经济效益分析终稿.doc

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1、第一章项目的目的与意义1、目的铝基复合材料是一种新型的复合材料，它具有密度小，单位重量轻,比强度大等优点。可以广泛应用于航天、航空、高速列车、汽车等领域和电子、光学仪器、体育用品上。铝基复合材料(包括纤维增强和颗粒增强)的发展尤为迅速。这不仅因为它具有重量轻、比强度、比刚度高、剪切强度高、热膨胀系数低、良好的热稳定性和导热、导电性能,以及良好的抗磨耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀等一系列优点,而且因为在世界范围内有丰富的铝资源,加之可用常规设备和工艺加工成型和处理,因而制备和生产铝基复合材料比其他金属基复合材料更为经济,易于推广和应用。以铝合金为基体的复合材料有铝碳

2、化硅和铝硅等，广泛应用于航空航天、电子信息、壳体封装和现代交通等广泛领域，这种材料在国内外受到普遍重视。2、意义铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。颗粒增强铝基复合材料解决了纤维增强铝基复合材料增强纤维制备成本昂贵的问题,而且材料各向同性,克服了制备过程中出现的诸如纤维损伤、微观组织不均匀、纤维与纤维相互接触、反应带过大等影响材料性能的许多缺点。所以颗粒增强铝基复合材料已成为当今世界金属基复合材料研究领域中的一个最为重要的热点,并日益向工业规模化生产和应用的方向发展。例：碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天工程应用纵观国内外，对铝基复合材

3、料的应用研究方面，主要集中在碳化硅颗粒增强铝基复合材料，并且取得很大的成就。少数国家(如美国、日本和加拿大等)已进入应用阶段，取得了显著的经济效益，美国国防部每年用于金属基复合材料的研究约2000万美元，并逐年增加。美国在航空、航天及其它武器装置上研究和应用的最多的是纤维及晶须增强的铝基复合材料，其中Al-B复合材料研究最早，历史最长。而国内对金属基复合材料的应用研究与开发一般在民用方面寻求产品；军工应用方面，有数家单位对几个产品进行了研究。因此，加快我国轻质高性能金属基复合材料材料在我国汽车、轻工、建筑及军工产品中推广应用，具有重要的战略意义。虽然我国已成为世界

4、铝轮产量第一大国，但铝轮出口量很小，主要是随整车出口，部分进入国际维修市场。其原因主要是质量档次太低。颗普铝基复合材料的开发能广泛应用于发动机蛉部件及车轮、刹车盘等，可替代进口，节约外汇，更重要的是提高国内产品档次，提高进入国际市场的竞争力，达到出口创汇。其经济效益显著，社会意义重大。铝基复合材料以其优良的性能，问世以来在汽车工业、航空航天、电子、军工和体育等许多领域得到广泛的应用。制约其发展的关键因素(如工艺复杂、成本高)等问题正逐步得到消除，许多国家已建立了工业规模生产铝基复合材料的工厂，相信在不久的将来，铝基复合材料的制造工艺会更简单，成本会更低，使用范围会

5、更广。第二章生产工艺流程1.工艺流程年产1000吨铝基复合材料的制备工艺一般采用半固态搅熔复合方法，该方法是一种发展相对成熟，成本较低的方法，易于工业化生产分为以下几个步骤。（1）物料的准备阶段：SiC粉的准备和铝锭的炼化。（2）加料阶段：将准备好的物料加入电阻坩埚熔炉中加热熔融。（3）浇筑过程：将变质孕育后的物料加入到预先设计好的模具中进行定型处理。（4）开模：冷却后打开模具。（5）毛坯修整：将定型后的器具进行简单的表面毛坯处理。（6）加热回火处理：将修正后的器具重新加热，做回火处理。（7）产品整形：将回火处理后的器具整形，进行较细致的处理，得到产品。（8）成品

6、检验及出库。流程图如下：图1—1工艺流程图2.设备参数（1）电阻坩埚熔炉及相关组件。如下图：图1—2电阻坩埚熔炉及相关组件图表2-1序号设备名称1（1）Leitz-MM-6卧式金相显微镜及FEI-QUANTA-200型环境扫描电镜2（2）WDW-2000电子万能拉伸试验机3（3）机械打磨抛光机4模具5（4）储气装置6（5）卧式热处理炉7JWK2702精密温度控制装置8（6）UJ36型携带式直流电位差计3.工艺环境（1）SiC粉在真空电阻炉中加热预处理，加热温度为650摄氏度，保温3.5h（2）本方案采用氩气作保护气氛，用氩气将SiC颗粒送到基体合金液中。搅拌温度为

7、760摄氏度，搅拌速度为2，水平1200r/min。（3）材料组织及性能分析：显微组织在金相显微镜和环境扫描电镜下观察。式样经打磨抛光机后用Killer试剂腐蚀液腐蚀，用电子万能拉伸试验机测试拉伸性能，采用布洛维硬度计HBRVI-187.5测试复合材料的布氏硬度，测试中试验载荷为1839N，加载时间为30s，选用2.5mm的钢球压头，每个试样测量三个试验点，结果取其平均值。（1）热处理：固溶温度为500摄氏度，固溶时间为2h，时效温度为175摄氏度，时效时间为12h。第三章主要设备选定表3-1编号设备名称设备型号数量用途1电阻炉10L4个2个用于加热熔融，2个用于

8、加热回火处