL的系统结构主要由油雾供给系统、喷嘴和润滑油三部分构成。 MQL的供液系统

航空级树脂基复合材料的低成本制造技术

航空级树脂基复合材料的低成本制造技术 发表时间：2018-11-21T11:14:26.433Z 来源：《新材料·新装饰》2018年6月上作者：刘杰 [导读] 复合材料液体成型工艺是一种近年来出现的先进复合材料低成本制造技术。本文介绍了树脂传递模塑成型RTM和RTM的衍生工艺 V ARTM、SCRIMP、RFI等几种复合材料液体成型工艺(LCM)的特点,并分析了几种不同LCM工艺的优缺点及应用领域。关键词 （航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150060） 摘要：复合材料液体成型工艺是一种近年来出现的先进复合材料低成本制造技术。本文介绍了树脂传递模塑成型RTM和RTM的衍生工艺 V ARTM、SCRIMP、RFI等几种复合材料液体成型工艺(LCM)的特点,并分析了几种不同LCM工艺的优缺点及应用领域。 关键词：复合材料；液态成型工艺；RTM；RTM衍生工艺 1 树脂传递模塑(RTM)成型工艺 树脂传递模塑成型简称RTM(Resin Transfer Molding),是一种闭模成型技术,可以生产出两面光的制品。它的基本原理是先在模腔内预先铺放增强材料预成型体、芯材和预埋件,然后在压力或真空作用下将树脂注入闭合模腔,浸润纤维,经固化、脱模、后加工而成制品的工艺。RTM在航空航天和军事领域的应用主要体现大型结构部件的整体成型方面,国外RTM成型技术在航空航天领域的应用主要有雷达罩、螺旋桨、隔舱门、直升机的方向舵、整体机舱、飞机的机翼等。 RTM技术是一种非常具有竞争力的复合材料成型技术,可以作为预浸料/热压罐技术的补充或替代技术。热压罐成型的最大缺点是其体积大,结构复杂,且是压力容器。因此建设投资费用高。同时对于较大体积的热压罐。其升温和加压的速度比较慢。场内温度控制不均匀。与预浸料模压工艺相比,RTM工艺无须制备、运输、贮藏冷冻的预浸料,无须繁杂的手工铺层和真空袋压过程,也无须热处理时间,操作简单,技术开发和应用灵活。 RTM技术存在的难点是由于在成型阶段树脂和纤维通过浸渍过程实现赋形,纤维在模腔中的流动、纤维浸渍过程以及树脂的固化过程都对最终产品的性能有很大的影响,因而导致了工艺的复杂性和不可控性增大。主要问题有:①树脂对纤维的浸渍不够理想,制品里存在空隙率较高、干纤维的现象;②制品的纤维含量较低;③大面积、结构复杂的模具型腔内,模塑过程中树脂的流动不均衡,不能进行预测和控制。 2 RTIM的衍生工艺 2.1V ARTM(真空辅助RTM)工艺 真空辅助树脂传递模塑(V ARTM)是在RTM的基础上开发得到的。V ARTM是在真空状态下排除纤维增强体中的气体,通过树脂的流动、渗透,实现对纤维及其织物的浸渍,并在室温下进行固化,形成一定树脂与纤维比例的工艺方法。 V ARTM是一种吸出空气的闭模工艺,与常规的RTM工艺相比:①RTM工艺在树脂注入时,模具型腔内可积起几吨压力,通过抽真空V ARTM 工艺可减少这种压力,因而增加了使用更轻模具的可能性;②真空的使用也可提高玻璃纤维对树脂的比率,使制品纤维含量更高;③真空还有助于树脂对纤维的浸渍,使纤维浸渍更充分;④真空还起到排除纤维束内空气的作用,使纤维的浸润更充分,从而减少了微观空隙的形成,得到空隙率更低的制品;⑤V ARTM工艺生产的构件机械性能更好。 V ARTM工艺制造的复合材料制件具有成本低、空隙含量小、成型过程中产生的挥发气体少、产品的性能好等优点,并且工艺具有很大的灵活性。 2.2Light-RTM成型工艺 Light-RTM通常称为轻质RTM,该工艺是在真空辅助RTM工艺的基础上发展而来的,适用于制造大面积的薄壁产品。Light-RTM典型特征是下模为刚性的模具,而上模采用轻质、半刚性的模具,通常厚度为6mm~8mm。工艺过程使用双重密封结构,外圈真空用来锁紧模具,内圈真空导入树脂。注射口通常为带有流道的线性注射方式,有利于快速充模。由于上模采用了半刚性的模具,模具成本大大降低,同时在制造大面积的薄壁产品时,模具锁紧力由大气压提供,保证了模具的加压均匀性,模制产品的壁厚均匀性非常好。 2．3树脂浸渍模塑成型工艺(SCRIMP) SCRIMP是一种新型的真空辅助注射技术(V ARTM),是1990年美国Seemann Composites(西曼复合材料公司)在美国获得专利权的真空树脂注入技术。SCRIMP工艺的基本原理是在真空状态下排除纤维增强体中的气体,通过树脂的流动、渗 透,实现对纤维的浸渍。在模具型面上铺放增强材料和各种辅助材料,用真空袋将型腔边缘密封严密,在型腔内抽真空,再将树脂通过精心设计的树脂分配系统在真空作用下注入模腔内,最后固化成型。 SCRIMP工艺的树脂分配系统改善了浸渍效果,减少了缺陷发生,使模塑部件具有很好的一致性和重复性,同时也克服了V ARTM在生产大型平面、曲面的层合结构以及加筋异型构件等制品时,纤维浸渍速度慢、成形周期长等不足。与传统的RTM工艺相比,SCRIMP工艺只需一半模具和一个弹性真空袋,这样可以省去一半的模具成本,成型设备简单。由于真空袋的作用,在纤维周围形成真空,可提高树脂的浸湿速度和浸透程度。同时它只需在大气压下浸渍,固化;真空压力与大气压之差为树脂注入提供动力,从而缩短成型时间。SCRIMP工艺适用于中、大型复合材料构件,施工安全、成本较低。SCRIMP工艺制造的部件性能与航空航天领域广泛采用的热压罐工艺相媲美。随着SCRIMP技术从军事应用向民用工业的转移,在建筑、汽车行业将有很大的拓展空间,如大尺寸的屋面、建筑平台等公用工程构件。 2．4树脂膜渗透成型工艺(RFI) RFI工艺是在RTM的基础上发展起来的树脂膜渗透成型工艺。它是一种树脂融渗和纤维预成型坯相结合的技术。RFI采用单模和真空袋来驱动浸渍过程,工艺过程是:将预制好的树脂膜铺放在模具上,再铺放纤维预成型体并用真空袋封闭模具;将模具置于烘箱或热压下加热并抽真空,达到一定温度后,树脂膜熔融成为黏度很低的液体,在真空或外加压力的作用下树脂沿厚度方向逐步浸润预成型体,完成树脂的转移;继续升温使树脂固化,最终获得复合材料制品。 RFI工艺加热时树脂流动是厚度方向的流动,大大缩短了流程,使纤维更容易被树脂浸润。相对于RTM工艺,RFI工艺能制造出纤维含量高、孔隙率极低、力学性能优异、制品重现性好、壁厚可随意调节的大型复合材料制件和复杂形状的制件,并可根据性能要求进行结构设计。RFI工艺采用真空袋压成型方法,免去了RTM工艺所需的树脂计量注射设备及双面模具加工无需制备预浸料,挥发物少,成型压力低,生产周

CNC机床用微量润滑

C N C机床用微量润滑 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

CNC机床用微量润滑系统，多年来我司技术团队一直致力于CA-MQL超低温CNC机床用微量润滑系统及风冷干式切削等产品的研发生产与工业化应用推广，三艾MQLCNC机床用微量润滑系统有效实现准干式切削加工为企业降能降耗，提升产品品质。 CNC机床用微量润滑系统主要应用于CNC车削加工场合。为各大企业提供完整的解决方案，利用空气高效清洁的特性帮助企业解决生产中遇到干式切削难题，达到提搞生产效率、节能降耗，保护环境，保护人身安全的目的 什么是微量润滑（MQL）>> 微量润滑也叫做最小量润滑，英文为Minimal Quantity Lubrication （MQL)，是一种金属加工的润滑方式，即半干式切削，指将压缩气体( 空气、氮气、二氧化碳等) 与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。切削液的用量一般仅为～h，可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，防止粘结， 延长刀具寿命，提高加工表面质量。 什么是超低温微量润滑（CA-MQL）>> 所谓的低温微量润滑（CA-MQL）是指采用空 气涡流技术将压缩空气降温至0至-15度，再将冷气（压缩空气）与切削油液混合后喷出，一方面提高切削区换热的强度，改善换热效果，更有效的降温冷却；另一方面，换热效果的提高又可以使润滑油雾形成的润滑膜进一步保持润滑能力，从而达到降温冷却润滑的双重目的。 低温微量润滑能有效降低机加工刀具的温度，并产生润滑效果，提高刀具使用寿命，增加工件表面质量，干式切削得以真正实现，并且无油雾产生不会污染环境。 低温CA-MQL微量润滑优势>>

树脂基复合材料低成本制造-原位固化技术发展及展望

树脂基复合材料低成本制造-原位固化技术发展及展望 迪力穆拉提·阿卜力孜段玉岗李涤尘 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安，710049 摘要：随着树脂基复合材料应用领域的扩大和使用比重的增加，发展高度自动化的低成本制造技术成为研究热点。本文介绍了集成复合材料自动化的成型方式和新型固化方式为一体的复合材料低成本制造技术-复合材料原位固化成型技术的发展。并就各种固化方式，如：高频电磁波，热，微波，紫外光和电子束等在该工艺上的可行性做了概述，总结了各自的优缺点及存在的问题，为其以后的发展方向做了展望。 关键词：复合材料；低成本制造；原位固化；纤维铺放 中图分类号：TH39；TB332 The UV in-situ curing composite manufacturing based on UV-LED Dilmurat Abliz Duan yugang Li dichen State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049 Abstract：Composite curing methods existing nowadays and newly emerged have been introduced, and their feasibility for the composites in-situ curing method is outlined integrating with composite in-situ curing method, which has emerged as composites low cost manufacturing method. For example: high frequency electromagnetic wave, heat, microwave, ultraviolet radiation and electron beam in-situ curing. Furthermore, their main pros and cons are summarized and author’s preview towards future development is put forward. Key words：composites; low-cost manufacturing; in-situ curing; fiber placement 0 引言 复合材料因具有高比模量，高比强度，可设计性强，抗疲劳性能和耐腐蚀性能好等优异的性能，在航空航天，运输交通，航海等领域的应用越来越广泛[1-4]。在航空上，从20世纪70年代开始应用到飞机结构上开始，经过几个阶段的发展复合材料在飞机结构上的应用已经实现了从非承力，次承力构件到尾翼再到机翼与机身主承力构件的应用[5]。最新的波音B787飞机复合材料用量占结构重量的50%，而计划中的空客A350飞机上将复合材料的用量提高到52%。复合材料的应用可使飞机结构减重10%-40%，结构设计成本降低15%-30%，不仅提高了飞机燃油效率降低了成本，而且污染物排放量也大大降低[6, 7]。飞机结构复合材料的用量多少和结构重量占比已成为衡量飞机整体水平的重要指标。此外，复合材料在船舶，汽车等行业的应用也很广泛。 随着复合材料的应用领域的扩大和使用比重的增加，为了降低复合材料制造成本，国内外相继出现了纤维自动铺放技术（包括自动铺带技术和自动铺丝技术），液体成型技术（包括RTM，VARTM，VARI，SCRIMP和RFI等技术），低温固化技术等低成本制造技术[8, 9]。固化作为复合材料构件最终成型必要的工序之一，对复合材料最终性能和其制造成本起着至关重要的作用。现阶段复合材料构件比较成熟的固化方式是热固化。但传统的基于热压灌，热压机等的热固化方式存在诸多缺点，比如：能耗高，成型时间长，固化过程难以控制；成型零件因热效应，残余变形和残余应力大；尤其是对于大尺寸和厚，形状复杂的复合材料构件，不可避免的热梯度会引起固化不均匀和不完全；对预成型件模具要求很高，要采用比较昂贵的INVAR合金制造[10]；此外，复合材料构件大小受热压灌容积限制，而热压罐设备成本很高，技术条件复杂，因此制造灵活性差，前期投资巨大等[11]。因此，为了实现复合材料构件固化“无热压灌化”，相继出现了用γ-射线，X-射线，紫外光，微波和电子束等新型树脂基复合材料辐射固化方