Способ изготовления ребристых панелей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1 1> 876296 (61) Дополнительное н авт. саид-ву (22) Заявлено 20.07.79 (21) 2798149/22 — 02 (51)М. Кл.

В . 22 Р 3/02

В 21 В 1/38

В 21 Н 7/00

В 21 О 49/00 с присоединением заявки,%—

634удоротоалоый комитат

СССР (28) Приоритет ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень М40

Дата опубликования описания 30.10.81 (53) УД Ж 621.763 (088.8} (72) Авторы изобретения

А. И. Манохин, М. X. Шоршоров, Б. А. Арефьев, В М. Шйтпии;В. В. Кудинов, А. В. Галахов, С. Г. Малашенков и И. В (фара @

1„ Г!АТИГЮ 1 УЕ

-ауй щсым 1д

1ДЯДД Т, (7!) Заявитель

Институт металлургии им. А, А. Байкова АН СССР (54} СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕБРИСТЫХ ПАНЕЛЕЙ

Изобретение относится tc обработке метал. лов давлением, в частности к получению мето дом прокатки или прессования панелей с продольным и поперечным расположением ребер . жесткости.

Известны способы получения ребристых па- S нелей, армированных непрерывными упрочняю щими волокнами, путем крепления ребер жесткости методом клепки к полотну панели.

При этом ребра жесткости или стрингеры армируются боропластиком, углепластиком или волокнами бора.

Известен также способ изготовления изделий. из композиционного материала, позволяющий изготавливать целиковые панели, армированные как дискретными, так и непрерывными волокнами.

Сущность этого способа заключается в том, что упрочняюшнй каркас из армирующих волокон помещают в литейную форму и заполняют ее матричным составом в твердо-жидком состоянии и после заполнения литейной формы матричным материалом прикладывают к нему давление 1,5 — 20 кг/мм (11.

Основными недостатками укаэанного способа являются общие недостатки литейной технологии получения изделий из волокнистых композиционных материалов — деградация прочности волокон в процессе взаимодействия с расплавом матрицы. Это приводит к снижению качества получаемых изделий. Кроме того, по сравнению с процессами обработки давлением производительность литейной технологии более низкая.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения ребристых панелей, включающий изготовление моноленты путем напыления на волокна бора матричного материала (сплава алюминия), сборку из монослоев отдельно полотна и ребер, нагрев, деформирование заготовок и соединение их между собой диффузионной сваркой (2).

Недостатком известного способа является длительность -процесса получения панелей, а следовательно; ухудшение качества изделий.

876296 . 4 общей степени деформации ниже 40% приводит к малой величине уширения ребра и к плохому качеству стыка между ребром и панелью.

Увеличение суммарной степени деформации бо5 лее 60% приводит к увеличению степени уширения ребрз, что вызывает отслоение волокна от матрицы в районе стыка ребер с полотном, что снижает качество получаемого изделия.

Таким образом, оптимальной степенью деформации является общее обжатие в пределах

40 — 60% с одновременным уширением ребра панели в районе стыка с полотном на 5 — 15, что позволяет получать изделие высокого качества.

- 15 Сохранение исходной прочности армирующих волокон в процессе прокатки позволяет получить ребристые панели с повышенными механическими свойствами, например, прочность при изгибе повышается на 10 — 15%. Одновременно

j0 процесс прокатки ребристых панелей позволяет получать ребристые панели размерами до

1000Х2000 мм. При этом производительность труда при получении панелей способом прокатки по предварительным расчетам повысится на 35 — 50%.

Испытания ребристых панелей, изготовленных из волокнистых композиционных материалов показало, что по сравнению с ребристыми панелями из алюминиевого сплава АМг 6 кон30 струкционная .прочность повышается на 7080%, а сохранение конструкционной прочности сравниваемых панелей на одном уровне позволяет получить выигрыш в весе конструкции при использовании панелей из композиционного материала, составляющий 30 — 35%.

ВНИИПИ Заказ 9449/12 Тираж 872 Подписное

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

Цель изобретения — улучшение качества получаемых ребристых панелей с одновременной интенсификацией процесса их получения.

Поставленная цель достигается тем, что пане ,ли из волокнистого композиционного материала получают иэ монолент,изготовленных напылением алюминиевого сплава на В-волокна, прокаткой или прессованием, проводя последовательную деформацию вначале ребер, а затем и полотна панели. При этом ребра деформируются с суммарным обжатием 40 — 60% с одновременным уширением на 5 — 15%. Армирование непре/ рывными волокнами производят в. ребрах в продольном направлении, а в полотне — в продольном или в продольном и поперечном направ ленни, ребра выполнены как вдоль, так и поперек панели.

Деформирование заготовок панелей производится в штампе или в профильных валках, которые являются едижтвенным инструментом для формирования панели от начала и до полного получения готового изделия.

Пример. Для сборки под прокатку были изготовлены однослойные ленты путем плазменного напыления матрицы из сплава ЛД1 на волокна бора, диаметром 140 мкм, уложенные с шагом 180 мкм на барабане. Толщина ленты составляла 280 мкм с габаритными размерами в плане 200х800 мм.

Из лент вырезались карточки размером

200х200 мм, которые предназначались для фор мирования полотна экспериментальной панелн, и 21100 мм для формирования ребер панели.

При сборке заготовок под прокатку на ребра укладывали 1Ь8 карточек (на каждое), на полотно 12 карточек. Заготовка собиралась в пред35 варительно отформованный каркас из фольги толщиной 50 мкм. из сплава АД1.

В процессе прокатки в гладких валках прокатного стана, или в штампе, или на профили-! 40 рованных валках, вначале проводилась деформация ребер панели, деформации в полотне панели не происходило. В данном случае обжатие, необходимое для полного уплотнения матрицы в ребрах, составило 35%, при пористости матрицы в исходной заготовке 50%, Дальнейшее 45 увеличение деформации до 40 o приводит к полному уплотнению матрицы в полотне панели и к уширению ребра панели на 5% s районе стыка полотна панели с ребром. Увеличение общей степени деформации вплоть до 60% при- 50 вело к увеличению уширения ребра панели до 15% в районе стыка с полотном. Как показали проведенные эксперименты, уменьшение

Формула изобретения

Способ изготовления ребристых панелей, включающий изготовление моноленты из волокон и матричного материала, сборку заготовки, нагрев и обработку давлением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества панелей, заготовки ребер укладывают непосредственно на полотне панели и деформируют сначала ребра с суммарным обжатием

40-60%, а затем полотно панели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.И 522900, кл. В 22 О 19/02, 1976.

2. Волокнистые композиционные "материалы.

Перевод с англ. М., "Металлургия", 1978, с. 31.