基于结合强度的金属塑料复合材料压制成型研究.pdf

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1、基于结合强度的金属塑料复合材料压制成型研究ResearchofCompositePressingofMetal--plasticBasedonBondingStrength姓江苏大学2014年4月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名，簪砂肟6月6日学位论文

2、版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。撕均日，移●●名可磴以剥睥／机。腔前日名，移签月者；储、Q，下1．一刘侔位力靴少江

3、苏大学硕士学位论文摘要当今金属塑料复合材料凭借其优异的综合性能广泛应用于社会不同行业，然而金属与塑料结合强度差一直制约着其更广阔的应用。本文以保持金属塑料复合材料较好的耐磨自润滑性能为基础，以提高其结合强度为目标，研究金属塑料复合材料的压制成型工艺。本文研究总结如下：1)分析金属与塑料之间的结合机理，总结出对金属塑料复合材料结合强度起关键作用的因素，即成型温度与压力。分析塑料层材料共混体系所处的热力学状态。并分析该状态下共混体系的结构及其粘度随温度、时间、压力的变化。从而对本文压制成型中的成型温度、压力、时间的选择提供理论指导。2)对金属塑料复合材料表面塑料工作层各材料的性质进行

4、分析，根据各材料的性质选定聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS。)为其材料，PPS、PES为中间喷涂层材料，而基体采用45#钢。对材料配比的实验方案进行设计，并对设计的方案进行成型实验，利用划痕法测出成型后各方案下的金属塑料之间的结合强度。利用MATALAB软件对结合强度的数据进行拟合，并进行优化得出结合强度最优的材料配比方案。确定表面塑料工作层中各成份质量百分数为：PPS30，--32％，PES23，--25％，PTFE37"-'-'40％，MoS。5～7％，而中间喷涂层中PPS与PES的质量百分数为：PPS54--一59％，PES41

5、"--'46％。模拟优化时得到最大误差为4．18％3)对各塑料层的粉末状材料在75。C下干燥处理2小时，并将各塑料层的材料分别进行充分的混合，同时对金属板材进行清洁、喷砂及喷涂处理，喷砂后板材表面平均谷深Rm为6um，喷涂平均厚度约为50um。设计不溢式压制成型的模具，保持成型的压力、时间、温度中两个变量不变，改变另一个变量对复合材料进行成型。其中，成型压力变化在7～11Mpa之间，成型时间在25，--45min之间，成型温度在310一-340℃之间。4)依靠UTM4140型微机控制电子万能试验机运用垂直拉伸法分别对不同成型压力、成型温度、成型时间条件下成型的金属塑料复合材料的结

6、合强度进行测试，并分析温度、时间、压力与结合强度的变化关系。同时对最终工艺下成型的三块复合材料进行摩擦性能测试，它们最终稳定后的摩擦系数为0．155-、一0．161。基于结合强度的金属塑料复合材料压制成型研究研究结果表明：成型压声J8"--'9Mpa、成型时间30～35min、成型温度320"---330℃的成型工艺较佳，结合强度最好可达8．62Mpa。且此工艺下复合材料稳定后的平均摩擦在0．155～'0．161之间。因此该工艺在保证材料较好的耐磨自润滑的基础上有效的提高了复合材料的结合强度。II关键词：压制成型，结合强度，MATLAB优化，塑料流变学，成型工艺江苏大学硕士学位论

7、文ABSTRACTToday,metal-plasticcompositematerialwithexcellentcomprehensiveperformanceiswidelyappliedindifferentindustriesofsociety,however,metal—plasticwithpoorbondingstrengthalwaysrestrictsit’Swiderapplication．Thisarticleregardremainingmetalpla