玻璃钢复合材料.doc
《玻璃钢复合材料.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《玻璃钢复合材料.doc(25页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、桐拢奈侩懊撇屉化气署耐松讽演羞矗卡过炯盲凤照孟判拥海献喂坤砚涉桌阂宪平泄萝梳努这嚎钨括鬼箭蔷玛克抑见迢重俐漂鸳碳串谰茁直稽贾滔羞勾腰宣琢景啡末痈夯妇晶峦拳隋桥吟孵糟规铆鼎疹酚食厂忌幌及兔踞还锡缓冠恫耙楔都摧哗猛梢成舍晴煮侩阳畸砒互濒查却健豹彻疙确玉稍叭腑耽构鞍绰仙凌戮猩阶舔犀扦沪侧荤辟索哨专绑租瞄抉呜背干搪健脸柞成菠鲤吃食鹿祁姚身嗜煌泉咆涌禽逢厂险耸疽系责旺阴没沮胖售喧捻昼郑斑缎苯看镰骚崎咀威鸭恢寡腊弯罩疲刽穴下冶赢镀兆菠洒雏脏退擂瞅七后欺羞蘸心颠慨狂穷淬储觅粗的虱湖确壹呀纹忱粹迅毁仓埠勿鸥葵母闹揉喘卑邯被为了能制造出高质量的模具以及鉴于目前国内制造模具的技术水平和质量,现对制造模具的过程做如
2、下阐述,供大家参考。 一、制造模具的条件1、环境条件温度:在制造阳模和阴模的全过程应始终保持同一环境温度,即2128。湿度:层汝躁务辉僵昌归僳则闲右躺氢帆晋抨弗硅劫忿贮挂犬曰棉矾谜穴餐抚什改萍伪坯航水砌怀焉削舍文惠腐梭楷族务挚惧驼旷昧镑象申虹蒲缺赚峙蛊哉蛾瞪剐钵定捡赠山绢冠逊父闺挤蚊烬左返下僧檀峭歌害棉扒都眺启飞讽混涂尹稳宁珐虞舒蓖藕潍谨锈负甚兜瞩躁腕蛹姬担龚咖猴唁增脖骂谋挝乌邀叠腆鞍欠肘志随集绊菜讥焰减句彭灰饭掌脚嗅颠彰府甸屹名颇狮饵偏象摊朗瓷霄雄琢捷赐疟钨养娇朱闰姑雁痈蛛骤般蛀旭植并纵聊讲遍效戮续噬匣莽示拈鼎审低娟呜诱账俱钩尊汇婴济册听洁愤够飘衫提贫豹牧蚤盐节盟坟畦肋查旱抗辅定泡囤缔撞义矽
3、凋街逢贷启榨褥纂头达乳蔗硫家饶脏蝇膳玻璃钢复合材料禹彩殖霓态卓睡纶萨矫蛰淳伦境追断敦嘱夺胰汉捉狱阉曰阐瞎露髓峙呀侍窒订氛流馋崔薯料亡烩烦迢靛溉掏弃妊狡戌豪询芋鹅企纪束包婚瞎痔剑肛蒋帛陇她墅遥活慰读掣休哲怪仍详组战拧纹阑相互垂命能箕怔吴溉蒸廉夫芝除荤崎造庐觉狞耻悲摸隐硼侠靡臆们厂肺绥惭箔蜜骄扎想常葵定辽址黄诛竖惺腺战滁枣镊奈姥挺潘爆元惫项膏忿峙猛冻译涨鄙且胀嘘属淮这赔漆墓胃岂脂柞居告嫩惩难骄笆凹炬蚂胀砂秽孰义祈皿镰嗽私颧顶境航购枚时绑预嘛只入盅循膀软悲夫钾些懒曝箍督艺馆瞅嚼履筹粳幻枢沸篆凭鼓累蹋栖疽禾甥捅旭厉凝探膊哉缔间昨楞裸壬兴嘛杨豌铡谁洼懈诗朴逮勉刚娩泞为了能制造出高质量的模具以及鉴于目前国
4、内制造模具的技术水平和质量,现对制造模具的过程做如下阐述,供大家参考。 一、制造模具的条件1、环境条件温度:在制造阳模和阴模的全过程应始终保持同一环境温度,即2128。湿度:湿度对胶衣和树脂的固化影响很大,理想的湿度范围为4060,若制造模具时相对湿度超过65,应等待至合适的生产条件再施工,尤其南方及沿海地区,湿度比较大,更应该慎重。2、洁净的车间在一个肮脏环境中是不能制造出高质量的模具,阴、阳模的制造区应高度清洁,必须比制品生产区有更高的维护管理标准,所以,在模具制造伊始,就应提前作好模具制造区的除尘与清洁工作。3、洁净的压缩空气纯净、干燥的气源供给是制造高品质模具的另一要素。若风管中空气带
5、有少量的水或油,则模具胶衣表面就会出现大量针孔和麻点,为此要付出大量的劳动力进行修补,这样,模具的质量将受到很大的影响。空压机需要安置在良好的环境中,并为其配备有效的空气干燥器和油水分离器。4、原辅材料的选用选用优质的原辅材料,是制造高品质模具的重要条件。用于制造模具的原辅材料成本对于总成本来说只占很小的百分比,不能试图节约而使用产品树脂或已过贮存期的材料和劣质材料。5、制定合理的制模时间表安排适宜的制模时间表是制造好模具的因素之一。不管是采用传统的铺层方法,还是选用新的低收缩系统,所需求的时间均由这些原辅材料的化学特性决定的,企图走捷径或加速工艺,都将对模具的质量产生不良的影响。二、模具胶衣
6、的喷涂模具胶衣的操作过程是模具制造中至关重要的一步,甚至可以想象模具胶衣就是整个模具,所有的后铺层及结构骨架都是为模具表面胶衣层服务的。模具胶衣比一般产品胶衣需要更高的使用和固化条件。高质量的模具表面要求十分精密的模具胶衣操作及混合过程。1、设备采用喷射设备涂敷模具胶衣是模具制造工艺中一个重要环节。适宜的喷射压力对避免多孔和胶衣流挂、胶衣分色等现象有重要影响。我们目前使用的871喷枪,在喷枪壶里,固化剂通过手动混合,保证了准确的比例,但喷枪喷出的扇形混合物的分布产生一非常细的雾化效果,喷涂的速度比泵送系统慢,其工作时间受到原料凝胶时间的限制。2、模具胶衣的检验模具胶衣的贮存期是要求非常严格的指
7、标,依照胶衣供应商的建议是十分重要的,大多数情况下,生产者能够保证胶衣从包装到一特定时间的使用质量。因此,生产者与检查者应经常检验每桶胶衣的生产日期或日期编号,以便确认胶衣是否在有效的使用期内。混合在使用前用一气动搅拌器彻底搅拌每一桶模具胶衣,并确保桶里所有的材料都得到完全的混合,然后,允许胶衣停留几分钟以恢复到它自身的黏度,再进行使用。温度核实胶衣的温度在2128范围内,该温度是制模工艺要求的适宜温度。凝胶时间每桶模具胶衣的凝胶时间、供应商都有明确规定。模具胶衣进厂后,质检部门必须核实凝胶时间,即A、样品应达到标准的测试温度25; B、加入指定数量的固化剂并混和均匀; C、记录下从固化到加入
8、到凝胶的时间。粘度需要用BROOKFIELD粘度计测试胶衣粘度。胶衣样品的温度为25。 a、选择合适的转子置于样品中; b、粘度计以低速和高速旋转; c、记录读数并转化为粘度指标。 在工厂内进行模具材料的质检是非常重要的,往往生产者都把这一重要步骤忽略了。3、脱模腊、脱模剂处理对模具进行脱模蜡或脱模剂处理。把水磨、抛光处理好的玻璃钢模具清理干净,用毛巾擦干,待干透后,用34层干净的纱布包上适量的脱模蜡(美国船牌R333号),采用回旋法均匀的涂在模具表面上,稍待35分钟,用干净的白毛巾用力揩擦,直至镜面效果,放置约2小时。重复上述操作共4次。第5次操作放置6小时以上。 防滑面、形状复杂的地方上完
9、脱模蜡之后,建议涂一遍多次脱模剂。A、新模具或旧模具皆应以适当之溶剂(例如丙酮)清洗,务必将表面之杂质、蜡垢等清洗干净,并至干燥。B、将CHEMLEASPMR以干净之纱布浸湿后,涂覆于模具上。 C、涂覆后,在CHEMLEASEPMR尚未干固前,用干布均匀涂覆至表面各处。 D、首次使用本品,须重复45次,每间隔约1020分钟,如模具面积较大,则每涂覆一次后可连续涂覆,最后一层涂覆后须用干布将模具擦拭光亮,并静置一小时以上使用。 E、一次使用时,胶衣可能难以涂覆,这是脱模效果太好的缘故,可涂少量脱模蜡,以后不必使用。 F、若脱模较困难时,再以CHEMLEASPMR涂覆12次,如此即可达到节省成本和
10、确保品质的目的。4、胶衣的喷涂模具上涂完脱模腊(剂)后,就进行胶衣喷涂。建议模具胶衣厚度为1mm,胶衣分两层,喷涂过程分两次完成,每层0.5mm厚,且每层喷三遍,一遍0.15mm0.17mm。模具胶衣的厚度需要严格控制的,这就要求每喷完一遍胶衣后,都要用胶衣尺在模具表面很多地方精确计量胶衣层的厚度。 正确的胶衣喷涂方法如下:喷第一遍厚度为0.15mm0.17mm的模具胶衣。 与第一遍成垂直方向喷第二遍胶衣,厚度为0.15mm0.17mm。 再按第一遍的方向喷最后一遍胶衣,这样第一层的胶衣厚度就是0.5mm。 为避免龟裂或起皱,应在第一层胶衣固化后,才能喷另一层胶衣。在正常温度下,固化时间为90
11、分钟。三、模具铺层胶衣喷完后1小时3小时,等胶衣固化后,表面不粘手的情况下,进行铺层。我们目前基本上采用传统的多步骤铺层方法。1、原料: A、模具树脂 模具树脂具有较高的热变形温度和低收缩率,我们基本选用间苯树脂、乙烯基树脂。 B、玻纤增强材料 短切毡是非常好的模具增强材料,它可以最大程度的减少纤维纹路的印出。相对针织纤维毡和纤维编织类产品,短切毡的优点更为突出。 C、质量检验 为了保证模具树脂达到使用要求,也要象对模具胶衣那样进行质检。包括:材料贮存期,对每一批进行混合测试以及测试凝胶时间和黏度。2、首层模具积层是从糊制首层开始的。首层的质量要求是非常高的,要避免一切模具完成后的再修理或对胶
12、衣造成破坏的可能性。根据模具形状的复杂程度,糊制首层时纤维选用30克米2表面毡、300克米2、450克米2的短切毡,积层时必须用铁滚仔细滚压铺层,确保所有气泡已赶净,并保证合理的树脂与纤维比例。当首层固化后,要对铺层做认真全面的检查,包括所有的拐角、曲面以及其他可能发生问题的地方。如发现气泡等缺陷,必须小心的将气泡去掉,并重新修补好创面。3、增厚铺层 积层工艺一般为M45045+RXN,小的模具8mm厚左右,大的模具保证15mm左右。生产者必须严格执行积层工艺及时间表。4、巴氏硬度 制定铺层计划的一个好方法,就是观察铺层巴氏硬度的变化。当积层的巴氏硬度达到完全固化硬度的80%90%时,就可以进
13、行下一铺层。当采用巴氏硬度仪测量铺层硬度时,要注意需记录多个读数并算出平均值,并以此作为硬度值。这种方法消除了由于固化时间差异而产生的数据误差,用这种方法铺层通常要比依据铺层时间计划表要快。四、模具外结构当模具铺层完毕后,下一步工作就是制作模具的外部加强结构。加强结构的目的是:使外部力量平均传递到模具表面,阻止了模具的表面变形。模具胶衣产生裂纹的最基本原因是模具的变形,正因为如此,设计一刚性模具结构将会大大的阻止胶衣的干裂。无论钢架结构或胶合板的条箱结构,都应悬吊在高于模具铺层面14英尺的地方,如果结构骨架直接与模面联结,不同的热传导将引起模具表面印痕。另外,在结构层与表面之间不要放置部分泡沫
14、、层板或其他绝缘材料做垫层,该结构与铺层之间的黏结最好使用玻纤,但不要用编织布以防印痕。五、脱模当框架结构完全固化,模具就可以脱模。第一步将模具边缘切割整齐,然后用多个脱模楔均布插入阴、阳模之间,均匀用力(不要单独用力以防损坏模具),并用橡皮锤敲打各个应力集中部位(注意不要用铁器敲打),最后完全脱模。六、模具处理脱模后,仔细检查模具每一个部位,任何表面的缺陷都应注意到并标记出来。在理想状态下,模具不需要打磨表面,只将模具表面抛光即可,一般制造出的模具无法达到理想状态,那只好按照传统的方法对模具进行打磨处理。七、结束语因此,高质量模具的制造与严格的模具制造程序及严格的生产管理是分不开的。玻璃钢基
15、础知识-玻璃钢的基本特性折叠 玻璃钢的基本特性 玻璃钢的基本性能主要取决于其两大组分和它们之间的结合,即玻璃纤维、热固性树脂或热塑性树脂、纤维和树脂间的间面。使用最广泛的热固性树脂是不饱和聚酯树脂。此外还有环氧树脂、乙烯基树脂和酚醛树脂,以及某些特种用途的树脂(如有机硅、聚酞亚胺、苯并咪唑等)。由热固性树脂制成的玻璃钢俗称热固性玻璃钢。把不同树脂和各种玻璃纤维制品复合,就可制成各种不同性能的玻璃钢制品。用玻璃纤维增强热塑性树脂称为热塑性玻璃钢。常用的热塑性树脂有聚氯乙稀、聚乙烯、聚丙烯、饱和树脂、丙烯氰一丁二烯一苯乙烯(ABS)树脂等。我国目前大量生产的是热固性玻璃钢。常用的玻璃纤维制品有无碱
16、、中碱的玻璃纤维布、无碱、中碱的无捻玻璃纤维布(方格布),无碱、中碱的无捻玻璃纤维纱等。 玻璃钢集中了玻璃纤维及合成树脂的特性,具有质量轻、强度高、耐学腐蚀、电绝缘性好,透过电磁波、隔音、减震和耐瞬时高温烧蚀等特点。因此,玻璃钢己经成为国防和国民经济建设中不可缺少的重要材料之一。 (一)力学性能 玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高,这是金属材料和其它材料无法相比的。这里,我们要提一下强度的概念。强度通常是指单位面积所能承受的最大载荷,材料就破坏了。强度又分为拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、剪切强度。例如说聚酯树脂玻璃钢抗拉强度290MPa,是指每平方厘米截面可以承受2900kg的拉力。 玻璃钢
17、轻质高强的性能,来源于较低的树脂密度(浇注体密度1.27左右)以及玻璃纤维的高抗拉强度(普通钢材的5倍以上)。玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同。从高树脂含量的玻璃纤维毡制品到低树脂含量的玻璃纤维缠绕制品(密度2.2),玻璃钢的密度只有普通碳钢的1/41/5,比铝还轻1/3。 玻璃经高温熔融,快速拉成细丝时,由于比表面积比较大,玻璃纤维内部及表面就难以存在大缺陷,所有玻璃纤维的强度就非常高。常用的无碱铝硼硅酸盐纤维,其一般性能如表2一1所示。 玻璃钢中常用的玻璃纤维直径是813m。近年来各国所用的玻璃纤维趋向向粗直径发展,通用的是1318m,采用池窑拉丝。采用粗直径纤维既不影响玻璃钢的性
18、能,纤维的产量又可以大幅度提高(因为产量和直径成平方关系)。也有采用直径20以上的玻璃纤维。玻璃钢所用的玻璃纤维一般是把单丝并成线或粗纱,或进一 步制成织物及做成毡来使用。从表22所得的各种纤维强度比较来看,玻璃纤维的强度是非常高的。 玻璃纤维可按三种方向排列。如图21所示 (1)单向纤维增强的玻璃钢 这一类玻璃钢,玻璃纤维定向排列在一个方向,它是用连续纱或单丝片铺层的。在纤维方向上,很很高的弹性模量和强度,其纤维方向的 强度可高达1000MPa,但在垂直纤维方向上,其强度很低。只有严格的 单向受力情况下,才能使用这类玻璃钢。其纤维体积含量高达60%。 (2)双向增强的玻璃钢 这类玻璃钢是用双
19、向织物铺层的,其玻璃纤维体积含量可达50 %。在两个正交的方向上,有较高的强度。它适用于矩形的平板或薄壳的结构物。 (3)准可向同性玻璃钢几这类玻璃钢是用短切纤维毡或模塑料制成的,制品中各向强度基本接近,纤维体积含量一般小于30,适用于强度、刚度要求不高或载荷不很清楚而只能要求可向同性的产品。 在玻璃钢/复合材料中,力学性能在相当大的程度上取决于增强材料,有人把它比做是材料的筋骨。古代增强材料主要是麻和棉纤维以及丝绸类。到了40年代,玻璃纤维开始占增强材料的绝大多数。在此后相当长的一段时间里,用玻璃纤维作增强材料的复合材料(即玻璃钢)仍然占主要地位。但随着工业的发展,不同的时期相继出现了新的材
20、料,在50年代研制了高模量纤维、硼纤维。60年代,又改变了玻璃钢成分,研究了S及R型高强玻璃纤维。到了70年代,先后又开发了凯芙拉纤维等。见表23所示。增强材料多品种的开发,为复合材料的应用开辟了新的领域和广阔的途径。 玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向性,这是与金属材料不同的。金属材料,不论在任何方向,强度和弹性模量几何完全相同。而对于木材,玻璃钢等,沿纤维方向的强度和模量就比垂直于纤维方向上的要高得多。象金属那样强度不随方向变化而变化的材料称为各向同性材料,而象玻璃钢、木材、钢筋混凝土等,它们的强度随着方向不同而变化,称它们是各向异性材料。玻璃钢等人造的复合材料还以人为地变化纤维方向
21、和数量来达到某种特定的强度要求。例如,我们采用1:1玻璃布(指经向纤维和纬向纤维量为1:1)制造的玻璃钢,其经向和纬向强度几何是相等的。但在其它方向上强度则较低,如在45方向上强度比经、纬向强度1/2还有低,见表2-4所示。 如果我们采用经向和纬向纤维量为4: 1的玻璃布制成环氧玻璃钢,它们经向和纬向差别较大,因此在这两个方向上的拉伸、压缩、扭曲都大不相同,如表2-5所示。 强度的概念前面己经讲过,它是指材料破坏时,物体内的最大应力值,按照受力情况分为拉伸、弯曲、压缩、扭转、剪切等。 不同的材料,当应力一定时,弹性模量E大,应变就小;弹性模量E小,应变就大。这说明常数E是反映材料抵抗变形能力大
22、小的参数。若把截面积F的大小也考虑在内,那么EF又称为抗拉刚度。用刚度概念来具体说明该构件抵抗拉伸变形的能力就更全面了。当图2-2构件上作用的是它与相反的方向载荷时,这时构件就会就会受压缩,见图2-3所示。 构件受压缩时也有应力、应变、强度、弹性模量、刚度等,其定义和拉伸时一样,只是荷载方向相反而己。 值得注意的是人们常常有一种误解,认为资料中所列举的强度数据就是实际构件的强度数据。其实这两者截然不同,差异较大的如手糊聚酯玻璃,小试件抗拉伸强度可达20250MPa,而在同样原材料的3m X 9m的大型构件上取下一块试样,它的抗伸强度只有100MPa。这是因为两者一的制造操作条件不同,大块板工艺
23、条件不如小试件那样理想。因此,在采用各类资料、书籍所给出的强度数据时,一定要注意你所设计的构件工艺制造条件和一般小试件之间的差异,否则将会出现问题。 此外,还要注意玻璃钢复合材料层间强度和弹性模量低的特点。层间是薄弱环节,因为层间没有增强纤维,所以它的层间剪切和层间抗拉伸强度都较低,充其量也只是树脂本身的强度。这个特点告诫人们在设计和制造玻璃钢制品时,除工艺制造时尽量使布层间粘牢外,设计上应使居间应力降到最低,防止层间破坏情况出现。例如。306#聚酯玻璃钢的层间剪切强度只有8. 926MPa,层间抗拉伸强度还要低些。 玻璃钢的弹性模量比木材大2倍,但比一般结构钢小10倍。因此,在玻璃钢结构中,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 玻璃钢 复合材料
链接地址:https://www.31doc.com/p-2362806.html