Способ получения листового материала армированного непрерывными высокопрочными волокнами

О ПИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет по делан изобретений и открытий(53) УДК 621. 77 04 (088 8) Опубликовано 28.02.80, Бюллетень,% 8 Дата опубликования описания 28,02,80 Б, А, Арефьев, В, И, Попов, В, ф, Мануйлов, В, С. Соколов, М. Х, Шоршоров и В. В. Кудинов(54) СПАСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, АРМИРОВАННОГО НЕПРЕРЫВНЫМИ ВЫСОКОПРОЧН ЫМИ ВОЛОКНАМИ Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к получению методом прокатки армированно- го листового материала,Известен способ получения листового5 композиционного материала, например методом горячего прессования, при котором заготовки для сборки пакетов под деформацию получают методом плазменного напьгления, позволяющим жестко фиксировать волокно, уложенное с необходимым шагом.Однако заготовки, изготовленные по такому способу, не позволяют деформировать паке 15 ты, например прокаткой вдоль волокон, без разрушения волокон в очаге деформации. Это можно объяснить отсутствием зазора между волокном, который заполнен в процессе напыления металлом матриц, а в процессе деформации всякое перемещение металла матрицы вдоль волокон вызывает возникновение раетягивающих напряжений в волокне, которые разрушают последнее,Известен способ, гозволяющий получить заготовки-моноленты, которые, будучи собранные в пакет, позволяют проводит деформацию пакета, например, способом прокатки как вдоль, так и поперек волокон, Согласно такому способу предварительно получают заготовки-моноленты путем намотки упрочняющих волокон с необходимым шагом на барабан, покрытый фольгой нз материала матрицы, и укрепляют их на фольгу клеем, например, акрильйого типа, Затем многослойные заготовки разрезают на необходимые размеры и собирают в пакет, состоящий из чередующихся слоев моно- лент и фольги из матричного материала, Собранный пакет помещают в обкладки из менее пластичного материала, чем материал матрицы, например из нержавеющей стали, Пакет, нагревают и прокатывают за несколько проходов до окончательного размера со скоростью 25-30 см/мин,К недостаткам известного способа необходимо отнести низкое качество получения композиционного листового мдте-ваала за счет разориентации волокон приПрокатка за один проход обеспечивыгорании клея в печи нагрева под про- вает минимальную зону контакта металкатку. Кроме того, прокатка за несколько ла матрицы с волокном в очаге деформа"проходов снижает производительность и ка- ции, что уменьшает возможные растягива честВо листового композиционного матери ющие напряжения до минимума, и интенала (увеличивается число циклов нагрева, сифицирует процесс прокатки,увеличивается взаимодействие волокна с Пример осуществления,матрицей и снижается прочность материала) Для экспериментальной проверки предЦелью изобретения является повышение лагаемого способа получения листовогокачества катаных листов и расширение 10 материала, армированного непрерывнымитехнологических возможностей прокатки. высокопрочными волокнами, получены бор,Побтаьмнная цель достигается тем, ные моноленты, например методом ткачто фйсацию волокон ведут поперечными чества, следующих параметров:полоСами из матричного материала, а по Ширина моноленты, мм 200следующую прокатку проводят вдоль во . Диаметр волокон, мкм 97- локна за один проход с абсолютным обжати- Шагволокон, мм. 013ем,равным произведению диаметраволокна Поперечные фиксирующие полосы изна число слоев заготовок в пакете. фиксацию алюминиевой проволоки диаметром 40 мкмволокон ведут поперечными полосами с ус- и шагом 10-12 полос на каждые 100 мм" "ЛОеВЮЮ"дйаМЕтрОМ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ дО 20 ДЛИНЫ ЛЕНТЫ,0,5 от диаметра волокнаи шагом их не ме- Таким образом, диаметр поперечных- Нее критической длины волокон, причем полос равняется 0,41 от диаметра борнокритическую длину волокна определяют по го волокна, а шаг их составляет 8,3 формуле 10 мм при критической длине волокна,Д аравной 1 мм,Йолученйые заготовки-моноленты разКР .т.и резают и собирают в пакеты размеромгде В - критическая длина волокна,мм; 200 хЙОО мм с прокладками фольги изр ность волокна кг/мм и количеством монолент в пакете - 7 шт,- напряжения сдвига, возникаю- После нагрева в печи сопротивления до1 цие на границе контакта во-520 С их прокатывают за один пролокно - матрица, кг/мм ход с размера 1,58 мм на размер 0,9 мм,.Т б азом кесткая фиксация волок- т. е, абсолютное обкатие за проход сона в заготовке при помощи поперечочощи поперечных ставляет 0,68 мм (произведение диаметраи тер ла матрицы обеспечива- волокна на число заготовок-монолент в-пблос из материала матрицы о еет гарантированный зазор между волокна- пакете 0,08 х = О,087 х 7 = 0,679 мм),маи й тем самым не"позвтоляет в процес- ф о р м у л а и з о б р е т е н и ясе деформации металлу матрицы переме- . Способ получения листового материала,цатЬся вдоль волокой, Металл матрицы йе- армйровайножго непрерывными высокопрочремещается в процессе деформации в за- ными волокнами, включающий изготовлениезор между волокнами, что исключает воз-, многбслойной заготовки, состоящей из"йикновение растягивающих напряжений в, упрочняющих волокон с их фиксацией, резволокне. 45ку сборку пакета; состоящего из многоОйтриедоежлеенная величина поперечного се- слойных заготовок с чередующимисячения фйксирующих полос из матричного слоями фольги из матричного материала,материала выбирается из соображенийнагрев пакета и его прокатку, о т л иаен"думеньшения возможности разрушения во-:ч а ю щ и йс "я" тем,"что, с целью повылокна в районе его стыка с полосой защения качества листа и расширения техносчет увеличения деформации в точке сты- логических возможностей прокатки, фиксака, при этом шаг этих полос выбирается цию волокон осуществляют поперечнымибопьше критической длины волокна, чтобыполосами "из матричного материала, а про возможное разрушение волокна "в месте .катку проводят вдсль волокна за один про,его стыка с полосой не привело к умень ход с абсолютным обжатием, равным прошению прочности леистового композеицион-изведений "диаметра волокна на числойого матерйала,..слоев загойовок в пакете,БЙЙИПЙ некая ОППО/1 Тиеж 1160 ПодписноеДзепнап, ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, е