Способ изготовления композиционных материалов

Союз СоветскикСоцнапнстнчесинкРеспубпни ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 910380сф(51)М. Кл. В 23 К 20/00 с присоединением заявки ЭЬ 3 Ъоуаарстаеииый комитет СССР дв делам изабретеиий и открытий(72) Авторы изобретения 1) Заявит 4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЬ МАТЕРИАЛОВляот следующим обСпособ оразом. Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам изготовления композиционных материаИзвестен способ изготовления композиционных материалов, включающийобезжиривание, травление армирующихволокон и фольги из материала матри-цы, сборку пакета путем намотки наоправку чередующихся слоев армирующих волокон с прокладкой фольги изматериала матрицы, нагрев пакета исоединение волокон с фольгой из мате.риала матрицы 13,Недостатком известного способаявляется низкое качество соединения.Целью изобретения является повышение качества соединения.Поставленная цель достигается тем,что в способе изготовления композиционных материалов, включающем обезжиривание, травление армирующих волокон и фольги из материала матрицы,сборку пакета путем намотки на оправку чередующихся слоев армирующих волокон с прокладкой фольги из материала матрицы, нагрев пакета и соединение волокон с фольгой из материаламатрицы, после сборки пакета производят предварительное соединение волокон с фольгой из материала матрицыпутем установки пакета в виде цилиндра в холодном состоянии в разъемнуюобогреваемую обойму и раздачи пакетав радиальном направлении усилием,обеспечивающим напряжение, равноепределу упругости материала матрицы,нагрев осуществляют с помощью обоймыдо температуры деформации материаламатрицы, а окончательное соединениеволокон и фольги из материала матрицы производят путем изостатическогодеформирования пакета давлением,равным пределу текучести материала матрицы.3 9103Обезжиривают, травят армирующие волокна, производят намотку на разъемную оправку с натяжением чере" дующихся слоев армирующих волокон с прокладками фольги из материала матрицы, затем снимают пакет вместе с разъемной оправкой и вставляет вовнешнюю разъемную обогреваемую обойму в холодном состоянии, сдавливает кольцевой пакет путем раздачи клином 10в радиальном направлении сегментов разъемной внутренней оправки с натяжением, равным пределу упругости материала матрицы, затем ускоренно нагревают пакет до температуры деформа ции матрицы внешней нагреваемой опорной обоймой и осуществляют изостатическую деформацию пакета с напряжением, равным пределу текучести материала матрицы. 26Пример конкретного выполнения,На разъемную оправку диаметром 1000 мм и высотой 600 мм, установленную на намоточном станке, прокладывают один ряд фольи из алюминиевого 25 сплава марки АВ толщиной 0,1 мм и шириной 510 мм и наматывают один ряд армирующих волокон в виде стальной проволоки диаметром 0,15 мм марки ВНС. Снова закрывают одним рядом Зо фольги из алюминиевого сплава марки авиаль толщиной 0,1 мм и наматывают другой ряд армирующих волокон из стальной проволоки марки ВНСдиаметром 0,15 мм, и так повторяют до изготовления пакета, в котором пять слоев из материала матрицы фольга и четыре слоя армирующих волокон из стали ВНС. Намотанный пакет должен иметь сверху слой из фольги материа ла матрицы поверх армирующих волокон. Намотку армирующих волокон проводятс шагом 1,45.Намотанный сборный пакет закрепля- ют и с разъемной оправкой снимают с намоточного станка, вставляют во внешнюю обогреваемую разъемную обой му в холодном состоянии.Разъемной оправкой с помощью клиньев сообщают пакету из чередующихся слоев армирующих волокон и матрицы нагрузку, обеспечивающую натяжение, равное пределу упругости матричного материала. Ускоренно нагревают пакет до температуры деформации матричного материала внешней нагревае-"ВНИИПИ Заказ 979/13ь й 80 4мой опорной обоймой и осуществляютизостатическую деформацию пакета снапряжением, равным пределу текучести материала матрицы. Этим приемомравномерно по всему объему уплотняютматериал матрицы и производят диффузионное спекание материала матрицыи армирующих волокон. Затем пакетвынимают из разъемной обоймы, охлаждают, снимают нагрузку с внутреннейстороны кольца и вынимают кольцокомпозиционного материала.Получают готовое кольцо композиционного материала диаметром 1000 мми высотой 500 мм, толщиной стенки1 мм, производят термообработку(закалка + искусственное старение постандартному режиму материала матрицы) .Описанный способ обеспечивает высокое качество соединения волокон сФольгой из материала матрицы.Формула изобретенияСпособ изготовления композиционныхматериалов, включающий обезжиривание,травление армирующих волокон и фоль"ги из материала матрицы, сборку пакета путем намотки на оправку чередующихся слоев армирующих волокон с прокладкой фольги из материала матрицы,нагрев пакета и соединение волоконс фольгой из материала матрицы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества соединения,после сборки пакета производят предварительное соединение волокон сфольгой из материала матрицы путемустановки пакета в виде цилиндра вхолодном состоянии в разъемную обогреваемую обойму и раздачи пакета врадиальном направлении усилием,обеспечивающим напряжение, равное пределу упругости материала матрицы, нагрев осуществляют с помощью обоймы дотемпературы деформации, материала матрицы, а окончательное соединение волокон и фольги из материала матрицыпроизводят путем изостатического деФормирования пакета давлением, равнымпределу текучести материала матрицы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Композиционные ма 2 ериалы т,"Композиционные материалы с металлической матрицей", ред. К.Крейдер,М "Машиностроение", 1978, с. 434437 (прототип),ираж 1151 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4