1. Definición y Composición

Compuesto de fibra de carbono El material es un material liviano y de alta resistencia formado combinando fibras de carbono de alta resistencia como refuerzo con resina, metal, cerámica u otros materiales como matriz a través de procesos compuestos.

2. Ventajas principales

Ligero: Con una densidad de sólo aproximadamente 1,5 g·cm⁻³, que es aproximadamente una quinta parte de la del acero, reduce significativamente el peso propio del equipo.
Alta resistencia/alto módulo: su resistencia a la tracción puede alcanzar de 3 a 7 GPa y el módulo de elasticidad oscila entre 200 y 700 GPa, superando con creces el de los metales tradicionales.
Resistencia a altas temperaturas y corrosión: permanece estructuralmente estable a temperaturas superiores a 200 °C y es casi inmune a medios corrosivos como ácidos, álcalis y niebla salina.

3. Valor en el tratamiento térmico

Permite que los cuerpos de hornos, tubos radiantes y rodillos resistan ciclos térmicos sin deformarse, mejorando la eficiencia térmica y reduciendo el consumo de energía.

Propiedades materiales de la fibra de carbono (resistencia, módulo)

¿Cuáles son las propiedades materiales (resistencia y módulo) de la propia fibra de carbono?
1. Resistencia a la tracción
La resistencia máxima a la tracción de las fibras de carbono convencionales de alta resistencia oscila entre 3 y 5 GPa, y algunos tipos de módulo alto pueden superar los 6 GPa.
Los valores específicos están influenciados por los tipos de fibras (como PAN y basadas en brea) y los procesos de postratamiento, con los valores más altos superando los 7 GPa.

2. Módulo elástico
El módulo de elasticidad de las fibras de carbono de alto módulo oscila entre 350 y 700 GPa, mucho más alto que el del acero (200 GPa).
Esto asegura que el material compuesto casi no produzca deformación elástica significativa bajo fuerza, garantizando la precisión dimensional de los accesorios de tratamiento térmico.

3. Densidad y Fuerza Específica
Con una densidad de aproximadamente 1,5 a 2,0 g·cm⁻³, su resistencia específica (resistencia/densidad) es más de 20 veces mayor que la del acero, lo que lo convierte en el material preferido para estructuras livianas.

4. Comparación integral de desempeño
En comparación con los metales, el grafito y la cerámica, la fibra de carbono forma una combinación única de ventajas en términos de resistencia, rigidez, coeficiente de expansión térmica y maquinabilidad. Especialmente exhibe una mejor tenacidad y resistencia al agrietamiento en ambientes de choque térmico de alta temperatura.

¿Cuáles son los tipos comunes de materiales de matriz de fibra de carbono?
1. Matriz de resina (CFRP)
Utilizando resinas termoestables o termoplásticas como epoxi y fenólicas como matriz, es la forma principal que representa más del 90% del mercado.
Es adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y fácil procesamiento, como equipos de aviación, automoción y tratamiento térmico.

2. Matriz metálica (CFRM)
Comúnmente utiliza aluminio, magnesio, titanio y sus aleaciones, proporciona una mayor conductividad térmica y resistencia a altas temperaturas, lo que lo hace adecuado para componentes estructurales internos de cuerpos de hornos.

3. Matriz Cerámica (CFRC)
Al utilizar cerámicas como alúmina y carburo de silicio como matriz, tiene una excelente resistencia al desgaste y a las altas temperaturas, y se utiliza principalmente en entornos extremos como las boquillas de los motores.

4. Matriz de caucho (CFRR)
Al utilizar caucho o poliuretano resistente al desgaste, se utiliza principalmente para componentes que requieren flexibilidad y resistencia al desgaste, como tuberías y sellos.

Materiales comunes de matriz de fibra de carbono

¿Cómo afecta el diferente contenido de fibra de carbono la resistencia, rigidez y tenacidad de los materiales compuestos?
1. Aumento de la fracción de volumen de fibra → Mejora significativa de la resistencia y rigidez
Cuando la fracción de volumen de fibra de carbono aumenta del 20% al 30%, la resistencia a la tracción y el módulo elástico del material compuesto muestran mejoras significativas, después de lo cual la tasa de crecimiento se estabiliza.

2. La naturaleza dual del alto contenido de fibra
Cuando el contenido de fibra está en el rango de 55 a 70 %, la resistencia máxima del material puede alcanzar de 2 a 3 veces la del material de matriz, pero la tenacidad (absorción de energía de impacto) disminuye, lo que lo hace propenso a fracturarse por fragilidad.

3. Relación óptima en ingeniería práctica
En aplicaciones como accesorios de tratamiento térmico que requieren un equilibrio de resistencia y cierta tenacidad, a menudo se utiliza un contenido de fibra del 40 al 50 % para lograr una mejora de la resistencia y al mismo tiempo mantener suficiente tenacidad al impacto.

4. Ventajas técnicas de la empresa
Wuxi Junteng Fanghu Alloy Casting Co., Ltd. puede ajustar con precisión el contenido de fibra de carbono según las necesidades del cliente y proporcionar una variedad de productos personalizados, como accesorios de tratamiento térmico, tubos radiantes y rodillos de horno, ayudando a los usuarios a encontrar el equilibrio óptimo entre resistencia, rigidez y dureza.

Impacto del contenido de fibra de carbono en las propiedades compuestas

Competitividad central de Wuxi Junteng Fanghu Alloy Casting Co., Ltd.
1. Capacidad de producción profesional de aleaciones resistentes al calor y CFC
Utilizando tecnologías de fundición a la cera perdida y fundición centrífuga, sus productos cubren una variedad de componentes clave de tratamiento térmico, como tubos centrífugos, tubos radiantes, rodillos de horno y aspas de ventilador.

2. Red global de clientes
Ha proporcionado productos de soporte para fabricantes de hornos de renombre internacional como IPSEN, AICHELIN y SECO WARWICK, con más de 170 clientes en el extranjero, verificando la confiabilidad y competitividad internacional de sus productos.

3. Servicios técnicos y optimización de soluciones
Además de ofrecer productos estándar, la empresa también puede ofrecer consultas técnicas y optimizaciones personalizadas para accesorios de tratamiento térmico, ayudando a los clientes a reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia del tratamiento térmico.

4. Garantía de calidad y entrega
Basándose en años de experiencia en el diseño y fabricación de componentes de acero aleado, controla estrictamente las proporciones de materiales y los procesos de tratamiento térmico para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo de los productos CFC en entornos corrosivos y de alta temperatura.

Competitividad central de Wuxi Junteng Fanghu Alloy Casting Co., Ltd.