К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 09. 10.75 (21) 2178919/01 с присоединением заявкивЂ” (23) ПриоритетвЂ” (43) Опубликовано 30.10.76. Бюллетень М 40 (45) Дата опубликования описания 12.11.76 (51) М К ч е С 22 С 1/09

С 22 С 14/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.295 781 71:621.762 (088.8) (72) Авторы изобретения K. И. Портной, С. Е. Салибеков, В. М. Чубаров, В. В. Сахаров, Л. В. Грачев, Н. Н. Никитина, В. К. Следков, Г. А. Красильников, И. Л. Светлов, М. М. Мартынова, A. И. Хорев, В. Ф. Калугин и Е. В. Самарин (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Титановый сплав 10 вЂ” 35

Алюминий 30 вЂ” 50

Борное воло!кно 30 вЂ” 50

Борное волокно 35 вЂ” 45

Алюминий 15 вЂ” 29

Титановый сплав Остальное

Изобретение относится к,композиционным материалам, "îòîðûå могут быть использованы B авиационной и космической технике.

Из вестен композиционный материал, состоящий из алюминиевой или титановой матрицы, армированной барным волокном (1 j.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является композиционный материал, имеющий следующий состав, /о..

Борное волокно может быть покрыто карбидом кремния.

Материал получают методом намотки борного волокна на поверхность фольги из тита нового сплава, последующего нанесения на поверхность фольги и.намотанного на нее борного волокна методом .плазменного напыления слоя алюми ниевого сплава, сбор ки полученHbIx та.ким образом монослойных лент в пакет и их диффузионного соединения методом горячего прессования.

Известный материал содержит в составе матрицы довольно большое количество сравнительно малопрочного алюминиевото сплава и при,высоких (-500 С) температурах из-за сильного разупрочне ия алюминиевого сплава имеет низкие прочностные свойства в направлениях, отличных от нгправлеиия укладки борыого волокна. Другим недостатком известного материала является то, что борные волокна в нем соприкасаются с поверхностью титановой фольги. Это приводит,к тому, чт в процессе его работы длительное:время при высоцких (400 вЂ” 500 С) температурах .происходит взаимодействие титана с борным волокном, приводящее к потере й1рочности и деградациии волокна.

Целью изобретения является повышение про енoсти композиционного материала пр:.t температурах до 500 С.

Для достижения указанной цели предло жен композиционный материал с матрицей из титанового и алюминиевого сплава и упрочнителем из однонаправленно,о борного. волокна, который отличается от известного тем, что содержит компоненты,B следующих соотношениях, об. "/о:

При этом борное волокно, окруженное алюминиевой составляющей матрицы, не имеет непосредстветеного,контакта с титановым

533654

Сплав ВТ23 38,7

Алюминий 24,7

Борисе волакно Зб,б

Таблица 1

Содержание компонентов, об.

Предел прочности, кг/мм2 поперек волокна вдоль волокна при температуре, С титановый, сплав борное волокно ал оминпй

500 20

500!

35,5 ) 74,8 44,3

81,2,49,4

80,4 55,9

29,3

92,3

35,2

30,3

39,9 ) (44,8 ) 44,7

15,4

106,8

33,8

38,3

16,9

104,2

38,0

29,3

35,5 ) 35,2

91,8

80,3

39,!

47,4

84,9

44,7

15,4

39,92) 104,7

51,2

41,2

44,8 ) 16,9

29,3! 15,4

38,3

105,9

82,1 о7,0

46,8

35,2

35,5 ) (39,92) 942 624

107,1 68,3

44,1

23,9

44,7

26,1

48,4

38 3 ) 16 9 44 82) 105,8

67,2

55,6

29,5

60,4 41,2 (35 14) 15,3 49,6 ) 98,9

76,3

Титановый сплав ВТ23, содержащий, вес. %;

4 вЂ” 5 А!, 1,5 вЂ” 2,5 Мо, 4 вЂ” 5 1, 0,8 вЂ” 1,4 Cr, 0,4 вЂ” 0,8 Fe, остальное титан.

Титаповын сплав ВТ1 5, содержащий, вес. %:

2,3 вЂ” 3,6 А1, 6,8 вЂ” 8,2 Мо, 9,5 вЂ” 11,0 Cr, остальное титан.

Титановый сплав ВТ6, содержащий, вес. %:

5,5 вЂ” 6,8 А1, 3,8 вЂ” 4,8 1, остальное титан.

Борное волокно с покрытием пз карбида кремния толщиной 2 вЂ” 4 л>кль

2) 4) сплавом. Наряду с борным волокном без покрытия может применяться бор ное волокно с по!!ерытием, иапример из карбида кремния.

Повышенное аодержание,в м атрице титанового сплава поз воляет значительно повысить;Ilðo÷ío ñòü композиционного материала в направлениях, отличных от направления укладки борного воло кна, а также iB направлении укладчики воло!кна при температурах до

500 С.

Применение алюминия, окружающето борные волокна, исключает непосредственный контакт, а следовательно и взаимодействие титана с борнььм волокном, и разу прочнецие послед него в процессе получения материала и его эксплуатации !гари высо!ких температурах. Это позволяет применять m качестве упрочнителя наряду с борным волокном, IIQIKpblтым нарбисдом кремния, борное во IoiKHo без

DOIKP bI THH.

Пример. Для изготовления композиционно го материала, применялась фольга титанового сплава ВТ23 толщиной 50 мкм, борное BQJlotNHQ диаметром 0,1 мм, уложенное в одном на!правлении с шагом 0,12 мм, и алюминиевая фольта АД1 толщиной 20 мкм. Из указанных,компоне>итров набирался .пакет, состоящий из чередующихся слоев фольги тита нового сплава, алюминия и бор!ного волоа<на, уложенных таким образом, что в,контакте с барным волокном находилась только фольга алюминия.

Из получен!ного таким образом па,кета методом диффузионной сварки под давле нием в вакууме получали композиционный материал по следующему режиму: температура 580 С; удельное давление прессования

500 кг/см, время выдержки 10 вЂ” 12 мин; вакуу м 1х10 " мм рт. ст.

Коем!позиционный материал содержал, 10 об %.

Полученный композиционный материал имел предел !прочности в налравлении укладки борного воло!кна при 20 С вЂ” 86,2 и при

500 С вЂ” 72,6 кг/мм2, а в поперечном направ20 ленин при !20 С 44,3 и при 500 С

30,2 кг/мм .

Применяя фольгу титанового сплава и алюминия различ ной толщины и изменяя шаг укладки б орного волокна по режим!у, 25 при веденному iB примере, получали:композиции с однонаправленной укладкой волокна и различным содержанием компонентов. При этом применялись фольги из различных титановых сплавов и борные волокна без Ilo30 !крытия и с покрытием из карбида кремния.

Составы композиций и результаты их испытаний приведены в табл. 1.

533654 ного материала.

Таблица 2

Предел прочности, кг/л м-

Содержание компонентов, об. вдоль волокна поперек волокна при температуре, С борное волокно ) алюминий титан

400

200

300

17,6

110

42 ) 16

43 ) 73

33з) 108

43,4

31 ) 36

6,3

48З) !

4,8

26,5

4 (3) 25

40) 18,9

8,6

35 ) ЗЗ4) 44,5

34,5

32 47З) 15

21,8

13,1

216) 28,9 23,2

З5) 20,4

39 ) 19

":) Борное волокно с покрытием из карбида кремния толщиной 2,5 вЂ” 4,2 лкм. ) Алюминиевый сплав, содержащий, вес. /о..

4,5 Сн, 1,5 Mg, 0,6 Мп, остальное алюмпни|ь ) Алюминиевый сплав, содержащий, вес.

9 Si, остальное алюминий. ) Алюминиевый сплав, содержащий, вес. %:

1 Мд, 0,5 Si, остальное алюминий.

4) Титановый сплав, содержащий, вес. %:

6 А1, 4 V, остальное титан. ) Алюминиевый сплав, содержащий 6,3 вес. % Cu. ) Сплав,6 вЂ” Ti.

Алюминий

Bopíoå волокно

Титановый сплав

15 вЂ” 29

35 вЂ” 45

Остальное

Составитель В. Нарва

Редактор Е. Шепелева Текред В. Рыбакова Корректор И. Симкина

Заказ 955/1461 Пзд. ¹ 1739 Тираж 764 Под шсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент».

Для сопоставления в табл. 2 приведены составы и свойства известного композиционСопоста!вление данных, приведенных в табл. 1 и 2, показывает, что при наличии прочности в направлении укладчики BOJIOKHB, сохра няющейся на хорошем уровне до тем пературы 500 С, предложенный композиционный материал имеет высокую !прочность в направлении, перпендикулярном направлению укладки волокна как при комнатной, так и при теипературе 500 С и значительно (вплоть до 2 раз) .превышает аналогичную характеристи ку известного материала при температуре

400 С.

Формула изобретения

Композиционный материал, содержащий титановый сплав, алюминий и борное волокно, отличающийся тем, что, с .целью повышения прочности,при температурах до

500 С, он содержит компоненты в следующих соотношениях, об. %:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Light Ме1а1 Age», 1970, 28, № 7 вЂ” 8, с. 12 вЂ” 13.

2. Патент США № 3575783, 161 вЂ” 143, 1971.

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 получения композиционного материала, армированного волокнами // 1470462

Изобретение относится к области получения композиционных материалов

Способ получения композиционного материала,армированного волокнами // 1470801

Изобретение относится к области получения композиционных материалов, армируемых волокнами

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.

Гибкий проводник имплантируемого электростимулятора, способ его изготовления и заготовка для его изготовления // 997102