淺談金屬橡膠先進材料技術的應用

楊雅萱 山東師范大學附屬中學（幸福柳校區）

淺談金屬橡膠先進材料技術的應用

楊雅萱 山東師范大學附屬中學（幸福柳校區）

金屬橡膠是一種多孔材料，誕生于上世紀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、航天技術環境下的阻尼的減震問題和凈化問題、密閉和熱傳遞等較難解決的關鍵技術問題。本文就金屬橡膠先進材料技術的應用展開分析。

金屬橡膠 材料技術 應用

標準化是目前現代工業管理中一種重要的技術手段，在工程技術的實施中，利用標準化可以達到技術的共同性，能夠更好的促進社會效率和經濟利益的提高。隨著經濟的發展，新興技術不斷涌現，并且與前沿技術聯系越來越密切，提前實現標準化是工程實踐對標準化提出的新的要求。本文就是在對金屬橡膠技術的研究基礎上，對金屬橡膠制品的標準化問題進行探討，提出一些意見和建議，促進標準化的實施。

1 金屬橡膠技術概述

金屬橡膠技術在二十世紀八十年代初期在前蘇聯誕生，這是一項很超前的新型功能材料技術。金屬橡膠就是一種均勻的有彈性的多孔物質，是通過一定的技術手段，將處于螺旋狀態下的，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，因為其具有金屬一樣的特點，同時又具備橡膠的彈性，所以叫金屬橡膠。

金屬橡膠技術主要應用于航空、航天技術環境下的阻尼的減震問題和凈化問題、密閉和熱傳遞等較難解決的關鍵技術問題。金屬橡膠的阻尼、緩沖功能優良，而且使用期限長，不容易老化，抗腐蝕性和抗振性都很好，選用合理的孔隙度，能夠使金屬橡膠構件具有凈化、密閉、熱傳遞等特殊的功能。在航空、航天和國防裝置特殊的環境下，表現出其他材料所不具備的獨特的性能。

俄羅斯在該技術的研究上一直是居于國際最先進地位。其研究成果已經在其航空航天產品中得到了大范圍的應用。美英等西方發達國家目前對這項研究還沒有準確的資料記錄，但是從《世界空間技術》的雜志關于金屬橡膠技術的抗振性能的報道中，可以發現他們也對這項技術進行了研究。據相關資料報道，美國在U-2飛機上就曾經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，美國的“挑戰者”號航天飛機發生故障，事故原因是其固體火箭的發動機的密閉技術不好，可見，美國在當時也沒有完全掌握金屬橡膠的密閉技術，之后的很長時間，美國的宇航局和航空局都對這項技術進行了深入和細致的研究。

我國對金屬橡膠技術的研究上明顯要比上述國家要晚，而且也沒有取得實質性進展，但是我們從上述金屬橡膠技術的發展來看，金屬橡膠技術應用在航空、航天飛行器上目前還是不能替代的，所以對這一技術要引起足夠的重視，加大科研的力度，因為金屬橡膠技術的優良的密閉特點，其在航空航天領域的應用前景必將會是非常廣闊的。

2 金屬橡膠成型工藝

2.1 金屬絲的選取

用各種型號的細金屬絲做制造金屬橡膠的原材料，具體選擇什么型號的金屬絲，要根據工作環境的溫度、有沒有腐蝕性的物質存在以及載重特征等因素所決定。如果金屬橡膠的生產處于無腐蝕的工作環境中，那么就選用30CrMnSiNi2A、50CrVA等型號的。但是如果工作環境處于高溫和腐蝕的環境中，就要采取奧式體型耐熱的不銹鋼材料來制作。金屬絲的直徑的選取要根據制品的尺寸和機械強度的性能，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，其制備是否成功，關系到制成品的功效。螺旋卷是金屬絲在凸輪和圓形碾壓機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品的成型效果良好，螺旋卷的層層鑲嵌處于最佳。最后在進行毛坯壓制時金屬絲之間的咬合狀態達到最合適，體積穩定性更高。

2.4 沖壓成型

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

2.5 后期處理

金屬橡膠制品的后期處理主要根據工作環境和使用要求所決定。在壓制過程中產生的一些金屬類雜質和污染物能夠對金屬橡膠的性能產生一定的影響，所以要進行相應的清洗，彈性阻尼制件要使用超聲波進行清洗。同時，為了保證制件的硬度和塑性，也有必要對制件進行熱處理，需要增加抗腐蝕性，采用敷保護膜的方法進行處理。

3 結束語

總之，金屬橡膠領域內的大部分的發明創造都用在抗振性能、減振構造和彈性阻尼結構等方面，尤其是在國防工業、航空航天飛行器和發動機上被廣泛而大量的應用。金屬橡膠材料具有自己特殊的性能，所以其標準化的研究領域主要集中在阻尼隔振和密封件這兩類產品上。我國要在這一領域不斷擴大研究，投入一定的人力和物力，爭取在這一技術領域趕上先進國家。

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