Способ получения композиционных материалов
Владельцы патента RU 2615531:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов, содержащих слой пеноалюминия. Cпособ включает приготовление алюминиевого расплава, перегревание его выше температуры ликвидус. Расплав заливают в нагретую до той же температуры литейную форму. В литейную форму предварительно устанавливают листы из переходных металлов или сплавов на их основе и засыпают гранулами из водорастворимых солей. Листы предварительно покрывают слоем алюминия или алюминиевого сплава и затем активирующим флюсом. После затвердевания композиционный материал извлекают из формы и помещают в воду. Изобретение позволяет повысить прочность сцепления слоев композита за счет уменьшения площади непропаев между слоями композита.
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов, а в частности к производству слоистых композиционных материалов, содержащих слой пеноалюминия.
Известен способ получения слоистых композиционных материалов титан-пеноалюминий (И.С. Полькин / Пеноалюминий будущего - пенокомпозит // Технология легких сплавов №1-2 2008 г., с. 210-211), при котором композит пеноалюминий-титан получают совместной прокаткой пеноалюминия с тонким слоем титана. Наличие титанового слоя повышает механические свойства пеноалюминия. Однако недостатком данного способа является ограниченная номенклатура получаемых изделий, неоднородность пористости в слое пеноалюминия, что снижает качество композита и высокая трудоемкость процесса.
Известен также способ получения слоистых композиционных материалов, который принят за прототип (Способ получения композиционных материалов. Патент РФ №2562279. Зарегистрирован 11 августа 2015 г.), при котором слоистые композиционные материалы, содержащие слой пеноалюминия получают заливкой алюминиевого расплава формы, заполненной гранулами из водорастворимых солей и установленными листами из переходных металлов. Данный способ позволяет расширить номенклатуру получаемых сплавов, снизить трудоемкость и получать слой пеноалюминия с однородной пористостью. Недостатком данного способа является низкая прочность сцепления слоев композита из-за большой площади непропаев между слоями.
Техническим результатом, предлагаемого способа, является повышение прочности сцепления слоев композита за счет уменьшения площади непропаев между слоями.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что перегретый выше линии ликвидус алюминиевый расплав заливают в нагретую до той же температуры форму, заполненную водорастворимыми солями, и установленными листами из переходных металлов или сплавов на их основе, покрытых слоем активирующего флюса.
В отличие от прототипа перед установкой листы покрывают слоем алюминия или алюминиевых сплавов.
Такая совокупность новых признаков с известными позволяет повысить прочности сцепления слоев композита за счет уменьшения площади непропаев между слоями.
Приготавливают алюминиевый расплав и перегревают его выше температуры ликвидус. Расплав заливают в нагретую до той же температуры литейную форму. В литейную форму предварительно устанавливают листы переходных металлов или сплавов на их основе и засыпают гранулами из водорастворимых солей. Листы предварительно покрывают слоем алюминия или алюминиевых сплавов и активирующим флюсом. В качестве сплавов переходных металлов могут применять сплавы на основе железа, или меди, или никеля, или титана, или циркония.
После затвердевания композиционный материал извлекают из формы и помещают в воду. Гранулы растворяются в воде, образуя слой пеноалюминия в композиционном материале.
Предварительное нанесение слоя алюминия или алюминиевого сплава и флюсовая активация поверхности листов переходных металлов или сплавов на их основе, нагрев их до температуры заливки, обеспечивают адгезионную связь между слоями композита, повышает прочность сцепления и уменьшает площадь непропаев между слоями.
Примером применения предлагаемого способа является изготовление слоистого композиционного материала пеноалюминий-титан. Расплав из алюминия перегревают до 760°C.
В металлическую форму устанавливают титановые пластитны, покрытые известными способами слоем алюминия и активирующим флюсом системы KF-AlF3 эвтектической концентрации. Между пластинами засыпают гранулы из хлористого натрия размером 2 мм и нагревают форму до температуры расплава. Форму с титановыми пластинами и гранулами заливают расплавленным алюминием и охлаждают до затвердевания. После затвердевания слоистый композит извлекают из формы и помещают в воду для растворения гранул из хлористого натрия.
При этом повышается прочность сцепления слоев композита за счет уменьшения площади непропаев между слоями композита.
Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.
Способ получения композиционных материалов, содержащих слой пеноалюминия, при котором перегретый выше линии ликвидус алюминиевый расплав заливают в нагретую до той же температуры форму, заполненную водорастворимыми солями и установленными листами из переходных металлов или сплавов на их основе, покрытых слоем активирующего флюса, отличающийся тем, что перед установкой листы покрывают слоем алюминия или алюминиевых сплавов.
