Способ изготовления армированных изделий

Способ изготовления армированных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсник

Соцнапнстнчесинк

Республик

< 981004 изовеитения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 13. 11.80 (21) 3223143/23-05 (5! ) M. Кл. с присоединением заявки РЙ

В 29 G 1/00

В 29 0 23/12 Ьеудеретвапвй квинтет

CCCP аа делам явебрвтвкке к открытая (23) Приоритет

Опубликовано 15. 12. 82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 1 7 . 1 2 .82 (53) УДК678.057 °,94(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. С. Головкин и В, П. Дмитренко

Московский авиационный технологический иНститут имени К. Э. Циолковского (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к изготовлению армированных изделий.

Известен способ изготовления армированных изделий путем выкладки волокнистой заготовки на матрице с после5 дующим прессованием нагретым пуансоном (1), Однако прессование данным способом изделий сложной конфигурации не обеспечивает достаточного качества изделия, так как не создается равномерное давление прессования.

Наиболее близок к изобретению спо- 15 соб изготовления армированных изделий путем формования на формообразующей поверхности заготовки из армирующих волокон и термопластичного связующего в виде волокна, равномерно рас- >о пределенного между армирующими волокнами с последующим прессованием при температуре, выше температуры плавления связующего(2 ).

Однако этот способ не обеспечивает получение изделий сложной конфигурации.

Цель изобретения — изготовление изделий сложной конфигурации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления армированных изделий путем формования на формообразующей поверхности заготовки из армирующего волокна и термопластичного связующего в виде волокна, равномерно распределенного между армирующими волокнами с последующим прессованием при температуре выше температуры плавления связующего, перед формованием заготовку нагревают до температуры выше температуры стеклования связующего, но ниже его температуры текучести.

Кроме того, формование заготовки методом намотки осуществляют при натяжении, равном 10-303 разрывн и прочности волокон

981004

Физико-механические свойства образцов труб, полученных предлагаемым способом приведены в таблице.

Способ заключается в следующем

Волокна связующего и армирующие волокна смешивают в заданном соотношении, равномерно распределяя одни между другими. Смешение формирующих и матричных волокон связующего производят либо на стадии их изготовления, либо при смотке со шпулярника. Иэ смещенных волокон в зависимости от вида изготавливаемого изделия и способа to его формования получают ровницу, жгут или ленту, которые наносят на формообразующую поверхность, т.е. намоткой на оправку, выкладкой в форму и т.п.

Перед формованием ленту, жгут или ров-15 ницу подвергают нагреву до температуры выше температуры стеклования связующего, но ниже его температуры текучести. В результате инфракрасного или омического нагрева волокна связующего переходят в эластическое состояние, не теряя Формы. При этом повышается подвижность армирующих волокон, между которыми равномерно распределены волокна связующего. В результате предварительного нагрева заготовка может принять более сложную форму и требует меньшее усилие формообразования. Формообразование заготовки намоткой на оправку обеспечивает снижение натяжения при предварительном нагреве до 10-303 разрывной прочности волокон с одновременным улучшением качества изделия за счет исключения выдавливания связующего

35 иэ внутренних слоев к периФерии заготовки по толщине. Сформованную заготовку опрессовывают при температуре, выше температуры плавления связующего и давлении до отверждения. В про1

40 цессе последующей термообработки заготовки термопластичные волокна рас— плавляются и под действием внешнего давления (например, в автоклаве ) расплав полимера равномерно пропиты45 вает армирующие волокна. В качестве матричного волокна могут быть использованы полиолефиновые, полиамидные, полиэфирные и другие термопластичные волокна. Охлаждение полученного изде50 лия осуществляют при сохранении давления прессования.

Пример 1. Образцы трубы внутренний диаметр 60 мм, длина

00 мм, толщина стенки 3 мм ) изготавливаются намоткой на стальную оправку комбинированной нити, состоящей из смеси двух типов волокон: стеклянных (60 текс ) и термопластичных волокон полиамида-12 с T« = 453 К 1, 30 текс/ в соотношении 1:2 при Т = 313 К. Формование образцов осуществляется при скорости намотки 20-25 м/мин и натяжении, равном 203 от разрывной нагрузки стеклянной нити, После намотки заготовку помещают в автоклав и выдерживают в течение 12-15 мин при

493+5 К и давлении 1,0-1,5 МПА с последующим охлаждением под давлением со скоростью 3-4 град/мин.

П р и и е р 2. Образцы трубы изготавливаются намоткой на оправку комбинированного жгута, состоящего из смеси углеродных и термопластичных волокон полиамида 6 в соотношении 3:2 при Т = 323 К. Скорость намотки составляет 20 м/мин, натяжение — 10-151 от разрывной прочности жгута. После намотки заготовку опрессовывают в цилиндрической пресс-форме при

53 25 К и давлении 2,0 МПа в течение

10 мин с последующим охлаждением до Т = 323 К под давлением.

Пример 3. Образцы трубы (внутренний диаметр 100 мм, длина

250 мм, толщина стенки 4 мм) изготавливаются одновременной намоткой на оправку двух видов волокон термостойких арамидных (30 текс ) и термопластичных полиформальдегидных с Т„„=

433 К (60 текс) в соотношении 2:1.

При Т = 363 К формование осуществляется при скорости намотки 25-27 м/

/мин и натяжении, равном 301 от разрывной прочности арамидных волокон.

Затем заготовку помещают в автоклав и выдерживают в течение 15-20 мин при 483-493 К и давлении 1,5 МПа.

Охлаждение осуществляют с использованием давления.

Полиамид-6+

+ углеродное волокФ ства Полиами -12

Полиформальдегид +

+ арамидное волокно иэико-механические свои д +

+ стекловолокно но ъ -3

Плотность, кг/и ° 10

1,42

1,8

1,45

Предел прочности, МПа

1000

1200

1300 при растяжении

38

30 при сдви ге

Модуль упругости при растяжении, МПа

65000

125000

52000

Относительное удлинение при раэрь ве, 4,5

1,0

2,0

Пористость, 3,0

2,5

3,9

Составитель М. Осипова

Редактор Н. Ивыдкая Техред З.Палий Карре ктор " - БУРЯ к

Заказ 9573/19 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЦ Москвад Ж-3 Раушская наб.д 8. 4/$

Филиал flllll "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Использование изобретения обеспечивает получение изделий сложной кон- э фигурации хорошего качества. формула изобретения

1. Способ изготовления армированных изделий путем формования на формообразующей поверхности заготовки иэ армирующих волокон и термопластичного связующего в виде волокна, равномерно Зз распределенного между армирующими волокнами с последующим прессованием при температуре выше температуры плавления связующего, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью изготовления 40 иэделий сложной конфигурации, перед формованием заготовку нагревают до температуры выше температуры стеклования связующего, но ниже его температу" ры текучести.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что формование заготовки методом намотки осуществляют при натяжении, равном 10-30 разрыв" ной прочности волокон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Киселев Б.A. Стеклопластики. М., Госхимиздат, 1961, с. 121, 2. Тихомиров 0 Á. Нетканые клееные материалы. М., "Легкая инлустрия", 1966, с. 252-297 (прототип).