Способ изготовления композиционного материала

 

Использование: изготовление композиционных материалов, в частности металлофторопластов, и может быть использовано в машиностроении, авиации, судостроении. Сущность изобретения: сначала предварительно отформованную заготовку полностью погружают в расплав металла. Затем в последнем осуществляют ее окончательное формование до получения пористого каркаса и пропитку при давлении 5-8 МПа в течение 3-5 мин. После этого сбрасывают давление и осуществляют спекание путем нагрева расплава до температуры спекания фторопласта. Последующее охлаждение полученного композиционного материала производят в том же расплаве металла при охлаждении последнего до температуры, меньшей температуры плавления кристаллитов фторопласта.

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов, в частности металлофторопластов, и может использоваться в машиностроении, авиации, судостроении, химической и пищевой промышленности, а также в других отраслях народного хозяйства.

Известен способ изготовления металлофторопластов, при котором используют наполнение полимера порошками металлов при помощи тщательного смешения, последующего прессования и спекания исходных ингредиентов [1] Известен способ изготовления металлофторопластов путем пропитки металлических пористых каркасов суспензией фторопласта и последующего спекания ([1] с. 180-200).

Указанные способы являются весьма трудоемкими, требуют тщательной подготовки, наличия специального оборудования и технологической оснастки.

Наиболее близким к предложенному является известный способ изготовления композиционного материала, включающий предварительное формование заготовки из порошка фторопласта, окончательное ее формование до получения пористого каркаса из фторопласта, спекание, пропитку при полном погружении каркаса в расплав металла и охлаждение [2] Недостаток известного способа заключается в значительной продолжительности технологического времени изготовления.

Цель изобретения сокращение цикла изготовления металлофторопластовых композиционных материалов за счет исключения предварительного изготовления пористого каркаса, последующего его деформирования для исключения пористости перед пропиткой.

Для достижения указанного технического результата в способе изготовления композиционного материала, включающем предварительное формование заготовки из порошка фоторопласта, окончательное ее формование до получения пористого каркаса из фторопласта, спекание, пропитку при полном погружении пористого каркаса в расплав металла, согласно изобретению сначала предварительно отформованную заготовку полностью погружают в расплав металла, затем в последнем осуществляют ее окончательное формование до получения пористого каркаса и пропитку при давлении 5-8 МПа в течение 3-5 мин, после этого сбрасывают давление и осуществляют спекание путем нагрева расплава до температуры спекания фторопласта и последующее охлаждение в расплаве.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Осуществляют предварительное формование заготовки путем засыпки порошка фотопласта в пресс-форму и уплотнения его для придания заготовке заданной формы. Затем заготовку извлекают из пресс-формы и полностью погружают в расплав металла, который находится в автоклаве при температуре, не превышающей температуру плавления кристаллитов фторопласта. В качестве сырья для приготовления расплава металла может быть использовано олово, свинец, баббит или иной сплав на основе указанных металлов. Автоклав герметизируют, а над поверхностью расплава создают давление 5-8 МПа и выдерживают в течение 3-5 мин. При этом осуществляют окончательное формование заготовки до получения пористого каркаса из фторопласта и пропитку каркаса металлом. В качестве рабочего тела для создания компрессионного давления, необходимого для формования каркаса, может быть использован сжатый азот или инертный газ.

Под действием гидростатического давления обеспечивается равномерное прессование заготовки до необходимой плотности. Временная выдержка необходима для создания равноплотности по всему объему материала каркаса.

После выдержки в течение 3-5 мин компрессионное давление сбрасывают и производят спекание путем нагрева расплава до температуры спекания фторопласта. При этом производят выдержку для полного спекания частиц фторопласта между собой по известным технологическим режимам. Затем нагрев отключают и производят охлаждение полученного композиционного материала в расплаве до температуры, меньшей температуры плавления кристаллитов фторопласта.

Формула изобретения

Способ изготовления композиционного материала, включающий предварительное формование заготовки из порошка фторопласта, окончательное ее формование до получения пористого каркаса из фторопласта, спекание, пропитку при полном погружении пористого каркаса в расплав металла и охлаждение, отличающийся тем, что сначала предварительно отформованную заготовку полностью погружают в расплав металла, а затем в последнем осуществляют ее окончательное формование до получения пористого каркаса и пропитку при давлении 5 8 МПа в течение 3 5 мин, после этого сбрасывают давление и осуществляют спекание путем нагрева расплава до температуры спекания, фторопласта и последующее охлаждение в расплаве.