Способ изготовления армированных изделий

(22) Заявлено 13, 11, 80 (2) 3223143/23-05 (5 ) М, Кд с присоединением заявки РЙ В 29 С 1/00В 29 0 23/12 Ьеударстювы квинтет СССР аа делам ямбрвтекк к открытий(23) Приоритет Опубликовано 15, 12. 82. Бюллетень46 Дата опубликования описания 17.12.82(72) Авторы изобретения Г,С. Головкин и В,П, Дмитренко Московский авиационный технологический иНститут имени К.Э, Циолковского(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к изготовлению армированных изделий,Известен способ изготовления армированных изделий путем выкладки волокнистой заготовки на матрице с после 5дующим прессованием нагретым пуансоном 1),Однако прессование данным способом изделий сложной конфигурации не обеспечивает достаточного качества изделия, так как не создается равномерное давление прессования,Наиболее близок к изобретению спо соб изготовления армированных изделий путем формования на формообразующей поверхности заготовки из армирующих волокон и термопластичного связующего в виде волокна, равномерно рас пределенного между армирующими волокнами с последующим прессованием при температуре, выше температуры плавления связующего 2 ). 2Однако этот способ не обеспечивает получение изделий сложной конфигурации,Цель изобретения - изготовлениеизделий сложной конфигурации.Поставленная цель достигается тем,что в способе изготовления армированных изделий путем формования наформообразующей поверхности заготовки из армирующего волокна и термопластичного связующего в виде волокна, равномерно распределенного междуармирующими волокнами с последующимпрессованием при температуре вышетемпературы плавления связующего,перед Формованием заготовку нагреваютдо температуры выше температуры стеклования связующего, но ниже его температуры текучести.Кроме того, Формование заготовкиметодом намотки осуществляют при натяжении, равном 10-303 разрывной прочности волокон,981004 Физико-механические свойства образцов труб, полученных предлагаемым способом приведены в таблице. 3Способ заключается в следующемВолокна связующего и армирующиеволокна смешивают в заданном соотношении, равномерно распределяя однимежду другими. Смешение Формирующих иматричных волокон связующего производят либо на стадии их изготовления,либо при смотке со шпулярника. Иэсмещенных волокон в зависимости от видаизготавливаемого изделия и способа 1 оего формования получают ровницу, жгутили ленту, которые наносят на формообразующую поверхность, т.е, намоткойна оправку, выкладкой в Форму и т.п.Перед Формованием ленту, жгут или ровьницу подвергают нагреву до температуры выше температуры стеклования связующего, но ниже его температуры текучести. В результате инфракрасногоили омического нагрева волокна связующего переходят в эластическоесостояние, не теряя формы, При этомповышается подвижность армирующихволокон, между которыми равномернораспределены волокна связующего. Врезультате предварительного нагревазаготовка может принять более сложнуюформу и требует меньшее усилие формообразования. Формообразование заготовки намоткой на оправку обеспечивает снижение натяжения при предварительном нагреве до 10-303 разрывнойпрочности волокон с одновременнымулучшением качества изделия за счетисключения выдавливания связующего35иэ внутренних слоев к периферии заготовки по толщине. Сформованную заготовку опрессовывают при температуре,выше температуры плавления связующего и давлении до отверждения. В проУ40цессе последующей термообработки заготовки термопластичные волокна рас -плавляются и под действием внешнегодавления например, в автоклаве )расплав полимера равномерно пропиты 45вает армирующие волокна. В качествематричного волокна могут быть использованы полиолефиновые, полиамидные,полиэФирные и другие термопластичныеволокна. Охлаждение полученного издеэОлия осуществляют при сохранении давления прессования,4П р и м е р 1. Образцы трубывнутренний диаметр 60 мм, длина00 мм, толщина стенки 3 мм ) изготавливаются намоткой на стальную оправку комбинированной нити, состоящей из смеси двух типов волокон: стеклянных ( 60 текс ) и термопластичных волокон полиамидас Т= 453 К 1, 30 текс/ в соотношении 1:2 при Т = 313 К, формование образцов осуществляется при скорости намотки 20-25 м/мин и натяжении, равном 203 от разрывной нагрузки стеклянной нити, После намотки заготовку помещают в автоклав и выдерживают в течение 12-15 мин при 493+5 К и давлении 1,0-1,5 МПА с последующим охлаждением под давлением со скоростью 3-4 град/мин.П р и и е р 2, Образцы трубы изготавливаются намоткой на оправку комбинированного жгута, состоящего из смеси углеродных и термопластичных волокон полиамида 6 в соотношении 3:2 при Т = 323 К. Скорость намотки составляет 20 м/мин, натяжение - 10-15/ от разрывной прочности жгута, После намотки заготовку опрессовывают в цилиндрической пресс-Форме при 53 25 К и давлении 2,0 МПа в течение 10 мин с последующим охлаждением до Т = 323 К под давлением.П р и м е р 3. Образцы трубы ( внутренний диаметр 100 мм, длина 250 мм, толщина стенки 4 мм) изготавливаются одновременной намоткой на оправку двух видов волокон термостойких арамидных 1, 30 текс ) и термопластичных полиформальдегидных с Т =433 К ( 60 текс ) в соотношении 2:1, При Т = 363 К формование осуществляется при скорости намотки 25-27 м/ /мин и натяжении, равном 30 от разрывной прочности арамидных волокон. Затем заготовку помещают в автоклав и выдерживают в течение 15-20 мин при 483-493 К и давлении 1,5 МПа. Охлаждение осуществляют с использованием давления.+ углеродное волокф ства Полиами -12 Полиформальдегид ++ стекловолокно но ъ -3Плотность, кг/м ф 10 1,8 1,15 Предел прочности, МПа 1000 1200 1300 при растяжении 30 при сдвиге Модуль упругости при растяжении, МПа 65000 125000 52000 Относительное удлинен 1 епри разрыве,1,0 2,0 Пористость,3,9 Составитель М. ОсиповаРеда ктор Н . Ивыдкая Техред 3. Палий Корое ктоц "Буря к Заказ 9573/19 Тираж 679 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11 ОД Москвад ЖРаушская наб.д д. 1/ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Использование изобретения обеспечивает получение изделий сложной кон-фигурации хорошего качества,Формула изобретения30 1. Способ изготовления армированных изделий путем формования на Формообразующей поверхности заготовки иэ армирующих волокон и термопластичного связующего в виде волокна, равномерно Зз распределенного между армирующими волокнами с последующим прессованием при температуре выше температуры плавления связующего, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью изготовления 40 иэделий сложной конфигурации, передформованием заготовку нагревают дотемпературы выше температуры стеклования связующего, но ниже его температу"ры текучести,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что Формование заготовки методом намотки осуществляютпри натяжении, равном 10-30 разрыв"ной прочности волокон.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Киселев Б.Р, Стеклопластики. М.,Госхимиздат, 1961, с. 121,2. Тихомиров В,Б. Нетканые клееныематериалы. М., "Легкая инлустрия",1966, с. 252-297прототип),