Способ получения листового материала армированного непрерывными высокопрочными волокнами

Способ получения листового материала армированного непрерывными высокопрочными волокнами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 718245

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.01.77 (21) 2438459/22-02 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

В 23 P 3/06

В 21 В 1/38

Гаоударстееиный комитет

СССР по делан изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.

77 04 (088 8) Опубликовано 28.02.80. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28.02.80

Б. A Арефьев, В. И. Попов, В. Ф. Мануйлов, В. С. Соколов, М. Х. Шоршоров и В. В. Кудинов (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПАС ОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, АРМИРОВАННОГО НЕПРЕРЫВНЫМИ

ВЫСОКОПРОЧН ЫМИ ВОЛОКНАМИ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к получению методом прокатки армированно-го листового материала.

Известен способ получения листового композиционного материала, например методом горячего прессования, при котором заготовки для сборки пакетов под деформацию получают методом плазменного напыления, позволяющим жестко фиксировать волокно, уложенное с необходимым шагом.

Однако заготовки, изготовленные по такому способу, не позволяют деформировать паке15 ты, например прокаткой вдоль волокон, без разрушения волокон в очаге деформации. Это можно объяснить отсутствием зазора между волокном, который заполнен в процессе напыления металлом матриц, а в процессе деформации всякое перемещение металла матрицы вдоль волокон вызывает возникновение раетягиваюших напряжений в волокне, которые разрушают последнее.

Известен способ, гозволяющий получить заготовки-моноленты, которые, будучи собранные в пакет, позволяют проводит деформацию пакета, например, способом прокатки как вдоль, так и поперек волокон.

Согласно такому способу предварительно получают заготовки-моноленты путем намотки упрочняющих волокон с необходимым шагом на барабан, покрытый фольгой нз материала матрицы, и укрепляют их на фольгу клеем, например, акрильйого типа. Затем многослойные заготовки разрезают на необходимые размеры и собирают в пакет, состояптий из чередующихся слоев монолент и фольги из матричного материала.

Собранный пакет помещают в обкладки из менее пластичного материала, чем материал матрицы, например из нержавеющей стали. Пакет. нагревают и прокатывают за несколько проходов до окончательного размера со скоростью 25-30 смlмин.

К недостаткам известного способа необходимо отнести низкое качество получения композиционного листового мате5 Д

Прокатка за один проход обеспечивает минимальную зону контакта металла матрицы с волокном в очаге деформации, что уменьшает возможные растягивающие напряжения цо минимума, H интенсифицирует процесс прокатки.

Пример осуществления.

Лля экспериментальной проверки пред"1

i лагаемого способа получения листового материала, армированного непрерывными высокопрочными волокнами, получены бор, ные моноленты, например методом ткачества, следующих параметров:

Ширина моноленты, мм 200 . диаметр волокон, мкм 97

Шаг волокон, мм. 0,13

Поперечные фиксирующие полосы из алюминиевой проволоки диаметром 40 мкм и шагом 10-12 полос на каждые 100 мм длины ленты, Таким образом, диаметр поперечных полос равняется 0,41 от диаметра борного волокна, а шаг их составляет 8,310 мм при критической длине волокна, равной 1 мм.

Полученйые заготовки-моноленты разезают и собирают в пакеты размером

00х300 мм с прокладками фольги из люминия марки ЛД1 толщиной 20 мкм количеством монолент в пакете — 7 шт. осле нагрева в печи сопротивления цо

500-520 С их прокатывают за один проход с размера 1,58 мм на размер 0,9 мм, т, е, абсолютное об>катие за проход составляет 0,68 мм (произведение диаметра олокна на число заготовок-монолент в пакете 0,097 х7 = 0,679 мм). формула из обретения

Способ получения листового материала, армйровайного непрерывными высокопрочными волокнами, включающий изготовление многбслойной заготовки, состоящей из прочняющих волокон с их фиксацией, резку, сборку пакета, состоящего из многослойных заготовок с чередующимися слоями фольги из матричного материала, нагрев пакета и его прокатку, о т л ич а ю шийся" тем,"что, с целью повышения качества листа и расширения технологических возможностей прокатки, фиксацию волокон осуществляют поперечными пмосами "из матричного материала, а про.катку проводят вцсль волокна за один про, ход с абсолютным обжатием, равным произведений пиаметра -волокна на число споев загоуовок в пакете. и аж 1160 Подписное ород, ул. Проектная, 4 дЕ б (:

В кр р где  — критическая длина волокна,мм, а

СН -= диаметр волокна, мм; ф — прочность волокна, кг/ммя;: и

- напряжения сдвига, возникающие на границе контакта во2 локно — матрица, кгl мм

Таким образом, жесткая фиксация волокна в заготовке при помо1пи поперечных в полос из материала матрицы обеспечивает гарантированный зазор между волокна ми и тем самым не позволяет в процессе цеформации металлу матрицы переме патЬся вдоль волокой. Металл матрицы rie= ремещается в процессе деформации в за- зор между волокнами, что исключает воз-, йикновение растягивающих напряжений в, у волокне.

Ойределенная величина поперечного се.чения фйксирующих полос из матричного материала выбирается из соображений

"уменьшения возможности разрушения волокна в районе его стыка с полосой за счет увеличения деформации " точке стыка, при атом шаг этих полос выбирается бопьше критической длины волокна, чтобы возможное разрушение волокна в месте его стыка с полосой не привело к умень- . шению прочности листового композиционйого ма те иала, ЦЙЙИПЙ Заказ 0969/1 Т

Филиал ППП Патент, г. Ужг

3 71824 рйала за счет разориентации волокон нри выгорании клея в печи нагрева под прокатку. Кроме того, прокатка за несколько ripoxotroa снижает производительность и качество листового композиционного материала (увеличивается число циклов нагрева, увеличивается взаимодействие волокна с матрицей и снижается прочность материала)

Целью изобретения является повышение качества катаных листов и расширение 10 технологических возможностей прокатки.

Постав>1енная цель постигается тем, что фй сацию волокон ведут поперечными полоСами из матричного материала, а по"СлецуЮщую прокатку проводят вдоль во- 15 — локна за один проход с абсолютным обжатием, равным произведению пиаметра волокна на число слоев заготовок в пакете, фиксацию волокон ведут поперечными полосами с ус" "лОвййМ"цйаметром поперечного сечения цо 20

0,5 от диаметра волокна и шагом их не меНее критической длины волокон, причем критическую длину волокна опрецеляют по формуле