先进复合材料构件成型模具和工装技术

（8）模具加热系统。

模具加热系统主要分为：热气外部加热，通常采用热压罐（图5）或水压罐加热；模具本身或与模具紧密接触台板的电加热；电加热毯局部加热；模具或台板内部的流体加热，通常采用蒸汽或热油；高速喷射气流加热系统；微波加热和感应加热系统，主要用于小零件，对于较厚的层合板，可使其从内到外发生固化。

固化容器系统主要有热压罐、水压罐、压容器、烘箱和热分流罐。其中热压罐是一种普遍使用的通用系统，压力可达3.0MPa，具有成本高、固化周期长的特点。水压罐压力更高，可达80MPa，具有成本低的优点。烘箱是一个加热容器，用于低压或真空压力下复合材料构件的固化，通过使用橡胶等高膨胀的模具材料，或者在模具中使用高压气体以提高其压力，其突出优点是运行成本较低。热分流罐是利用独特的压力容器提供成型的压力和热量，其中介质的膨胀和收缩是通过蒸汽和冷水流经埋在介质内的管线来实现。

模具和工装材料

对具有较大曲度的复杂构件，当模具与复合材料的热膨胀系数出现严重失配时，会使复合材料结构的强度和尺寸精度严重降低。在大型复合材料模具选材中，应考虑的主要因素是模具和制件之间热膨胀的一致性。常用的模具材料有：铝或钢、整体石墨、陶瓷、硅橡胶、电铸镍、殷钢、铜合金、Avamid-N、复合材料膜塑模具等。

殷钢是Invariable Alloy的简称，是铁与镍等稀有金属制成的含有33%左右镍的一种合金，主要的特征是在加热时膨胀系数很小，仅为2.20×10-6(/℃)，远低于已知的任何一种金属的膨胀系数，只相当于碳钢膨胀系数的1/6，且经适当的回火、压延和旋展后，可均匀地保持近零的膨胀系数。它从根本上克服了碳钢受热易变形的弱点。殷钢主要有殷钢36（含36%的镍）和殷钢42（含42%的镍），是一种低碳奥氏体合金钢，其热膨胀系数与复合材料相匹配。图6为殷钢模具的一个范例。