2.4　单向热压
   为了生产固态结构, 也可以使用单向热压方法。单向热压的优点是连接层通常较薄, 以便在最终的零件中增加纤维的总百分数。在热压中, 使用液压、气压和机械, 对MMC层压板施加单向压力,并使之变弯。
2.5　带铺设
   Touchstone公司以传统PMC带铺设工艺为基础, 研究了一种装置, 它使用激光连续固化金属预浸料。该方案的核心是持续运行, 或在空气中使用“铜焊”技术, 为固化金属预浸料层利用这种技术。通过芯轴旋转, 把预浸料注入加热区。当涂层局部被加热到其熔点时, 对以前的铺层进行连续施压。在顶部预浸层和底部预浸层间形成冶金连接, 如图4a所示。Touchtone公司完成该工艺过程用的原型装置, 如图4b所示。完成的圆筒如图4c所示。图4d示出了在带铺放机上生产多层层压制品的显微组织。
      
       
       
       
2.6　长丝缠绕
   Touchtone公司研究的另一个固化装置是Metpreg长丝缠绕。如传统长丝缠绕一样, 缠绕机把润湿的纤维铺放在芯轴上。在Metpreg长丝缠绕的情况下, 在基体处于熔融状态下, 固化纤维束。使用高达60%纤维体积生产零件。完成的长丝缠绕圆筒, 在长丝缠绕机上生产的多层层压制品的冶金横截面, 如图5所示。
      
2.7　连接和修理
   使用粘结剂、焊接、锡焊、铜焊、点焊和超声焊, 对金属预浸带结构进行装配。金属连接的优点是连接强度高, 通常是粘接强度的许多倍。粘接具有简易的优点。
   锡焊或铜焊可以使板与板连接, 也可以使用机加工的加热板插件连接。
   由于铝基体的高强度和高刚度, 在许多设计中, 金属预浸料MMC接头有可能比PMC接头轻。
虽然对修理工艺还没有进行过研究, 但希望通过锡焊, 铜焊或焊接, 对金属预浸料MMC的接头进行修理, 并尽可能使用简单的气焊(氧2乙炔焰) , 可以在几分钟内完成。图6示出锡焊连接。
    
3. 应用
3.1　压力容器/贮存箱/低温管道
   NASA的主要目标之一是要研究低成本加工压力容器、贮存箱和低温管道, 以供运载火箭(RLV)平台使用。低温箱研究对RLV是至关重要的, 因为其体积占飞行器的体积70% ～80%。质量轻的铝合金在运载火箭燃料箱和压力箱的设计和结构中起了重要的作用。在NASA白沙导弹靶场试验装置上对金属预浸材料进行的试验证明, 铝合金有重要的优点,同时有很低的渗透性, 因此, 使贮存气体损耗小。
3.2　火箭发动机壳体
   为了提高新型火箭发动机的性能并降低成本,要求采用新型材料和先进工艺。金属, 特别是钢,在战略和战术导弹的设计和结构中起了重要的作用。例如, 用于空空导弹的钢壳体能够经受气动加热, 而不需要增加材料厚度。目前研究的导弹设计正向较高压力, 较高气动加热温度和高机动性发展。较高的发动机飞行压力和较高的导弹刚度将要求采用先进材料和制造工艺, 以使发动机和导弹具有高比强度和比刚度。
   PMC零件通常使用昂贵的树脂和耗时的工艺过程及树脂固化工艺过程, 有时使用热压罐。Metpreg工艺有可能在质量轻和内部容积之间采用折衷办法解决。该工艺可以使结构具有钢结构的等值强度和小于钢结构的密度(20% ) , 并在较高温度下不需要考虑附加的绝缘措施, 从而可以增加内部容积。
3.3　质量轻的运输工具结构
   由于金属预浸工艺能使质量减轻, 对下一代军用和民用运输工具有重要的作用。例如, 轻型无人战斗机的高强度机体、未来装甲车和战术货运车用的轻型零部件。
3.4　选择飞机结构的增强物
   金属预浸料对使用金属材料和PMC不相容的问题提供独特的解决办法。金属预浸料带可以用作增强物, 以增强铝结构, 例如蒙皮。这种方法允许设计者在给定载荷点自由排列纤维量和方向, 以获得最佳设计。
4. 结　论
   金属预浸料用于增强金属结构, 并使成本降低。增强金属结构与纯金属结构比较, 在比强度和比刚度方面有明显提高。Touchstone公司的发明工艺能够生产低成本增强纤维的金属预浸料, 对现有的PMC制造设备稍微改进, 还可以利用预浸带生产MMC零部件, 使MMC零部件的总成本降低。金属预浸工艺是一种新技术, 由于金属预浸工艺的研究和市场需求, 该技术必将在未来的应用中发挥重要作用。

参考文献
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