Способ получения листов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено Об,1077 (21) 2533072/25-27с присоединением заявкиСоюз Севетенна Сфцналнстнческна Республик(й) . Кл. В 23 Р 3/06 В 32 В. 15/08 Государственный комитет СССРпо дедам изобретений и открытий(53) УДКб 21.771.8 (088,8) Дата опубликования описания 2503.79: (7 Ц ЗаяВнтЕЛь Иосковскйй авиационный технологический институтим. К.Э, Циолковского.Изобретение относится к обработ- изменениях, а главное - повышает его :ке давлением разнородных материалов, удельный вес, поэтому повышение удель.аименйо к технологии получения лис- .ной прочности в поперечном по отноше-, . тов иэ композиционных материалов с нию к волокнамнаправлении невелико,пластичной металлической матрицей и 5 а в продольном наблюдаются даже слухрупкими высокопрочнымн волокнами. чаи снижения удельных характеристик., Известен способ получения листов наиболее близким техническим решеиз указанвых материалов прессовайия нием к изобретению является, способ(по схеме.диФФузионной сварки плос- получения листов из композицционныхких заготовок - пакетов) и прокаткой 10 материалов, заключанщийся в том, что 111. .: :.. . хрупкие волокна с определенным шагомВысокую производительность про- укладывают на Фольгу из матричного цесса:и возможность получения крупно- материала, размецениую на плите илигабаритных листов обеспечивает толь- барабане, фиксируют волокна плаэменко прокатка,. 1 ным напылением материала матрицы, проВ листах иэ композиционных материа- изводят сборку многослойной эаготовлов волокна фимеют одинаковую ориента- ки - пакета, в котором все волокна . Фию, т,е, расположены параллельно, . параллельны, нагревают заготовку до : поэтому материал обладает высокимитемпературы, при которой матрица пласпрочностными характеристиками только 9 тична, и прокатывают в направлениив иаправлении волокон. Для снижения поперек волокон с суммарным обжатиеманизотропии свойств в листы из компо- не более 50%12 .зиционных материалов вводят слои треть- Этот способ позволяет получать с . его компонента. Например, в листы из , высокой производительностью крупногакомпоэиционного материала алюминий баритные листы с высокими характерисбор вводят слои титановой фольги, что тиками при нагружении вдоль волокон,позволяет повышать прочность в попе- в поперечном направлении характерисречном направлении. Введение третье- тики композиционного материала не пре: го компонента усложняет характер по- вышают характеристики материала матведения материала при температурных ЗО Рицы65307 Поэтому такой способ дает возможность получать листы ограниченного применения; а именно: для элементов конструкций, работающих в условиях одноосного растяжения-сжатия.Цель изобретения - повышение рабатоспособности листов и изделий из них.бДля этого монослойные ленты с волокнами перед сборкой в пакет подвергают резке под некоторым углом, величина которого не превышает критического значения, вызывающего разрушение 10 волокон при прокатке. Величина угла зависит от объемной доли волокон в композиционном материале и составляет 12-20 между их направлением и поперечной осью лент (и заготовки),т,е.)- о.70-78 - интервал углов между направлением волокон в лентах и направлением резки. При сборке пакета монослойные ленты укладывают так, что направление углового смещения (см,чертеж) от слоя к слою изменяется. Это позволяет расположить волокна 1 в матрице 2 сборного пакета так, что при поперечном нагружении волокна воспринимают значительную часть приложенной нагрузки. После сборки производят нагрев до пластичного состояния матрицы, но не вызывающий термического разупрочненйяволокон и,их химическбтовзаиосительное обжатие при прокатке на проходе, Ъ Объемная доля волокон угол между направлением волоконв монослойных лентахи направлением резки вом втором треть в О,20 25 24 О, 35. После пров следовали; со Дробление вол полученные по при испытания 45и анизотроочностиертеже)тов преды,50 а е при .(при кгс/ Временное сопротивле статическом растяжен комнатной температурно оси бъемная д я волокон 62 0,2 0,2;7 75,3 8 о,О101,7 5 дения экспериментов ис тояние волокон в листа кон отсутствовало. Лис предлагаемому способу, показали значительное 4.4модействия с материалом матрицы, Например, нагрев бороалюминиевых пакетов производят до температуры 500- 520 С Нагретую заготовку подвергают прокатке (в направлении, показанном на чертеже) за четыре прохода. Относительные обжатия должны быть следующими, Ъ: на первом проходе 21-30, на втором 14-16, на третьем 7-10, на четвертом 3-4, Величина обжатий в указанных пределах тем больше, чем выше объемная доля волокон (в интервале 0,35-0,20). Величина обжатий и число проходов обеспеЧивают получение листов с неразрушенными волокнами при компактном строении и наиболее высокой для получаемого вида продукции производительности. Таким образоМ, предлагаемый способ обеспечивает полную реализацию эффекта армирования с использованием предлагаемой схемы расположения волокон по слоям материала.Способ испольэовали при получении листового композиционного материала алюминий-бор. Прокатку производили при температуре 500 С. Параметры расйкроя монослойных плазменных лент и параметры прокатки приведены в табл. 1.Т а б л и ц а 1 вышение свойств (снижение и вследствие увеличения п и нагружении по оси Х на Механические свойства ли авлены в табл. 2.653074 Формула изобретения Составитель Н. Кулаковадактор Т, Зубкова Техред П.Бабурка Корректор М, Ряшка 190/10 ТиЦНИИПИ Госно делам113035, Иоскв Подписта СССтий9, д. аж 1221 дарственног изобретений Ж"35 Раук комнт откр ая г, Ужгород, ул, Проект Листы из мононаправленного боралюминия имеют прочностные характеристики при испытаниях вдоль волокон на 3-5 выше укаэанных втаблнце: 2, а при испытаниях поперек волокон 7- 9 кгс/мм , т,е. в 3-5 раз ниже, чемгпо предлагаемому способу. Способ получения листов путем ук ладки в пакет монослойных лент с параллельно расположенными в них с оп-.ределенным шагом волокнами, нагрева пакета и прокатки, а т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения работоспособности в условиях сложного нагружения листов и изделий из .них, ленту перед укладкой в пакет раз 6о%резают под углом 70-78 к направлениюволокон, а при сборке пакета слои ленты укладывают с чередовайием направ- "ления углового смещения волокон к направлению прокатки от слоя к слою, апрокатку производят на четыре прохо-да со следующими абжатиями по проходаму%:Йа первом 21-30На втором 14-16На третьем 7-10На четвертом 3-4Источники информации, принятыева внимание при экспертизе.1, Волокнистые и дисперсно-упрочненные композиционные материалы,Сборник. И., Наука, 1976, с, 11912,3 ь2. Патент ЩА Ф 3795042,кл. 29-4 72. 3, О 1. 11. 74,