Способ получения листов

Способ получения листов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06,1077 (21) 2533072/25-27 с присоединением заявки №

Союз Севетенни

Сецналыстюческни

Республик

<>653074 (53) И. Нл.

В 23 P 3/06

В 32 В 15/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (231 Приоритет—

Опубликовано 250379.Бюллетень ¹11 (53) УДК

621.771.8 {088.8) Дата опубликования описания 250379 (72) Авторы

НвебрЕТФНИЯ В. Ф. Иануйлов, А. И. Колпашников, Б. A. Арефьев, Е. А. Павлов и Е. В. Ыиряев

: (7Ц ЗаяВнтЕЛь Иосковскйй авиационный технологический институт им. К.Э, Циолковского (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ

1 . 2 .Изобретение относится к обработ- изменениях, а главное — повышает его . ке давлением разнородных материалов, удельный вес, поэтому повышение удель .а именйо к технологии получения лис- .ной прочности в поперечном по отноше-, . тов иэ композиционных материалов с нию к волокнам направлении невелико, пластичной металлической матрицей H 5 а в продольном наблюдаются даже слу хрупкими высокопрочнымн волокнам . чаи снижения удельных характеристик. . Известен способ получения листов наиболее близким техническим решеиэ указанвых материалов прессовайия нием к изобретению является, способ (no схеме .диффузионной сварки плос- получения листов из композиционных ких заготовок — пакетов) и прокаткой 10 материалов, заключанщийся в том, что (11. .: : : . . хрупкие волокна с определенным шагом

"Высокую производительность про- укладывают на фольгу из матричного цесиса:и возможность получения крупно- материала, раэмецениую на плите или габаритных листов обеспечивает толь- барабане, фиксируют волокна плаэменко прокатка. 15 ным напылением материала матрицы, проВ листах иэ композиционных матерна" изводят сборку многослойной эаготовлов волокна имеют одинаковую ориента- ки — пакета, в котором все волокна

- Фью, т.e. расположены параллельно, параллельны, нагревают заготовку до

: поэтому материал обладает высокими . температуры, при которой матрица пласпрочностными характеристиками только 20 тична, и прокатывают в направлении в иаправлении волокон. Для снижения поперек волокон с суммарным обжатием анизотропии свойств в листы из компо- не более 50% 12) . зициоНных материалов вводят слои треть Этот способ позволяет получать с . его компонента. Например, в листы иэ высокой производительностью крупногакомпозиционного материала алюминий- 25 баритные листы с высокими характерисбор вводят слои титановой фольги, %T тиками при нагружении вдоль волокон, позволяет повышать прочность в попе в поперечном направлении характерис речном направлении. Введение третье тики композиционного материала не пре: го компонента усложняет характер по- вышают характеристики материала матведения материала при температурных ЗО рицы.

6530

Поэтому такой способ дает возмож-. ность получать листы ограниченного применения; а именно: для элементов конструкций, работающих в условиях одноосного растяжения-сжатия.

Цель изобретения — повышение рабатоспособности листов и изделий из них.5

Для этого монослойные ленты с волокнами перед сборкой в пакет подвергают резке под некоторым углом, величина которого не превышает критического значения, вызывающего разрушение10 волокон при прокатке. Величина угла зависит от объемной доли волокон в композиционном материале и составляет 12-20 между их направлением и по перечной осью лент (и заготовки),т.е. 70-78 - интервал углов между направлением волокон в лентах и направлением резки. При сборке пакета монослойные ленты укладывают так, что направление углового смещения (см.чертеж) от слоя к слою изменяется. Это позволяет расположить волокна 1 в матрице 2 сборного пакета так, что при поперечном нагружении волокна воспринимают значительную часть приложенной нагрузки.

После сборки производят нагрев до пластичного состояния матрицы, но не вызывающий термического разупрочнения волокон и,их химическот о- взаи- осительное обжатие при прокатке на проходе, Ъ

Объемная доля волокон

Угол между направлением волокон в монослойных лентах и направле- нием резки вом втором третье твертом

0,20

16 10 4

15 - 8 4

0,25

0,30

76 24

8 . 3

7 . 3. 45

После проведения экспериментов исследовали. состояние волокон в листах.

Дробление волокон отсутствовало. Листы, полученные по предлагаемому способу, при испытаниях показали значительное

50 т а б л и ц а 2

Объемная доля волокон

Вр менное сопротивление при статическом растяжении. (при г. комнатной температуре), кгс/мгл но оси

26,3

26 7

29,7

35,3

62,7

0,20

75,3

0,25

8о,0

101,7

0,30

0,35

О, 35. 78 21

74.

4 модействия с материалом матрицы, Например, нагрев бороалюминиевых пакетов производят до температуры 500520 С,. Нагретую заготовку подвергают прокатке (в направлении, показанном на чертеже) за четыре прохода.

Относительные обжатия должны быть следующигли, Ъ: на первом проходе 21-30, на втором 14-16, на третьем 7-10, на четвертом 3-4. Величина обжатий в указанных пределах тем больше, чем выше объемная доля волокон (в интервале

0,35-0,20). Величина обжатий и число проходов обеспечивают получение листов с неразрушенными волокнами при компактном строении и наиболее высокой для получаемого вида продукции производительности.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает полную реализацию эффекта армирования с использованием предлагаемой схемы расположения волокон по слоям материала.

Способ испольэовали при получении листового композиционного материала алюминий-бор. Прокатку производили при температуре 500 С. Параметры расб кроя монослойных плазменных лент и параметры прокатки приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1 повышение свойств (снижение анизотропии вследствие увеличения прочности при нагружении по оси Х на чертеже).

Механические свойства листов представлены в табл. 2.

653074

Формула изобретения

1 2

2: с

4 и -. о ф

Составитель И. Кулакова

Техред П. Бабурка Корректор4. Ряшко

Редактор Т. Зубкова

Тираж 1221 . Подписное

ЦИИИПИ Гасударственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35„ Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1190/10

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Листы из мононаправленного боралюминия имеют прочностные характеристики при испытаниях вдоль волокон на

3-5Ъ выше укаэанных в таблйце: 2, а при испытаниях поперек волокон 79 кгс/мм, т.е. в 3-5 раз ниже, чем г по предлагаемому способу.

Способ получения листов путем ук- 10 ладки в пакет монослойных лент с параллельно расположенными в них с оп-. ределенным шагом волокнами, нагрева пакета и прокатки, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения работоспособности в условиях сложного нагружения листов и изделий из .них, ленту перед у-.сладкой в пакет раз6 о

% ° резают под углом 70-78 к направлению волокон, а при сборке пакета слои ленты укладывают с чередовайием направ- " ления углового смещения волокон к направлению прокатки от слоя к слою, а прокатку производят на четыре прохо4 да со следующими обжатиями по проходамр%:

Йа первом 21-30

На втором 14-16

На третьем 7-10

На четвертом 3-4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Волокнистые и дисперсно-упрочненные композиционные материалы.

Сборник. И., Наука, 1976, с. 1191-23ь

2. Патент ЩА Ф 3795042, кл. 29-472.3, О 1.11.74.