Способ получения композиционного материала,армированного волокнами

Авторы патента:

БОРИСОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

СОКОЛКИН ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ

СКУДРА АЛЬБЕРТ МАРТЫНОВИЧ

ЛЮДАГОВСКИЙ АНДРЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

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, армируемых волокнами. Цель изобретения - повышение межслоевой сдвиговой прочности. Данный способ получения композиционного материала включает сборку пакета путем укладки волокон между пластинами с легкоплавким покрытием, нагрев до температуры плавления легкоплавкого покрытия, сжатие, выдержку и охлаждение. Перед сборкой пакета пластины гофрируют, в гофрах выполняют ряды параллельных прорезей, между прорезями соседние полоски пластин выгибают в разные стороны, укладывают пластины в пакет друг на друга выступающими полосками одного листа во впадины другого листа с зазорами между ними, при этом грани выступающих полос находятся в контакте, а укладку волокон проводят в зазоры между пластинами. Данный способ обеспечивает повышение межслоевой сдвиговой прочности по сравнению с прототипом в 1,2-5,3 раза. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4142521/31-02 (22) 04. 11. 86 (46) 07.04.89. Бюл. - 13 (71) Пермский политехнический институт (72) В.А. Борисов, Ю.В.Соколкин, А.М.Скудра и А.В.Людаговский (53) 621.763(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 432973, 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 области получения композиционных материалов, армируемых волокнами. Цель изобретения вЂ” повьппение межслоевой сдвиговой прочности. Данный способ получения

Изобретение касается получения композиционных материалов, армированных волокнами, используемых в различных областях машиностроения.

Цель изобретения вЂ” повышение межслоевой сдвиговой прочности композиционного материала.

Данный способ получения композиционного материала, армированного волокнами, включает сборку пакета путем ,укладки волокон между пластинами с легкоплавким покрытием, нагрев до температуры плавления легкоплавкого покрытия, сжатие, выдержку и охлаждение, причем перед сборкой пакета пластины гофрируют, в гофрах выполняют ряды параллельных прорезей, меж„„SU 14708 1 (5g < С 22 С 1 09 В 22 Р 7/02 композиционного материала включает сборку пакета путем укладки волокон между пластинами с легкоплавким покрытием, нагрев до температуры плавления легкоплавкого покрытия, сжатие, выдержку и охлаждение. Перед сборкой пакета пластины гофрируют, в гофрах выполняют ряды параллельных прорезей, между прорезями соседние полоски пластин выгибают в разные стороны, укладывают пластины в пакет друг на друга выступающими голосками одного листа во впадины другого листа с зазорами между ними, при этом грани выступаюпдх полос находятся в контакте, а укладку волокон проводят в зазоры между пластинами. Данный способ обеспечивает повьппение межслоевой сдвиговой прочности по сравнению с прототипом в 1,2-5,3 раза. 2 ил.

2 ду прорезями соседние полоски пластин выгибают в разные стороны, укладывают пластины в пакет одна на другую выступающим полосками одного листа во впадины другого листа с зазором между ними, при этом грани выступающих полосок находятся в контакте, а укладку волокон проводят в зазоры между пластинами.

На фиг. 1 и 2 показаны пластины для осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Пластины 1 иэ фольги титана ВТ-4 толщиной 0,2 мм покрывают покрытием 2 сплавом состава: алюминий 90; :Ag 10. Пластины 1 с покрытием 2 гофрируют (фиг. 1), 1470801

Ширина гофр 10 мм, высота гофр 5 мм.

-, Затем в гофрах 3 выполняют параллельные прорези 4. Между прорезями образуются полоски 5. Соседние полоски

5 выгибают в разные стороны. После этого укладывают 20 пластин 1 в пакет (фиг. 2) одна на дРугую так, чтобы боковые грани 6 выступающих полос

5 находились в контакте и выступающие полосы одного листа входили so впадины между выгнутыми полосами другого листа с зазором 7 между ними. Затем в зазоры между пластинами 1 укладывают углеродный жгут "Урал-Н". Пдсле этого пакет пластин подвергают нагреву до 800 С, сжимают 5 кг/см и охлаждают до комнатной температуры.

В результате изготовления композиционного материала по предлагаемому способу предел текучести в межслоевых зонах повысился в несколько раз.

Если предел текучести алюминиевого состава 6 = 15 кгс/мм, а предел .те(ле) о,г кучести титановой фольгиб „ ;-80кгс/мм, увеличение ме>кслоевой прочности композита по сравнению с известным способом составило Х = -- -„ -, - 5 3. (Л

%»е,>

Пример 2. Пластины однонаправленного препрега углеродной ленты ЛУ-П-0,1, пропитанной связующим

УП-612.Ширина гофр 10 мм высота гофр

5 мм. Затем в гофрах выполняют параллельные прорези, шириной 10 мм с шагом 5 мм, расстояние между соседними гофрами двух параллельных рядов 2 мм.

Между прорезями образуются полоски.

Соседние полоски выгибают в разные стороны. После этого укладывают 20 пластин в пакет друг на друга так, чтобы боковые грани выступающих полос находились в контакте и выступающие полосы одного листа входили во впадины между вьп нутыми полосами другого листа с зазором между ними. Затем в зазоры между пластинами полосами вводили углеродный жгут "Урал-Н".

После этого пакет пластин подвергали нагреву до 160 С в течение 4 ч под давлением 5 кгс/см и охлаждали до комнатной температуры. Испытывалось пять образцов. .Межслоевой сдвиг

"сд (2у15 2 О, 2,36 2ф4, 2,25) кгс/MN â сд средне = 2,23 кгс/мм .

15 Предлагаемый способ по сравнению, с известным обеспечивает увеличение сдвиговой (межслоевой) прочности в

1,2 раза.

2О Формула изобретения

Способ получения композиционного материала, армированного волокнами, включающий сборку пакета путем ук25 ладки волокон между пластинами с легкоплавким покрытием, нагрев до температуры плавления покрытия, сжатие, выдержку и охлаждение, о т л ивЂ” ч а þ ù è é с я тем, что, с целью

30 повышения межслоевой сдвиговой прочности, перед сборкой пакета пластины гофрируют, в гофрах выполняют ряды параллельных прорезей, соседние полоски пластин между прорезями выгибают в разные стороны, при сборке пакета пластины укладывают одна на другую, выступающими полосами одного листа во впадины другого листа с зазором между ними и контактом между

4О гранями выступающих полос,а при укладке волокон их помещают в зазоры между пластинами.

1470801 . Составитель Е.Хромушина

Редактор Н. Рогулич Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Заказ 1556/31 Тираж 576 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ получения композиционного материала,армированного волокнами

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 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.

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.