楊雅萱 山東師范大學(xué)附屬中學(xué)（幸福柳校區(qū)）

淺談金屬橡膠先進(jìn)材料技術(shù)的應(yīng)用

楊雅萱 山東師范大學(xué)附屬中學(xué)（幸福柳校區(qū)）

金屬橡膠是一種多孔材料，誕生于上世紀(jì)80年代，其原材料采用了金屬絲，既具備金屬的特征，又有橡膠材料的彈性，可以解決航空、航天技術(shù)環(huán)境下的阻尼的減震問(wèn)題和凈化問(wèn)題、密閉和熱傳遞等較難解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文就金屬橡膠先進(jìn)材料技術(shù)的應(yīng)用展開分析。

金屬橡膠 材料技術(shù) 應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)化是目前現(xiàn)代工業(yè)管理中一種重要的技術(shù)手段，在工程技術(shù)的實(shí)施中，利用標(biāo)準(zhǔn)化可以達(dá)到技術(shù)的共同性，能夠更好的促進(jìn)社會(huì)效率和經(jīng)濟(jì)利益的提高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并且與前沿技術(shù)聯(lián)系越來(lái)越密切，提前實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化是工程實(shí)踐對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化提出的新的要求。本文就是在對(duì)金屬橡膠技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，對(duì)金屬橡膠制品的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題進(jìn)行探討，提出一些意見(jiàn)和建議，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施。

1 金屬橡膠技術(shù)概述

金屬橡膠技術(shù)在二十世紀(jì)八十年代初期在前蘇聯(lián)誕生，這是一項(xiàng)很超前的新型功能材料技術(shù)。金屬橡膠就是一種均勻的有彈性的多孔物質(zhì)，是通過(guò)一定的技術(shù)手段，將處于螺旋狀態(tài)下的，拉開的金屬絲按照一定的順序擺放在沖壓或者是碾壓的模具中，之后再使用冷沖壓的方法使之成型。所使用的原材料是金屬絲，因?yàn)槠渚哂薪饘僖粯拥奶攸c(diǎn)，同時(shí)又具備橡膠的彈性，所以叫金屬橡膠。

金屬橡膠技術(shù)主要應(yīng)用于航空、航天技術(shù)環(huán)境下的阻尼的減震問(wèn)題和凈化問(wèn)題、密閉和熱傳遞等較難解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。金屬橡膠的阻尼、緩沖功能優(yōu)良，而且使用期限長(zhǎng)，不容易老化，抗腐蝕性和抗振性都很好，選用合理的孔隙度，能夠使金屬橡膠構(gòu)件具有凈化、密閉、熱傳遞等特殊的功能。在航空、航天和國(guó)防裝置特殊的環(huán)境下，表現(xiàn)出其他材料所不具備的獨(dú)特的性能。

俄羅斯在該技術(shù)的研究上一直是居于國(guó)際最先進(jìn)地位。其研究成果已經(jīng)在其航空航天產(chǎn)品中得到了大范圍的應(yīng)用。美英等西方發(fā)達(dá)國(guó)家目前對(duì)這項(xiàng)研究還沒(méi)有準(zhǔn)確的資料記錄，但是從《世界空間技術(shù)》的雜志關(guān)于金屬橡膠技術(shù)的抗振性能的報(bào)道中，可以發(fā)現(xiàn)他們也對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了研究。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，美國(guó)在U-2飛機(jī)上就曾經(jīng)使用了和金屬橡膠材料差別不大的材料做減振。但是，我們知道，一九八六年，美國(guó)的“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)發(fā)生故障，事故原因是其固體火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)的密閉技術(shù)不好，可見(jiàn)，美國(guó)在當(dāng)時(shí)也沒(méi)有完全掌握金屬橡膠的密閉技術(shù)，之后的很長(zhǎng)時(shí)間，美國(guó)的宇航局和航空局都對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了深入和細(xì)致的研究。

我國(guó)對(duì)金屬橡膠技術(shù)的研究上明顯要比上述國(guó)家要晚，而且也沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，但是我們從上述金屬橡膠技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，金屬橡膠技術(shù)應(yīng)用在航空、航天飛行器上目前還是不能替代的，所以對(duì)這一技術(shù)要引起足夠的重視，加大科研的力度，因?yàn)榻饘傧鹉z技術(shù)的優(yōu)良的密閉特點(diǎn)，其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景必將會(huì)是非常廣闊的。

2 金屬橡膠成型工藝

2.1 金屬絲的選取

用各種型號(hào)的細(xì)金屬絲做制造金屬橡膠的原材料，具體選擇什么型號(hào)的金屬絲，要根據(jù)工作環(huán)境的溫度、有沒(méi)有腐蝕性的物質(zhì)存在以及載重特征等因素所決定。如果金屬橡膠的生產(chǎn)處于無(wú)腐蝕的工作環(huán)境中，那么就選用30CrMnSiNi2A、50CrVA等型號(hào)的。但是如果工作環(huán)境處于高溫和腐蝕的環(huán)境中，就要采取奧式體型耐熱的不銹鋼材料來(lái)制作。金屬絲的直徑的選取要根據(jù)制品的尺寸和機(jī)械強(qiáng)度的性能，一般選用的金屬絲的直徑在0．05毫米到0．3毫米之間。

2.2 制備螺旋卷

螺旋卷的制備是金屬橡膠材料的基本技術(shù)，其制備是否成功，關(guān)系到制成品的功效。螺旋卷是金屬絲在凸輪和圓形碾壓機(jī)或者條式線軸上纏繞而制成的。

2.3 螺旋卷的拉伸

螺旋卷和線匝之間有一定的螺距，在拉伸后易鑲嵌在一起，為了方便保存，成型機(jī)上制備的螺旋卷，線匝之間要緊密相連，制作毛坯，首先要把螺旋卷的螺距拉開，使其和金屬絲的直徑相同，這樣就能確保金屬橡膠產(chǎn)品的成型效果良好，螺旋卷的層層鑲嵌處于最佳。最后在進(jìn)行毛坯壓制時(shí)金屬絲之間的咬合狀態(tài)達(dá)到最合適，體積穩(wěn)定性更高。

2.4 沖壓成型

將螺旋卷通過(guò)配料和鋪砌制成金屬橡膠毛坯，之后將其放進(jìn)沖模中在一定的壓力下進(jìn)行沖壓，使其幾何外形和性能達(dá)到技術(shù)要求。沖壓要經(jīng)過(guò)很多次的循環(huán)加壓才能完成，坯件在成型后還需要一定溫度下的熱穩(wěn)定處理。

2.5 后期處理

金屬橡膠制品的后期處理主要根據(jù)工作環(huán)境和使用要求所決定。在壓制過(guò)程中產(chǎn)生的一些金屬類雜質(zhì)和污染物能夠?qū)饘傧鹉z的性能產(chǎn)生一定的影響，所以要進(jìn)行相應(yīng)的清洗，彈性阻尼制件要使用超聲波進(jìn)行清洗。同時(shí)，為了保證制件的硬度和塑性，也有必要對(duì)制件進(jìn)行熱處理，需要增加抗腐蝕性，采用敷保護(hù)膜的方法進(jìn)行處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，金屬橡膠領(lǐng)域內(nèi)的大部分的發(fā)明創(chuàng)造都用在抗振性能、減振構(gòu)造和彈性阻尼結(jié)構(gòu)等方面，尤其是在國(guó)防工業(yè)、航空航天飛行器和發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛而大量的應(yīng)用。金屬橡膠材料具有自己特殊的性能，所以其標(biāo)準(zhǔn)化的研究領(lǐng)域主要集中在阻尼隔振和密封件這兩類產(chǎn)品上。我國(guó)要在這一領(lǐng)域不斷擴(kuò)大研究，投入一定的人力和物力，爭(zhēng)取在這一技術(shù)領(lǐng)域趕上先進(jìn)國(guó)家。

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