Способ получения слоистого металлостеклопластика

Изобретение относится к области получения композиционных слоистых материалов и касается способа получения слоистого металлостеклопластика. В соответствии со способом укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух металлических листов встык. При укладке между металлическими слоями помещают на металлические листы по меньшей мере два слоя препрега, которые укладывают с различной ориентировкой армирующих волокон, при этом в каждом металлическом слое металлические листы укладывают таким образом, что стыки соседних металлических слоев смещены на расстояние, определяемое соотношением L/n, где L - длина используемого металлического листа, м; n - количество металлических слоев в сборке. Изобретение обеспечивает создание слоистого материала большой площади с повышенной однородностью прочностных свойств и высокими усталостными характеристиками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к способу получения слоистого металлостеклопластика из металлических листов и уложенных между ними армированных волокнами полимерных слоев и может найти применение преимущественно для изготовления основных элементов планера самолета и их ремонта и для изделий транспортного машиностроения, а также в качестве внутреннего набора для компонентов самолета или космического корабля.

Формованные детали, выполненные из слоистого материала, содержащего по меньшей мере один металлический лист и один наложенный на него армированный волокнами полимерный слой называемый иногда металлоламинатом или волоконно-металлическим слоистым материалом, все больше и больше используются в промышленности, например в транспортной, в автомобилях, поездах, самолетах и космических кораблях. Такие слоистые материалы могут применяться, например, для крыльев, фюзеляжа и хвостовых панелей и/или других панелей для обшивки самолета и, обычно, обеспечивают улучшенную усталостную прочность компонентам самолета. Одним из требований, предъявляемым к таким материалам, является возможность их изготовления с большими геометрическими размерами в плоскости и однородными прочностными характеристиками по всему объему.

Известен слоистый композиционный материал, состоящий из чередующихся листов алюминиевого сплава и слоев стеклопластика на основе термореактивного связующего и армирующего наполнителя. В качестве алюминиевого сплава он содержит высокомодульный сплав пониженной плотности с содержанием лития более 1,5 мас.%, а армирующий наполнитель выполнен в виде однонаправленной стеклоткани с основой из высокопрочных стеклянных волокон и с утком из волокон легкоплавкого полимерного материала (RU 2185964, опубликовано 27.07.2002 г.). Недостатком известного материала является ограничение возможных размеров по площади при его изготовлении.

Известен способ получения слоистого материала, позволяющий получать изделия большой площади. Материал состоит из расположенных попеременно по меньшей мере двух металлических слоев и по меньшей мере одного пластмассового слоя, заключенного между ними. Каждый из металлических слоев содержит по меньшей мере две секции, которые прикреплены друг к другу в месте соединения наложением клея. При этом наложение двух секций одного металлического слоя смещено относительно наложения двух секций другого металлического слоя (RU 2268820, опубликовано 27.01.2006 г.). Недостатком известного материала является отсутствие однородных прочностных характеристик по всей площади изделия. В областях соединения секций между собой прочность оказывается ниже, чем на других участках.

Известен способ получения слоистого материала, позволяющий получать изделия большой площади. Материал состоит из нескольких секций слоистого материала сращиваемых вместе с помощью оригинального стыкового соединения, предусматривающего небольшое смещение входящих в его состав слоев металла и пластмассового связующего относительно друг друга по площади и по толщине (RU 2353525, опубликовано 27.04.2009 г.). Недостатком известного материала является неоднородность прочностных характеристик по всей площади изделия. В местах соединения секций между собой прочность оказывается ниже, чем на других участках. При этом стыковое соединение имеет сложную конструкцию и формирование ее достаточно сложно технологически.

Наиболее близким аналогом является способ получения слоистого алюмостеклопластика, позволяющий получать изделия большой площади. Алюмостеклопластик состоит из нескольких секций слоистого материала, сращиваемых в один путем чередования установленных встык металлических листов с прокладкой между ними слоев клеевого вещества, в качестве которого может быть использован армированный стеклопластик или эпоксидная смола (US 5567535, опубликовано 27.10.1996 г.). Стыки металлических листов в различных слоях смещены относительно друг друга на расстояние d1, равное от 10 до 150 толщин металлического листа, примерно от 0.2 до 0.5 мм. Кроме того, стык между листами может быть закрыт внахлест небольшой полоской металла шириной в 10-60 толщин металла, т.е порядка 2,0-30,0 мм.

В прототипе стыки в соседних металлических слоях расположенны близко друг к другу, поэтому в месте соединения будут более низкие прочностные характеристики, чем в основном материале.

Техническая задача изобретения - создание слоистого материала большой площади с улучшенными механическими свойствами.

Технический результат изобретения - создание слоистого материала большой площади с повышенной однородностью прочностных свойств и высокими усталостными характеристиками.

Поставленный технический результат достигается с помощью способа соединения слоистых металлостеклопластиков, согласно которому укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух металлических листов встык, при укладке между металлическими слоями помещают на упомянутые металлические листы по меньшей мере два слоя препрега, отличающегося тем, что в каждом металлическом слое металлические листы укладывают таким образом, что стыки соседних металлических слоев смещены на расстояние, определяемое соотношением L/n, где L - длина используемого металлического листа, м; n - количество металлических слоев в сборке.

Предпочтительно, препрег включает связующее на эпоксидной основе и волокнистый наполнитель из стеклянных волокон или стеклоткани.

Предпочтительно, слои препрега между металлическими слоями укладываются с различной ориентировкой армирующих волокон.

Отличительными от прототипа признаками являются:

- размещение отдельных уложенных встык листов в слое металла так, что каждый из стыков листов соседних металлических слоев смещен относительно друг друга на расстояние, определяемое соотношением L/n, где L - длина используемого металлического листа, n - число металлических слоев в пакете;

- размещение между металлическими листами по меньшей мере двух слоев препрега с различно ориентированными в нем волокнами;

Размещение отдельных уложенных встык листов в слое металла так, что каждый из стыков листов соседних металлических слоев смещен относительно друг друга на расстояние, определяемое соотношением L/n, также позволяет обеспечить повышение однородности прочностных характеристик по его объему. Дополнительным преимуществом является размещение между металлическими листами по меньшей мере двух слоев препрега с различно ориентированными в нем волокнами, что позволяет дополнительно повысить однородность прочностных характеристик по его объему. Действительно, если волокна в препреге ориентированы в одном направлении, то возникает анизотропия механических свойств. Если же волокна в соседних слоях препрега ориентированы под углом к друг другу, то анизотропия уменьшается.

Настоящее изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан в разрезе вариант конструкции металлостеклопластика с пятью слоями (фрагмент).

На фиг. 2 показан в разрезе вариант конструкции металлостеклопластика с семью слоями (фрагмент).

Изобретение поясняется различными примерами осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. В опытном производстве был изготовлен пятислойный металлостеклопластик габаритами 650×650 мм, содержащий три металлических слоя 1, например, из стали, для сильно нагруженных элементов конструкций (фиг. 1). Перед формованием поверхность металлических листов подвергалась подготовке по технологической схеме в зависимости от марки стали. Листы после подготовки поверхности помещали на плиту и затем выполняли послойную укладку металлических слоев (1) и слоев армированного стеклопластика, состоящего из двух монослоев препрега (3) с различной ориентировкой волокон (2). Металлические слои состояли из отдельно уложенных встык стальных листов длиной L. Причем каждый из стыков 4 листов соседних металлических слоев 1 смещен относительно друг друга на расстояние L/n длины листа (где n - количество металлических слоев). В данном случае n=3.

Формование пакета металлостеклопластика проводили автоклавным способом (автоклав «Шольц» с рабочим пространством ∅ 800×2000 мм) при повышенной температуре отверждения модифицированного связующего.

Пример 2. В опытном производстве был изготовлен пятислойный металлостеклопластик габаритами 650×650 мм, содержащий три металлических слоя (1) - верхний и нижний из алюминиевого сплава, средний - из титанового сплава для повышения огнепроницаемости в противопожарных перегородках. Перед формованием поверхность металлических листов подвергалась обезжириванию, травлению, анодному окислению в хромовой или фосфорной кислотах, далее поверхность листов покрывалась адгезионным грунтом с помощью распылителя. После подготовки поверхности металлических листов осуществлялась послойная укладка металлостеклопластика на плите. При этом металлические слои состояли из отдельных уложенных встык листов (4) длиной L. Между металлическими слоями укладывался армированный стеклопластик, состоящий из двух монослоев препрега (3). Причем каждый из стыков листов соседних металлических слоев смещен относительно друг друга на расстояние L/n длины листа (где n - количество металлических слоев). В данном случае n=3.

Формование пакета металлостеклопластика осуществлялось по аналогии с примером 1.

Пример 3. Семислойный металлостеклопластик, изготовленный по аналогии с примером 2, содержит пять металлических слоев (1), например, из алюминиевого сплава, для снижения веса конструкции (фиг. 2). Каждый из металлических слоев состоит из отдельных уложенных встык (4) листов. Между металлическими слоями (1) укладывают армированный стеклопластик, состоящий из трех слоев препрега (3) с различно ориентированными в них волокнами (2), а каждый из стыков (4) листов соседних металлических слоев смещен относительно друг друга на расстояние L/n длины листа (где n - количество металлических слоев). В данном случае n=4.

Пример 4. По аналогии с примером 2 изготавливался пятислойный металлостеклопластик, состоящий из трех металлических слоев, из листов титанового сплава, предназначенный для работы в условиях повышенных температур и нагрузок. Подготовка металлических листов, укладка и формование пакета металлостеклопластика осуществлялись аналогично изложенному в примере 2.

Изготовление металлостеклопластика осуществляется по любой известной технологии.

1. Способ получения слоистого металлостеклопластика, в котором:

укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух металлических листов встык,

при укладке между металлическими слоями помещают на упомянутые металлические листы по меньшей мере два слоя препрега,

отличающийся тем, что слои препрега между металлическими слоями укладывают с различной ориентировкой армирующих волокон, при этом в каждом металлическом слое металлические листы укладывают таким образом, что стыки соседних металлических слоев смещены на расстояние, определяемое соотношением L/n,

где L - длина используемого металлического листа, м;

n - количество металлических слоев в сборке.

2. Способ получения слоистого металлостеклопластика по п. 1, отличающийся тем, что препрег включает связующее на эпоксидной основе и волокнистый наполнитель из стеклянных волокон или стеклоткани.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии изготовления деталей из композиционных материалов в единичном производстве, в частности к контактному способу формирования изделий из стеклоткани.

Изобретение относится к авиастроительной промышленности, в частности к слоистым металлополимерным композиционным материалам, и касается композиционного слоистого материала с комплексной системой антикоррозионной защиты.

Изобретение относится к области создания многослойных полимерных пленочных покрытий для применения в составе изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе, когда формирование полимерного покрытия и изделия из ПКМ происходит за один технологический цикл, а также для нанесения полимерных покрытий на металлические материалы, которые могут быть использованы в авиационной, машино-, авто-, судостроительной промышленности.

Изобретение относится к слоистым композиционным материалам для использования в авиационной и машиностроительной промышленности и касается способа соединения слоистого алюмостеклопластика.

Изобретение относится к авиастроительной промышленности, в частности к слоистым металлополимерным композиционным материалам, и касается композиционного слоистого материала и способа его получения.

Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к углерод-углеродному композиционному материалу, и может использоваться при изготовлении жидкостных ракетных двигателей.

Заявленные изобретения относятся к вариантам цельной конструкции и к способам их изготовления. Цельная конструкция включает многослойный металловолокнистый лист, содержащий неметаллические и металлические слои, крайний внутренний металлический слой и добавочный слой, присоединенный к крайнему внутреннему металлическому слою путем сварки трением с перемешиванием.

Изобретение относится к производству подкровельных покрытий в виде плоских конструктивных элементов, располагающихся под водоотводящим кровельным покрытием. .

Изобретение относится к элементу из минеральной ваты, способу его изготовления и способу изоляции криволинейных поверхностей, а также к устойчивой к ветровой нагрузке строительной конструкции.

Группа изобретений относится к композитным столбчатым конструкциям и может быть использована в авиакосмической промышленности. Опорная стойка (20) содержит трубчатый стержень (34) из армированного волокнами полимера и гофрированную рукавообразную арматуру (36) вокруг стержня.

Изобретение относится к многослойной теплоизоляционной плите для фасадов зданий. Теплоизоляционная плита включает высокоэффективный изолирующий слой, расположенный по меньшей мере на одной стороне с облицовкой, и базовый слой, расположенный по меньшей мере на одной из поверхностей облицовки, в которой базовый слой выполнен на основе полиизоцианата, при этом высокоэффективный изолирующий слой представляет собой жесткую полиуретановую или полиизоциануратную пену, а облицовка выполнена из алюминия или бумаги.

Изобретение относится к панелям с противопожарными свойствами. Панель (22) содержит металлическую облицовку (12, A), изоляционный слой (D) пеноматериала и по меньшей мере один противопожарный слой (B, C) между металлической облицовкой (12, A) и изоляционным слоем (D) пеноматериала.

Изобретение относится к первичной упаковке для мягких желатиновых капсул, содержащих липофильную основу и микроорганизмы, в форме блистерных упаковок или пакетов-саше, содержащих непроницаемый многослойный материал.
Изобретение относится к способу обработки стальной ленты или стального листа с металлическим покрытием средством для последующей обработки. Средство для последующей обработки содержит по меньшей мере один полиалкиленгликоль и флуоресцирующий антиоксидант, который является флуоресцирующим при возбуждении светом при флуоресцентной спектроскопии.
Изобретение относится к новой конструкционной панели, используемой в качестве покрытий, шумовиброизоляционной, теплоизоляционной панели. Панель выполнена из композиции, содержащей эпоксидную смолу на основе блок-олигомера с длинной цепью, содержащего в своем составе ароматические звенья, отвердитель на основе алифатических полиаминов или полиаминоамидов и вспениватель на основе полиэтилгидросилоксана.

Изобретение относится к многослойным полимерным пленочным материалам, которые могут быть использованы в оконном остеклении строительных конструкций и транспортных средств и касается прозрачной многослойной пленки.

Изобретение относится к металлическим листам, предназначенным для изготовления деталей, в частности деталей транспортных средств. Способ изготовления сборки, содержащей соединенные с помощью клея металлические листы, включает по меньшей мере следующие стадии: создания стальной подложки, имеющей две поверхности, на каждую из которых нанесено металлическое покрытие, полученное методом горячего погружения подложки в ванну с расплавом и охлаждением, причем каждое металлическое покрытие включает цинк, 0,7-6 мас.

Настоящее изобретение относится к области ламинатов, в частности к многослойному материалу, подходящему для формирования контейнеров, способных сохранять обычно "сложные в хранении" химические композиции, такие как краски для волос, зубные пасты, продукты питания, кремы, составы для ухода за кожей и косметические составы.

Изобретение относится к способу соединения элементов (4) стального листа в пакет (11) элементов стального листа, при котором элементы (4) стального листа отделяются от полосы (2) стального листа, снабженной, по меньшей мере, на отдельных участках слоем с отверждающимся полимерным склеивающим веществом (12), в частности вырезаются на штампе, и эти элементы (4) стального листа предварительно соединяются в пакет (11) элементов стального листа, и этот процесс предварительного соединения включает в себя осуществляемую, по меньшей мере, на отдельных участках пластификацию склеивающего вещества (12) и соединение элементов (4) стального листа для объединения их посредством пластифицированного склеивающего вещества (12), по меньшей мере, одного из элементов (4) стального листа, и на последующем этапе пакет (11) элементов стального листа с предварительно соединенными элементами (4) стального листа подается на отверждение склеивающего вещества (12).

Изобретение относится к изделиям, содержащим контейнер для пищевых продуктов или напитков или его часть, к изделиям, содержащим упаковочный контейнер для пищевых продуктов или напитков или его часть, а также к способу формирования контейнера для пищевых продуктов или напитков или его части. Указанные контейнеры имеют металлическую основу и композицию покрытия, нанесенную на, по меньшей мере, часть металлической основы. Композиция покрытия содержит полиэфирный полимер, содержащий, по меньшей мере, 25 мас.% арильных или гетероарильных групп. Композиция покрытия является, по существу, свободной от связанного бисфенола А, бисфенола F, бисфенола S, многоатомных фенолов, имеющих эстрогенную активность, большую или равную активности бисфенола S, и их эпоксидов. Полиэфирный полимер получен взаимодействием ингредиентов, включающих (i) модифицирующий агент (например, диол, более типично многоатомный фенол, более типично двухатомный фенол) и (ii) диэпоксидное соединение (например, полиэпоксид многоатомного фенола, более типично диэпоксид двухатомного фенола). Изобретение обеспечивает получение изделий с покрытиями, проявляющими хорошую гибкость, адгезию, химическую стойкость и защиту от коррозии, имеющими гладкий и равномерный внешний вид, свободный от пузырей и других дефектов. 3 н. и 40 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области получения композиционных слоистых материалов и касается способа получения слоистого металлостеклопластика. В соответствии со способом укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух металлических листов встык. При укладке между металлическими слоями помещают на металлические листы по меньшей мере два слоя препрега, которые укладывают с различной ориентировкой армирующих волокон, при этом в каждом металлическом слое металлические листы укладывают таким образом, что стыки соседних металлических слоев смещены на расстояние, определяемое соотношением Ln, где L - длина используемого металлического листа, м; n - количество металлических слоев в сборке. Изобретение обеспечивает создание слоистого материала большой площади с повышенной однородностью прочностных свойств и высокими усталостными характеристиками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

Наверх