Способ изготовления полуфабрикатов из волокнистых композиционных материалов

Авторы патента:

ЛЮДАГОВСКИЙ АНДРЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ЗВЕРЕВ ОЛЕГ МИХАЙЛОВИЧ

ЗАЙЦЕВ ИГОРЬ МИХАЙЛОВИЧ

СОКОЛКИН ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ

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 композиционным материалам, в частности к способам изготовления полуфабрикатов плоских изделий из волокнистых композиционных материалов. Целью изобретения является повышение механических свойств. В предложенном способе части разъемных пресс-форм устанавливают по периметру барабана, послойно наматывают на них фольгу и слои волокон, закрепляют пакет другими половинами пресс-форм с усилием 0,2 кгс/мм 2, и исключающим перемещение волокон в плоскости фольги, затем снимают полуфабрикаты с барабана, нагревают и подвергают уплотнению. Прочностные свойства полуфабриката, полученного по данному способу, более высокие, поскольку нет снижения прочности волокон, сопутствующей плазменному напылению, и отсутствует загрязнение поверхности раздела волокно - матрица, характерное для закрепления волокон при помощи клеев. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО:ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4426343/31-02 (2.2) 17. 05.88 (46) 15. 08,90. Бюл. N 30 (71) Пермский политехнический институт (72) А.В.Людаговский, О.М.Зверев, И.М.Зайцев и Ю.В.Соколкин (53) 621.763 (088.8) (56) Композиционные материалы. Справочник. Киев: Наукова Думка, 1985, с.292.

Патент США Ю 3575783, кл. 428-329, 1971. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится w композиционным материалам, в частности к способам изготовления полуфабрикатов

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

Цель изобретения - повышение механических свойств.

Части разъемных пресс-форм устанавливают по периметру барабана, послойно наматывают на них фольгу и слои волокон закрепляют пакет другими половинами пресс-форм с усилием

0,2 кгс/мм2, исключающим перемещение волокон в плоскости фольги, а затем снимают их с барабана,. нагревают и

„„SU„„5853 63 А 1 (51) 5 С 22 С 1/09

2 плоских изделий из волокнистых композиционных материалов. Целью изобретения является повышение механических свойств. В предложенном способе час ти разъемных пресс-форм устанавливаIoT по периметру барабана, послойно наматывают на них фольгу и слои волокон, закрепляют пакет другими половинами пресс-форм с усилием 0,2 кгс/

/мм2, исключающим перемещение волокон в плоскости фольги, затем снимают полуфабрикаты с барабана, нагревают и подвергают уплотнению. Прочностные свойства полуфабриката, полученного по данному способу, более высокие, поскольку нет снижения прочности волокон, сопутствующей плазменному напылению, и отсутствует загрязнение поверхности раздела волокноматрица, характерное для закрепления волокон при помощи клеев. 1 табл. подвергают уплотнению. Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Фольгу из титанового сплава ВТ1-0 разрезали по размерам пресс-форм размером 80 к 120 мм и укладывали на нижние половины пресс-формы, выполненных из жаростойкого никелевого сплава ЭИ 4375. Намотку волокон проводили на намоточном устройстве одновременно на 6 пресс-форм, расположенных по периметру приемного барабана. В качестве волокон использовались волокна бора. После укладки

9 слоев волокон и 10 слоев матричной фольги накладывалась верхняя полови1585363

Объемное содержание, 3

Опыт

Сплав

Волокно бо" титана

ВТ1-0

Вдоль волокон

Поперек волокон ра

МПа ГПа. МПа

МПа

Предлагаемый

Известный

739

876

184 374

214 386

240 395

148

176

586

649

176 360

192 369

210 380

147

16 1

174

Составитель Н. Биба

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор И,Муска

Заказ 2305 Тираж 493 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 нка пресс-формы и пакет стягивался с усилием 0,2 кгс/м2 с помощью зажимных струбцин, и помещался для последующего вакуумного горячего прессовао

5 ния при температуре 850 С, давлении

10 кгс/см.

Вторая партия образцов изготовлена аналогичным методом, но гри изготовлении полуфабрикатов волокна прикреплялись к матричной фольге посредством плазменного напыления титана (по известному способу).

Испытания показали, что при испопьзовании предлагаемого способа при различных объемных содержаниях волокон существенно повышается продольная, а также поперечная прочность полуфабриката.

Результаты испытаний представлены 20 в таблице.

Формула изобретения

Способ изготовления полуфабрикатов из волокнистых композиционных материалов, преимущественно с матрицей из титановых сплавов и борными волокнами, включающий укладку на барабан фольги матричного сплава и намотку борного волокна, закрепление борного волокна, Формирование пакета из полученных слоев, нагрев и уплотнение, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, перед укгадкой Фольги на барабане располагают части разъемных пресс-форм, укладку фольги, намотку волокон и Формирование пакета ведут непосредственно на них, а закрепление борных волокон осуществляют другими частями пресс-форм с усилием

0,2 кгс/см2.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов, армируемых волокнами

Способ получения композиционного материала, армированного волокнами // 1470462

Изобретение относится к области получения композиционных материалов

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 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.

Способ изготовления вставки прямой формы из композитного материала на металлической основе // 2557400

Изобретение относится к способу изготовления вставки прямой формы, предназначенной для размещения посредством изостатического уплотнения в горячем состоянии CIC в металлическом контейнере. Вставка выполнена в виде пучка покрытых защитным слоем нитей заданной длины, связанных между собой. Упомянутые нити образованы керамическими волокнами, покрытыми металлом. Упомянутый пучок получают наложением покрытых защитным слоем прямолинейных нитей заданной длины и их соединением между собой. Изобретение касается также изготовления металлической детали, включающей волокнистую вставку, по технологии CIC. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ изготовления металлической части, такой как усиление лопатки турбинного двигателя // 2570254

Изобретение относится к области турбинных двигателей, а именно к способу изготовления металлического усиления для лопатки рабочего колеса турбинного двигателя. Способ последовательно включает этап расположения металлических скоб в формующий инструмент, имеющий матрицу и пуансон, при этом металлические скобы представляют собой металлические секции с прямолинейной формой, согнутые в форму U или V; и этап горячего изостатического прессования металлических скоб, вызывающий интеграцию металлических скоб таким образом, чтобы получить сжатую металлическую часть. Обеспечивается возможность легкого получения металлического усиления без использования больших объемов материалов. 14 з.п. ф-лы, 27 ил.