粉体工程与设备课程设计-1000吨年铝基复合材料项目可行性研究报告.docVIP

粉体工程与设备课程设计 题目名称：1000吨／年铝基复合材料项目的可行性研究报告 指导老师： 学院：材料科学与工程 年级：2007级2班 组号：第四组 姓名：学号同组人员： 目录 第一章 项目的目的和意义················································（3） 背景························（3）第三章 工艺流程··········· ················· ···································（）·········································· ·····················（17） 第五章 成本核算··································································（17） 第六章 经济效益分析·······················································（1）···················································· ··········（）·································································（22） 附录 设备平面布置简图·· ······ ······ ······ ···· ···· ····· ···········（23） 第一章 项目的目的和意义 铝基复合材料是一种新型的复合材料,具有高的比强度、比刚度,，优良的高温力学性能、耐磨性和低的热膨胀系数, 在航天航空、汽车、光学等工业领域具有十分广泛的应用前景, 是近年来金属基复合材料研究的热点。该材料既可直接浇铸成型成产品（如发动机活塞、水套），也可用于变形加工（如轧制、挤压）。SiCp/Al复合材料活塞，可采用直接浇铸成型的方法制造，能大大提高生产成品率，提高活塞耐磨耐热性，减小热膨胀系数，还可在保证刚度的前提下，减小壁厚，降低重量，节约原材料。SiCp/Al复合材料缸体，比镶铸铁缸衬缸体减重40%，节省燃油10%以上等。 铝基复合材料按强化相形态可分为纤维长纤维、短纤维、晶须强化和颗粒强化两种。虽然纤维强化的铝基复合材料在很多方面的性能优于颗粒强化的铝基复合材料, 然而其价格昂贵, 具有各向异性大、微观组织不均匀、纤维与纤维接触反应带过大等缺点,而颗粒强化的铝基复合材料具有成本低廉、各向异性小、容易成形可用常规技术进行二次加工与机械加工等优点, 近年来在国内外得到迅速发展。尤其是颗粒增强铝基复合材料, 不仅具有铝基复合材料共同的优点, 而且颗粒成本低廉, 来源广泛, 具有强大的竞争力, 是一种极有前途的结构复合材料，市场需求极大。 第二章 项目背景1、背景 流程说明：先将铝锭粗碎，送入电磁感应炉中，加热，当加热至熔融后，将经过焙烧、捣碎、搅拌、筛分之后得500目的SiC粉末，在Ar气的作用下由喷嘴喷入金属液，。当液体金属炼好之后，将SiC金属液混合液倒入电磁感应炉进行第二炉的熔炼，熔炼好后注入各个砂模之中，冷却、定型之后，开模，将所得到的粗胚运至修整车间进行修整，如进行车、刨、磨等。修整好的产品可成批送入回火炉回火，以降低加工过程中产生的内应力。回火之后，将产品进行最后整形，之后送至检验处，检验完后，将合格品进行包装，入库。 设备示意图 1. 热电偶 　2. 加热电阻丝 　3. 坩埚 　4. 人工智能温度调节仪表 　5. 电炉 　6. 搅拌叶片 　7. 真空罐 　8. 压力表 　9. 吸液管 　10. 真空泵 　11. 导气管 　12. SiC 颗粒增强铝基复合材料时, 需要解决的几个关键问题是, SiC 颗粒与基体铝合金熔液的浸润性差, SiC 颗粒在基体铝合金中的分散不均匀, 以及搅拌引起复合材料中的气孔、夹杂增多等问题。 SiC 颗粒与基体铝合金之间的润湿性问题 SiC 颗粒与基体铝合金熔液之间的润湿角大于90°, 润湿性较差。要降低其间的润湿角, 增加二者的润湿性, 必须增加SiC 颗粒的表面能和减小液态铝合金熔液的表面张力。为此, 出现了许多改善其间润湿性的方法，比如, 在颗粒表面镀以金属N i 或Cu, 以提高颗粒的表面能, 并以金属金属界面替代金属陶瓷 界面; 对颗粒进行热处理, 以除去其表面吸附的气体并在其表面形成氧化层薄膜; 对颗粒进行超声处理, 以除去颗粒表面吸附的气体、杂质; 在熔融金属液中添加活性元素, 如M g、