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上海工业设备用碳纤维种类不同工艺有何区别

来源: 发布时间:2024年07月12日

在对碳纤维板材进行钻孔时,转速越快效果越好。钻头的选择上,PCD8面刃钻头独特的钻尖设计较适合碳纤维板材,能更好地穿透碳纤维板材,降低分层的风险性。

对较厚的碳纤维板材进行切割时,建议采用左、右螺旋刃设计的双刃压迫式铣刀,这种锋利的切削刃同时具有上切和下切的螺旋梢,切削时平衡刀具上下轴向力,确保将切削力合力指向材料的内侧,以获得稳定的切削条件,可防止材料分层现象的产生。“菠萝刃”镂铣刀的上切、下切菱型刃设计也能更好的切断碳纤维板材,其较深的排屑槽在切削加工过程中能够通过切屑的排出带走大量的切削热,避免损伤碳纤维板材的性能。


碳纤维复合材料具有重量轻、刚度高、塑性强、耐磨性和抗冲击性好等优势,在汽车轻量化领域具有广阔的应用。上海工业设备用碳纤维种类不同工艺有何区别

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从近期公布的中报看,国内碳纤维企业业绩大幅增长,高景气度持续。当前国内碳纤维需求空间巨大,排名靠前的企业扩产计划正在实施中,未来产能有望持续释放,具备良好的成长性。

碳纤维性能优异,应用领域广阔。碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性,密度不到钢的1/4、强度是钢的5-7倍,是目前已大量生产的高性能纤维中具有非常高的比强度和非常高的比模量的纤维。目前,碳纤维的主要应用领域有航空航天、汽车制造、体育休闲、建筑和工业机械、风电叶片、压力容器等领域,其中航空航天是非常大的碳纤维应用市场。


上海工业设备用碳纤维种类不同工艺有何区别碳纤维不用于纺织应用,如机织或针织织物,但已用于增强纺织机械附件的合成材料。

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碳纤维板的加工

碳纤维板在固化成型后,为了精度要求或装配需要,还要进行切削、钻孔等后加工。在切削工艺参数、切割深度等相同条件下,选择不同材料、尺寸、形状的刀具和钻头,

效果上有很大差异,与此同时,刀具和钻头的力度、方向、时间和温度等因素也会影响到加工的结果。

后加工过程中,尽量选择带金刚石涂层的锋利刀具和整体硬质合金的钻头,刀具和钻头本身的耐磨性决定了加工的质量和工具的使用寿命。如果刀具和钻头不够锋利或者使

用不当,不仅会加速磨损,提高产品的加工成本,更会造成板材损伤,影响板材的形状、尺寸以及板材上孔、槽等加工部位尺寸的稳定性,严重时会造成材料出现层状撕

裂,甚至是块状崩落,导致整块板材的报废。


现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法。

制造碳纤维用的原纤维名称化学组分碳含量、碳纤维收率、黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90

采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),碳化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。

另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不连续的短切碳纤维,最大长度可达50 cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维,易石墨化,力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。 当机械臂采用碳纤维复合材料制造时,需要根据机械臂的载荷和实际工况设计特殊的制造方案。

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碳纤维产业链上游属于石油化工行业,主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈;碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈,再以其

纺丝获得聚丙烯腈原丝,对原丝进行预氧化、碳化等工艺制得碳纤维,通过对碳纤维和高质量树脂的加工以获得碳纤维复合材料以满足应用需求。

碳纤维的生产流程主要包括:拉丝、牵伸、稳定、碳化、石墨化。

一、拉丝:这是碳纤维生产过程中的第一步,主要把原材料分离成纤,属于物理变化,在这过程中,纺丝液细流与凝固液之间的传质、传热,PAN沉析形成凝胶结构的

丝条。

二、牵伸:要求温度100到300度,结合定向纤维的拉伸效应来操作。也是PAN纤维的高模量、强度高、致密化和细化的关键步骤。


碳纤维复合材料的比强度和比模量高于钢,拉伸强度一般在3500Mpa以上,是钢的7-9倍。上海工业设备用碳纤维种类不同工艺有何区别

由于碳纤维重量轻、强度高、设计灵活等优势,有成为新一代零件的发展趋势。上海工业设备用碳纤维种类不同工艺有何区别

提到碳纤维我都会想到是坚固,轻便并且价格昂贵(相对于钢材和铝产品)例如用在F1赛车等要要求产品上,但现在有在民用汽车上,其实碳纤维是广义的物质统称,衍生出来的复合类材质很多。

不同的复合材料根据碳化率不同高温热处理温度成本也不一样,从而生不同碳纤维材料之间的价格也会相差很大。随着技术的发展,应用范围变大,更多资金的投入,回收再利用技术的成熟,碳纤维的成本会进一步下降。碳纤维复合材料在汽车上的应用会越来越多。

因此,碳纤维在汽车领域的应用会越来越广阔,将来汽车的排放会越来越低碳,而汽车本身将越来越“高碳”。未来颠覆汽车的两个技术就是,碳纤维新材料,智能化。


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