所谓金属橡胶是一种均质的弹性多孔物质，是用一定的工艺方法，将一定质量的、拉伸开的、螺旋状态的金属丝有序地排放在冲压（或碾压）模具中，然后用冷冲压方法而成型的。它的原材料是金属丝，既具有所选金属固有的特性，又具有像橡胶一样的弹性，故因此得名。

中文名

金属橡胶

颜色

棕褐色

实质

均质的弹性多孔物质

原材料

金属丝

概念

金属橡胶

是研究如何设计和制备橡胶构件，以及应用金属橡胶构件实现阻尼减振、过滤、密封、节流等独特功能的关键技术。制备金属橡胶元件的原材料是直径为0.05-0.3mm的不锈钢或钢丝。其制作工艺独特，制备成的构件可以满足航空航天、空间飞行器及民品工况的特殊需要，解决高温、低温、高压、高真空及 剧烈振动等环境下的阻尼、减振、过滤、密封、节流、热传导等问题。金属橡胶构件既具有所选金属的固有特性，又具有类似于橡胶一样的弹性。在空间环境下不蒸发，不惧高温和低温，不怕空间辐射和粒子撞击，选择不同的金属还可以耐腐蚀环境，且无老化的可能，是传统橡胶的最佳替代品。我国对金属橡胶构件的研究起步较晚，但金属橡胶零件在空间飞行器上的应用已引起各级主管部门的重视，航空航天领域各科研部门对金属橡胶构件提出了全面需求。金属橡胶产品在我国具有广泛的应用市场。

特点

能否想象，有一种材料既可以像橡胶一样弯曲和拉伸，又可以像金属一样导电？这就是利用纳米技术制造出来的新材料———金属橡胶。“金属橡胶”的出现是材料学上的一次革命，也是纳米技术在新材料领域的成功应用。

金属橡胶的颜色呈棕褐色，外表有点像普通的塑料包装壳，但在这种普通外表的背后，则蕴含着一些令人吃惊的物理特性：可以在外力的作用下拉伸2到3倍，随后恢复原状；被拉伸时，这种材料仍能够保持其金属特征，具有导电性；可以像金属一样百毒不侵，无论将其放入航空燃料还是丙酮液体里，都能完好无损地不被腐蚀，也不会发生结构上或化学上的降解；可以在华氏700度的高温下不燃烧，也可以在华氏-167度的低温下不变性，其结构十分稳定。

制造工艺

1、选择金属丝

制作金属橡胶的金属丝原材料，要求具有较高的弹性、较好疲劳性能、耐腐蚀性、抗氧化性等。弹性模量与强度这两个性能参数直接影响金属橡胶的机械性能，弹性模量决定材料的刚度，强度大但弹性模量低的材料不适合作为结构材料使用，因为对零件施加载荷时，由这种材料制成的结构有很大的残余变形。金属丝成份根据工件的工作条件确定，丝径主要根据构件用途与尺寸确定，针对高温和腐蚀介质条件下金属橡胶在减振器和弹性阻尼方面的应用，丝线主要采用奥氏体不锈钢材料，既克服了橡胶类有机非金属材料不耐高温、耐腐蚀性差的缺陷，又克服了一般碳素钢及其它金属材料耐腐蚀性差的缺陷。应用的主要有0Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Ti 两种材料, 丝径一般为0. 08mm～0. 15mm。

2、绕制螺旋卷

根据丝径、构件的工况与尺寸等确定螺旋卷的直径。金属橡胶主要应用于航空航天领域，多为小型件、微型件，故螺旋卷直径一般在0. 5mm～1. 2mm 范围。

3、定螺距拉伸

定螺距拉伸以利于编织毛坯以及压制成型。

4、编织毛坯

金属橡胶

金属橡胶零件尺寸、孔隙度和机械性能很大程度上与编织工艺有关。对于隔振器一类的元件，配料时应使螺线卷的根数尽量少，以保证整个构件的拉压强度和阻尼性能。金属橡胶材料的组织宏观不一致性是因制造工艺不合理造成的，可以被消除；微观不一致性是金属橡胶材料组织本身不能获得分布均匀的孔隙而形成的，取决于样件的孔隙度和螺线卷直径及金属丝直径。材料的孔隙度越小，组织性能越高，而对于相同孔隙度的样件，其单位体积内的丝线表面积越大，则它的组织性能越高。金属橡胶材料单位体积中排放的螺线卷越多，则组织质量越高。孔隙尺寸的稳定性和孔隙沿整体材料体积分布的均匀性是金属橡胶材料的基本特性。

5、冲压成型

毛坯须在冲模中经冲压达到所要求的几何外形和性能，冲压压力一般为10MPa～25MPa 。冲压是经多次循环加压情况下完成的，以保证金属橡胶构件的尺寸与性能稳定性。

6.后期处理

金属橡胶件后期处理主要取决于工作环境和特殊使用要求：

①清洗：对于弹性阻尼件，要采用超声波清洗;

②热处理：为消除制作过程的冷作应力及调整制件的硬度和塑性，要对制件进行热处理;

③保护膜：如有耐腐蚀的要求，则要涂覆保护膜。

应用

深入分析金属橡胶材料组织结构特点和物理、机械性能的基础上，确认金属橡胶材料在工程中具有极其广阔的应用前景，主要应用领域包括：

(1)采用耐高温的金属橡胶减振垫后，可使发动机等管道振动事故大为减少;

(2)采用金属橡胶隔振器后，可以减少航天器太阳能帆板的振动，显著提高对地侦察卫星及无人机拍照分辨率和清晰度;

(3)兼顾孔隙散热和吸声特性的MR材料能综合解决热防护及噪声抑制问题;

(4)具有多孔隙毛细作用MR制造的各类性能优良的热管和常规热管相比具有可弯曲变形以适应结构形状的特点，特别适合于飞行器的应用;

(5)采用薄金属壳裹带弹性的MR制造的O型密封圈比不带MR的‘空心O型密封圈’的密封效果要好得多;

(6)工作温度范围宽、介质稳定性好、有效孔隙度高、使用寿命长等特点的MR制造的性能优良的过滤器、减压器和调压器，可用于火箭发动机和气动、液压系统;

(7)与其它防摩材料(氟塑料等)相复合制造的弹性金属塑料(EMP)轴承，可提高轴承的工作寿命，与其它多孔隙材料轴承相比，金属橡胶轴承的弹性与阻尼特性更好，从而更有利于安装和提高使用寿命。

金属橡胶隔振器、隔振垫特点

1、具有橡胶的弹性和多孔金属的孔隙特性;

2、独特的阻尼特性为精密仪器、仪表提供专属的精确隔振;

3、三维等刚度隔振器，对隔离空间任意方向的振动和冲击能力近似相同;

4、全环境适应性、存储、使用寿命长：耐高低温(-80℃--1000℃)、耐盐雾、霉菌、潮湿、臭氧、油脂、真空、日照、核辐射、尘埃和各种有机溶剂腐蚀;

5、变刚度特性：载荷与变形关系呈现非线性，即出现刚度渐软效果，会降低系统空间方向的“固有频率”。使本品随外激励量级的增加，“固有频率”减小，因此具有良好的隔振效果;

6、变阻尼特性：在共振区内阻尼显著增大，能有效抑制共振峰值，在隔振区内阻尼迅速减小，因而具有优良的阻尼减振特性;

7、结构紧凑、体积小、重量轻;

8、低蠕变特性：避免因隔振器蠕变引起导线、导管因冲击而扯断、开裂，以及设备下沉、倾斜而导致的刚性碰撞;

9、方便现场拆卸、更换隔振器另部件。