浅谈金属橡胶先进材料技术的应用

杨雅萱 山东师范大学附属中学（幸福柳校区）

浅谈金属橡胶先进材料技术的应用

杨雅萱 山东师范大学附属中学（幸福柳校区）

金属橡胶是一种多孔材料，诞生于上世纪80年代，其原材料采用了金属丝，既具备金属的特征，又有橡胶材料的弹性，可以解决航空、航天技术环境下的阻尼的减震问题和净化问题、密闭和热传递等较难解决的关键技术问题。本文就金属橡胶先进材料技术的应用展开分析。

金属橡胶 材料技术 应用

标准化是目前现代工业管理中一种重要的技术手段，在工程技术的实施中，利用标准化可以达到技术的共同性，能够更好的促进社会效率和经济利益的提高。随着经济的发展，新兴技术不断涌现，并且与前沿技术联系越来越密切，提前实现标准化是工程实践对标准化提出的新的要求。本文就是在对金属橡胶技术的研究基础上，对金属橡胶制品的标准化问题进行探讨，提出一些意见和建议，促进标准化的实施。

1 金属橡胶技术概述

金属橡胶技术在二十世纪八十年代初期在前苏联诞生，这是一项很超前的新型功能材料技术。金属橡胶就是一种均匀的有弹性的多孔物质，是通过一定的技术手段，将处于螺旋状态下的，拉开的金属丝按照一定的顺序摆放在冲压或者是碾压的模具中，之后再使用冷冲压的方法使之成型。所使用的原材料是金属丝，因为其具有金属一样的特点，同时又具备橡胶的弹性，所以叫金属橡胶。

金属橡胶技术主要应用于航空、航天技术环境下的阻尼的减震问题和净化问题、密闭和热传递等较难解决的关键技术问题。金属橡胶的阻尼、缓冲功能优良，而且使用期限长，不容易老化，抗腐蚀性和抗振性都很好，选用合理的孔隙度，能够使金属橡胶构件具有净化、密闭、热传递等特殊的功能。在航空、航天和国防装置特殊的环境下，表现出其他材料所不具备的独特的性能。

俄罗斯在该技术的研究上一直是居于国际最先进地位。其研究成果已经在其航空航天产品中得到了大范围的应用。美英等西方发达国家目前对这项研究还没有准确的资料记录，但是从《世界空间技术》的杂志关于金属橡胶技术的抗振性能的报道中，可以发现他们也对这项技术进行了研究。据相关资料报道，美国在U-2飞机上就曾经使用了和金属橡胶材料差别不大的材料做减振。但是，我们知道，一九八六年，美国的“挑战者”号航天飞机发生故障，事故原因是其固体火箭的发动机的密闭技术不好，可见，美国在当时也没有完全掌握金属橡胶的密闭技术，之后的很长时间，美国的宇航局和航空局都对这项技术进行了深入和细致的研究。

我国对金属橡胶技术的研究上明显要比上述国家要晚，而且也没有取得实质性进展，但是我们从上述金属橡胶技术的发展来看，金属橡胶技术应用在航空、航天飞行器上目前还是不能替代的，所以对这一技术要引起足够的重视，加大科研的力度，因为金属橡胶技术的优良的密闭特点，其在航空航天领域的应用前景必将会是非常广阔的。

2 金属橡胶成型工艺

2.1 金属丝的选取

用各种型号的细金属丝做制造金属橡胶的原材料，具体选择什么型号的金属丝，要根据工作环境的温度、有没有腐蚀性的物质存在以及载重特征等因素所决定。如果金属橡胶的生产处于无腐蚀的工作环境中，那么就选用30CrMnSiNi2A、50CrVA等型号的。但是如果工作环境处于高温和腐蚀的环境中，就要采取奥式体型耐热的不锈钢材料来制作。金属丝的直径的选取要根据制品的尺寸和机械强度的性能，一般选用的金属丝的直径在0．05毫米到0．3毫米之间。

2.2 制备螺旋卷

螺旋卷的制备是金属橡胶材料的基本技术，其制备是否成功，关系到制成品的功效。螺旋卷是金属丝在凸轮和圆形碾压机或者条式线轴上缠绕而制成的。

2.3 螺旋卷的拉伸

螺旋卷和线匝之间有一定的螺距，在拉伸后易镶嵌在一起，为了方便保存，成型机上制备的螺旋卷，线匝之间要紧密相连，制作毛坯，首先要把螺旋卷的螺距拉开，使其和金属丝的直径相同，这样就能确保金属橡胶产品的成型效果良好，螺旋卷的层层镶嵌处于最佳。最后在进行毛坯压制时金属丝之间的咬合状态达到最合适，体积稳定性更高。

2.4 冲压成型

将螺旋卷通过配料和铺砌制成金属橡胶毛坯，之后将其放进冲模中在一定的压力下进行冲压，使其几何外形和性能达到技术要求。冲压要经过很多次的循环加压才能完成，坯件在成型后还需要一定温度下的热稳定处理。

2.5 后期处理

金属橡胶制品的后期处理主要根据工作环境和使用要求所决定。在压制过程中产生的一些金属类杂质和污染物能够对金属橡胶的性能产生一定的影响，所以要进行相应的清洗，弹性阻尼制件要使用超声波进行清洗。同时，为了保证制件的硬度和塑性，也有必要对制件进行热处理，需要增加抗腐蚀性，采用敷保护膜的方法进行处理。

3 结束语

总之，金属橡胶领域内的大部分的发明创造都用在抗振性能、减振构造和弹性阻尼结构等方面，尤其是在国防工业、航空航天飞行器和发动机上被广泛而大量的应用。金属橡胶材料具有自己特殊的性能，所以其标准化的研究领域主要集中在阻尼隔振和密封件这两类产品上。我国要在这一领域不断扩大研究，投入一定的人力和物力，争取在这一技术领域赶上先进国家。

[1]马艳红,李昊宇,李一峰,洪杰. 金属橡胶材料吸声特性试验与分析[J]. 北京航空航天大学学报. 2009(05)

[2]魏东,赵智姝,张晶. 金属橡胶减振构件工艺技术及特性分析方法综述[J]. 价值工程. 2016(22)

[3]刘宝龙,马艳红,张大义,洪杰. 金属橡胶力学特性的热处理工艺影响[J]. 北京航空航天大学学报. 2013(02)

[4]闫辉,姜洪源,赵宏宇,刘文剑,A.M.Ulannov. 金属橡胶材料温度特性分析[J]. 稀有金属材料与工程. 2011(12)