Способ изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов с металлической матрицей

 

Способ изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов с металлической матрицей относится к металлургии, в частности к способам изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов. Целью изобретения является повышение прочности получаемого изделия, что достигается сборкой заготовки из волокна и матрицы и последующим двухстадийным прессованием, первым при температуре 0,6 - 0,8 от температуры солидуса (K) матрицы и давлении 0,5 - 1,5 от предела текучести матрицы при этой температуре и вторым - при температуре 0,85 - 0,95 от температуры солидуса (K) матрицы и давлении 0,1 - 1,0 кгс/мм² в течение 0,25 - 1,0 ч. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов. Цель изобретения повышение прочности получаемого изделия. П р и м е р. Изготавливают плоские образцы боралюминиевого композита, состоящего из матрицы сплава АМг6 и волокна бора с номинальным диаметром 0,14 мм. В качестве полуфабриката используют плазменно-напыленную ленту с содержанием волокна около 50% Пакет, состоящий из 6 слоев полуфабриката, в вакуумной камере подвергают двойному прессованию: на первой стадии при 255-430^оС (0,6-0,8 от температуры солидуса матрицы), давлении 5-9 кг/мм² (0,5-1,5 от предела текучести матрицы при температуре прессования) в течение 0,5 ч. Затем давление сбрасывают до величины 0,1-1,0 кг/мм² и прессуют на второй стадии при 440-520^оС (т. е. при 0,85-0,95 от температуры солидуса матрицы) в течение 0,25-1,00 ч. По такой же технологии получены заготовки композиционного материала с волокнами карбида кремния и матрицей алюминиевого сплава АВ. После прессования из полученных заготовок вырезают образцы, которые испытывают на растяжение. Режимы прессования и полученные значения предела прочности приведены в таблице. Для сравнения изготавливают заготовки из того же плазменно-напыленного полуфабриката, состоящего из сплава АМг6 и волокон бора, по известному способу однооперационным горячим прессованием. При двухстадийном прессовании на первой стадии формируется механический контакт между волокном и матрицей, происходит уплотнение материала матрицы. На второй стадии процесса происходит взаимная диффузия компонентов волокна и матрицы, образование переходного слоя и увеличение прочности границы раздела. Из данных, приведенных в таблице, двухстадийное прессование позволяет повысить прочность композиционного материала на 10-20% по сравнению с прочностью композиционного материала, полученного по известному способу.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ, включающий сборку заготовки из волокна и матрицы и последующее горячее прессование, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, горячее прессование проводят в две стадии, причем на первой стадии при температуре 0,6 0,8 от температуры солидуса матрицы и давлении 0,5 1,5 от предела текучести матрицы при данной температуре, а на второй стадии при температуре 0,85 0,95 от температуры солидуса матрицы и давлении 0,1 1,0 кгс/мм² в течение 0,25 1,0 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1