Способ изготовления изделий из композиционного материала

 

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов, например плит для защиты быстроизнашивающихся поверхностей желобов пропуска сыпучих материалов или каналов пропуска газопылевых потоков и др. Предложен способ изготовления изделий из композиционного материала, включающий приготовление смеси компонентов и заполнение формы для получения изделий. При этом смесь компонентов композиционного материала приготавливают путем засыпки наполнителя, разогретого выше температуры плавления металла матрицы в расплавленный металл матрицы, а затем этой смесью заполняют форму. Техническим результатом изобретения является возможность проводить процесс в любой атмосфере, в том числе на воздухе, а при изготовлении крупногабаритных изделий устраняется необходимость предварительного прогрева формы.

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов, в частности к способам изготовления изделий с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Известен способ, согласно которому форму заполняют твердым заполнителем, после чего форму с заполнителем разогревают до температуры, превышающей температуру плавления металла матрицы, а затем поверх разогретого заполнителя заливают металл матрицы, который расплавляется в отдельном агрегате. После заливки металл матрицы пропитывает засыпанный в форму заполнитель. После остывания материал изделия представляет собой плотную металлокерамическую массу /1/.

Недостаток этого способа заключается в необходимости проводить пропитку в среде неокисляющего газа.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, согласно которому форму заполняют предварительно перемешанными зернами заполнителя с порошком металла матрицы. После заполнения форму помещают в печь и нагревают до расплавления металла матрицы. После расплавления металл сливается в сплошную массу и образует матрицу композиционного материала /2/.

Этот способ также имеет недостатки. К ним относятся трудность истечения остаточного воздуха из глубоких слоев изделия, а следовательно, образование пор в матрице и возможность окисления металла матрицы, особенно в случаях, когда композиционный материал в качестве матрицы имеет алюминий, алюминиевые сплавы и другие легкоокисляющиеся металлы.

В основу предлагаемого изобретения положена задача создания способа изготовления изделий из композиционных материалов с матрицей из алюминия или других легкоокисляющихся металлов и их сплавов.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления изделий из композиционного материала, включающем приготовление смеси компонентов композиционного материала и заполнение формы для получения изделия, согласно изобретению смесь компонентов композиционного материала приготавливают путем засыпки заполнителя, разогретого выше температуры плавления металла матрицы, в расплавленный металл матрицы, а затем этой смесью заполняют форму.

При этом масса металла не подвергается разделению на мелкие потоки (как при пропитке) или мелкие частицы (как при смешивании порошков) и поэтому мало подвержена окисляющему действию газов, что позволяет проводить процесс в любой атмосфере, в том числе на воздухе.

Кроме этого, предлагаемый способ позволяет упростить процесс изготовления формы. Например, при изготовлении толстостенных изделий исчезает необходимость прогрева формы, а в случае изготовления изделий сложной формы форму перед заполнением ее массой можно прогревать не в печи, а путем размещения нагревательных элементов внутри формы, что особенно важно при изготовлении крупногабаритных изделий.

Пример: расплавляют алюминий (лом, отходы и вообще любые куски алюминия). В чашу с расплавленным алюминием засыпают корунд, который предварительно разогревают до температуры 660 - 700^oC. Зерна корунда (размер частиц зависит от требуемого качества материала) тонут в расплаве алюминия. Образовавшейся смесью заполняют форму, например прямоугольный ящик. После остывания получается плита из композиционного материала. Эта плита пригодна для защиты (бронировки) быстроизнашивающихся поверхностей, таких, как течки для питателей, желоба для пропуска сыпучих материалов, стены каналов для пропуска газопылевых потоков и др.

Источники информации: 1. Патент РФ N 1838441.

2. Авт. св-во СССР N 1836478.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий из композиционного материала, включающий приготовление смеси компонентов и заполнение формы для получения изделий, отличающийся тем, что смесь компонентов композиционного материала приготавливают путем засыпки наполнителя, разогретого выше температуры плавления металла матрицы в расплавленный металл матрицы, а затем этой смесью заполняют форму.