Способ получения композиционного материала, армированного волокнами

Авторы патента:

C22C47/20 - путем воздействия давления и тепла на комплект, состоящий по крайней мере из одного слоя или листа металла и одного слоя волокон или нитей

Изобретение относится к области получения композиционных материалов. Цель изобретения - повышение сдвиговой прочности материала. Данный способ получения композиционного материала включает сборку многослойного пакета путем укладки волокон между пластинами, плакированными более легкоплавким материалом, прошивку пакета стальной проволокой, нагрев пакета до температуры выше температуры плавления плакирующего материала, но ниже температуры плавления материала пластины, сдвиг пластин одну относительно другой до натяжения прошивающей проволоки, сжатие и охлаждение. Сдвигшовая прочность повышается в 1,17-1,5 раза. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4142519/31-02 (22) 04. 11 . 86 (46) 07.04.89. Бюл. № 13 (71) Пермский политехнический институт (72) Ю,В.Соколкин, А.В.Людаговский и

В.А.Борисов (53) 621.763 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 432933, кл. В 22 F 3/00, 1974.

Заявка ЕПВ № 003255, кл. С 22 С 1/09, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА,.АРМИРОВАННОГО ВОЛОКНАМИ (57) ИЗобретение относится к облас.вЂ” ти получения композиционных материаИзобретение относится к области получения композиционных материалов, армированных волокнами, используемых в машиностроении для изготовления лопаток турбин и вентиляторов двигателей.

Цель изобретения вЂ” повышение сдвиговой прочности материала.

Способ включает сборку многослойного пакета укладкой волокон между пластинами, плакированными более легкоплавким материалом, прошивку пакета стальной проволокой, нагрев до температуры вьппе температуры плавления плакирующего материала, сдвиг пластин друг относительно друга до натяжения прошнвающей проволоки, сжатие и охлаждение.

ÄÄSUÄÄ 1470462 А1

Ш4 В 22 F 7/02, С 22 С 1/09 лов. Цель изобретения вЂ” повьппение сдвиговой прочности материала. Данный способ получения композиционного материала включает сборку многослойного пакета путем укладки волокон между пластинами, плакированными более легкоплавким материалом, прошивку пакета стальной проволокой, нагрев пакета до температуры вьппе тем пературы плавления плакирующего материала, но ниже температуры плавления материала пластины, сдвиг плас- . тин одну относительно другой до натяжения прошивающей проволоки, сжатие и охлаждение. Сдвиговая проч- ность повысилась в 1, 17-1,5 раза.

2 ил.

На фиг.1 и 2 приведена схема осуществления способа.

Пример. Способ изготовления армированного волокнами материала заключается в укладке волокон 1 бора между слоями 2 фольги титана толщиной 0,2 мм, плакированными алюминием 3 толщиной 0,2 мм с двух сторон.

Затем в пакет с помощью лазерного луча открываются отверстия 4 ф О, 1мм.

В отверстия 4 пропускается прошивающая стальная проволока 5. После этого пакет пластин нагревают до

900 С, плакирующие слои сплавляются.

Слои 2 сдвигают относительно друг друга до натяжения прошивающей проволоки, затем пакет сжимают в направлении, перпендикулярном укладке

1470462 слоев при давлении 10 кгс/см2, вы тягивая прошивающие нити в направлении, параллельном укладке пластин.

При сжатии происходит диффузионная сварка плакирующего материала 3, после чего пакет охлаждают до температуры окружающей среды .(20 С) .

Результаты испытаний показали, что сдвиговая прочность армированного материала, выполненного по предложенному способу (с, ), повысилась в 1,5 раза (было, = 40 кгс/мм

z у известного, стало,А = 60 кгс/мм у предложенного) при сохранении

1I5 других физико-механических свойств на прежнем уровне °

Пример 2.

Углеродную ленту ЛУ-П-О, 1 пропитанную связующим УП-612, укладывали 20 в пакет (30 слоеМ). Схема армирования: 2 слоя вЂ” О, 1. слой вЂ” 90 . Пао о кет прошивали стальной проволокой Ц

0,2 мм. После этого пакет нагревали о до 80-100 С и сдвигали слои друг относительно друга до натяжения прошивающей проволоки. Затем пакет сжимали в направлении, перпендикулярном укладке слоев при давлении

2 кгс/см и окончательно полимери2 о зовали при 160 С в течение 4 ч.

Было испытано 4 образца. Получены следующие характеристики межслое вого сдвига: с,д =(1,88, 2, 03, 1, 93, 1, 62) кгс/мм

1,87 кгс/мм

Увеличение сдвиговой прочности для предложенного технического ре" шения по сравнению с известным составляет п = 1, 87/1, 6 = 1, 17.

Предложенный способ изготовления армированных материалов по сравнению с известным позволяет получить изделие высокого качества с высокой сдвиговой прочностью за счет сшивки слоев перпендикулярно направлению их укладки (сдвиговая прочность повысилась в 1, 17-1,5 раза) .

Формула изобретения

Способ получения композиционного материала, армированного волокнами,,включающий сборку многослойного пакета путем укладки волокон между пластинами, плакированными легкоплавким материалом, нагрев пакета до температуры выше температуры плавления легкоплавкого материала, но ниже температуры плавления пластин, сжатие и охлаждение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения сдвиговой прочности материала, перед нагревом пакет прошивают проволокой, а во время нагрева сдвигают пластины, друг относительно друга до натяжения прошивающей нити.

1470462

Составитель Е. Хромушина

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор В.Данко

Заказ 1417/14 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Способ получения композиционного материала, армированного волокнами

Похожие патенты:

Композиционный материал // 533654

Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием // 2151014

Изобретение относится к области обработки давлением волокнистых композиционных материалов (ВКМ) и может применяться в аэрокосмической и других отраслях промышленности

Композиционный материал, способ изготовления из него деталей типа обечаек и устройство для его осуществления // 2171311

Изобретение относится к технологии изготовления обечаек из металлического композиционного материала, упрочненного углеродным волокном, которые могут быть использованы в авиационных и ракетно-космических конструкциях

Многослойный композиционный материал, способ получения многослойного композиционного материала и изделие, выполненное из него // 2243289

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению композиционных материалов с матрицей из алюминиевого сплава, армированной стальными волокнами, для изготовления элементов планера самолета, стрингерного набора, обшивки и т.д

Способ получения композиционного материала // 2407640

Изобретение относится к способам получения слоистых композиционных материалов с использованием взрывных технологий, а именно материалов с высокими значениями предела прочности и модуля упругости, которые могут быть использованы в машиностроении, авиа- и ракетостроении, космической технике и других отраслях промышленности

Способ получения композиционного материала,армированного волокнами // 1470801

Изобретение относится к области получения композиционных материалов, армируемых волокнами

Способ изготовления полуфабрикатов из волокнистых композиционных материалов // 1585363

Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к способам изготовления полуфабрикатов плоских изделий из волокнистых композиционных материалов

Способ изготовления металлической детали, подкрепленной керамическими волокнами // 2499076

Предлагаемое изобретение относится к способу изготовления металлической детали, усиленной керамическими волокнами. Согласно способу в металлическом корпусе (10), имеющем верхнюю поверхность (10В), с помощью механической обработки выполняют по меньшей мере один ложемент (10А). Затем размещают по меньшей мере одну вставку (11), сформированную из керамических волокон в металлической матрице, в упомянутом ложементе, накрывают упомянутую вставку крышкой, выполняют вакуумирование промежуточного пространства вокруг упомянутой вставки и герметизируют это пространство. После чего обрабатывают систему, образованную металлическим корпусом с крышкой, путем изостатического уплотнения в горячем состоянии и выполняют механическую обработку для получения детали. При этом крышка содержит элемент (12), перекрывающий вставку (11), размещенную в канавке, и выступающий по отношению к упомянутой верхней поверхности, а также металлический лист (14), перекрывающий верхнюю поверхность вместе с упомянутым элементом (12). Обеспечивается изготовление деталей удлиненной формы с металлической матрицей и армирующими элементами из композитного материала с требуемыми эксплуатационными характеристиками. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления металлической детали, содержащей внутренние элементы жесткости, образованные керамическими волокнами // 2500831

Изобретение относится к способам изготовления металлических деталей, содержащих внутренние усилительные элементы, образованные керамическими волокнами. Согласно способу в металлическом корпусе (10) с верхней поверхностью (10 В) выполняют по меньшей мере одно посадочное место (10А) для вставки. В посадочном месте размещают по меньшей мере одну вставку (112), образованную керамическими волокнами, закрывают вставку крышкой (12), вакуумируют промежуточное пространство вокруг вставки и герметично закрывают упомянутое пространство, подвергают металлический корпус с крышкой изостатическому уплотнению при высокой температуре и обрабатывают упомянутый комплекс для получения упомянутой детали. При этом вставка (11) выполнена прямолинейной, а посадочное место для вставки в металлическом корпусе образует прямолинейную выемку (10А). Крышка выполнена таким образом, чтобы разместиться в посадочном месте на вставке (11) с зазором после усадки вследствие охлаждения и осуществить тугую посадку при расширении в выемке так, чтобы закрыть упомянутое пространство. Технический результат - упрощение технологии при сохранении прочностных свойств получаемой детали. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Металлическая деталь, снабженная волокнистыми элементами жесткости со скошенным концом // 2509172

Изобретение относится к механической детали, снабженной волокнистыми элементами жесткости. Деталь изготовлена из металлической заготовки, содержащей по меньшей мере один паз (5), который проходит вдоль направления усилия, прилагаемого к детали во время работы, и в котором расположен по меньшей мере один волокнистый элемент (10) жесткости. Волокнистый элемент имеет металлическую оболочку и соединенный с заготовкой за счет расплавления оболочки и ее соединения с металлом заготовки. При этом по меньшей мере один из концов (12) волокнистого элемента выполнен скошенным и полностью погружен в металл, из которого выполнена механическая деталь. Технический результат - повышение устойчивости детали к отсоединению или отрыву волокон. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ изготовления композитной металлической детали с внутренними изготовленными из волокон усиливающими элементами, заготовка для его осуществления и полученная металлическая деталь // 2550053

Изобретение относится к способу изготовления композитных металлических деталей, заготовке для упомянутой детали и композитной детали и может быть применено для создания деталей, прочных как на растяжение, так и на сжатие, например деталей посадочного шасси воздушного судна. Формируют заготовку (20), состоящую из металлического корпуса или контейнера (10), с ложементной полостью (12) , вставки (14) с усиливающими волокнами, которая имеет форму, соответствующую полости (12), и расположена в ней , металлической крышки (16), расположенной с тугой посадкой в упомянутой полости (12) на вставке (14). Помещают заготовку (20) в технологическую камеру и осуществляют ее изостатическое уплотнение в горячем состоянии. Крышку (16) заготовки (20) жестко соединяют с металлическим корпусом или контейнером (10) посредством термической обработки предварительной диффузионной сварки, которую осуществляют в упомянутой технологической камере перед изостатическим уплотнением в горячем состоянии. Затем выполняют механическую обработку заготовки (20) для получения композитной металлической детали (30). Изобретение позволяет предотвратить проникновение газа в полость (12) и соответственно повысить эффективность уплотнения и качество сварки оболочек волокон вставки (14) между собой и/или со стенками (10а) полости (12). 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.