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不同模具在復合材料制造中的優(yōu)缺點

鋁合金模具具有密度低，致密性好，良好的熱傳導性能，使得鋁合金升溫快，在構(gòu)件制造中能更好的加熱成型，但在制作復合材料構(gòu)件時，由于其膨脹系數(shù)與復合材料的膨脹系數(shù)差異過大，導致在制造構(gòu)件時會產(chǎn)生較大內(nèi)應力，使得復合材料產(chǎn)生變形，不利于復合材料構(gòu)件性能的穩(wěn)定性。機械加工合金鋼模具雖然具有良好的耐久性，并且熱膨脹系數(shù)比鋁合金低50%，但其質(zhì)量大、升溫性能低、溫度分布不均勻，容易產(chǎn)生應力，因此難以用于制造高精度的復合材料制品。

鎳電鑄模具具有比合金鋼模具密度低，熱傳導性能好，熱升溫性能好，并且可以制造復雜型面的優(yōu)點，但其模具本身的制備加工周期長，零件維修困難，其熱膨脹系數(shù)為12.3×10-6/℃，遠高于復合材料的熱膨脹系數(shù)，導致也不適用于制備高精度的碳纖維復合材料（熱膨脹系數(shù)為2~4×10-6/℃）和芳綸纖維復合材料制品。

石墨模具的導熱率高，升溫效果好，雖然石墨的導熱速率沒有鋁合金和其他金屬模具高，但石墨模具的熱膨脹系數(shù)與芳綸纖維復合材料，碳纖維復合材料相匹配，因此適用于復合材料構(gòu)件的加工，其次石墨模具的熱質(zhì)量低，與復合材料相近，使得石墨模具在升溫時在單位體積內(nèi)所需要的熱量和復合材料相同，但石墨模具的強度和耐磨耗性低，脆性大，抗沖擊性能差，容易受到損傷，不利于制作大型或者復雜的型面，且其真空性差，成本高，制造周期較長，并且在大批量加工生產(chǎn)存在困難。

離心鑄造優(yōu)缺點

離心鑄造：是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造方法。優(yōu)點：

1）幾乎不存在澆注系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)的金屬消耗，提高工藝出品率；

2）生產(chǎn)中空鑄件時可不用型芯，故在生產(chǎn)長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力；

3）鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4）便于制造筒、套類復合金屬鑄件。

缺點：

1）用于生產(chǎn)異形鑄件時有一定的局限性；

2）鑄件內(nèi)孔直徑不準確，內(nèi)孔表面比較粗糙，質(zhì)量較差，加工余量大；

3）鑄件易產(chǎn)生比重偏析。

應用：

離心鑄造最早用于生產(chǎn)鑄管，國內(nèi)外在冶金、礦山、交通、排灌機械、航空、國防、汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝，來生產(chǎn)鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內(nèi)燃機缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)最為普遍。