Способ формования деталей из композиционных материалов с низкой электропроводностью

(57) Использование: машиностроение. Сущность изобретения: способ включает размещение электропроводного спутника на обрабатываемой детали, нагрев детали, силовое воздействие на спутник магнитно- импульсным полем, дальнейший нагрев детали, отделение спутника, охлаждение детали и спутника. При этом силозое воздействие магнитным полем осуществляют при температурах в интервале температур активного гелеобразования, спутник изготавливают из металла с эффектом термомеханической памяти формы с диапазоном температур фазовых превращений, превышающим температуру структурирования материала детали, а съем спутника производят за счет его нагрева до указаннх температур фазовых превращений. 3 ил.(56) Реферативныйпульсная обработРижский политехнч,сборник "Маш а материало ческий инсти нно-им, Рига, т, 1984. способа является затруднен н ый сьем (отделение) формообразующего инструмента от готовой детали после формования и невозможность использования инструмента из . материала с "памятью" многократно, без дополнительной подготовки "тренировки" его перед формованием.Известны способы применения магнитно-импульсного поля при формовании материалов с высоким электрическим сопротивлением. Для этого на обрабатываемый материал дополнительно наносят электропроводящие покрытия или воздействуют на него магнитно-импульсньм полем через "спутник", расположенный между деталю и обмоткой индукгора (см. "Устройство для обработки детэлей с низкой электропроводностью" Пат, 1452661 (ФРГ) . ЧоггсЬопц лог Чег 1 огтоп 9 еюез еейгзсл еГепбеп ЯегКэтисезИцН бепега Аотс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР овательскии институтстроения,И.Баранов, В,В,Жидов, Ю,И,Паршиков 54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ДЕТАЛЕИ ИЗОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИЗ КОЙ ЭЛ Е КТРОП РО В ОД НОСТЬ Ю Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления деталей из КМ,Известен процесс формования деталей из КМ через эластичную диафрагму (см. "Справочник по композиционным материалам" под ред. Дис. Любина. Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1988, кн,2 с.79, рис. 14,2). Недостатком способа является требование к герметичности эластичной диафрагмы, особенно при повышении давления прессования.Известен способ формования деталей из КМ с помощью формообразующего инструмента, выполненного из материала с "памятью формы" температура формоизменения которого ниже температуры отверждения изделия (см. а.с, 921184, кл, 8 29 О 23/12 "Оправка для изготовления трубчатых изделий из стеклопластиков), Недостатком1770008 А 15 10 15 20 25 30 35 40 Поставленная цель достигается тем, чтоо известном способе, включающем размещение экектропроводного спутника на обрабатываемой детали, нагреве детали, последующем силовом воздействии на деталь магнитно-импульсным полем черезспутник и сьеме последнего, силовое воздействие магнитно-импульсным полем осуществляют при температурах в интервалетемператур активного гелеобразования, спутник изготавливают из металла с эффектом термомеханической памяти формы с диапазоном температур фазовых превращений, превышающим температуру структурирования материала детали, а съемспутника поизводят за счет его нагрева до 50 55 1 псогр, Яап Оедо, Са 1 Погп 1 а (ф ИА) Авт. изобр. О,Е,Вговгег. Заявл. 11,03,65 ч. Р 1452661 5 - 14 (6 43057), опубл. 09.10.69. Приор, 11,03,64 М 3279228, США, кл, В 21 О 2614 (7 с 26/14),Применение проводящего покрытия или "спутника", как и в предыдущем случае, требует расхода времени для удаления его при помощи травления, отслаивания, механической обработки и т,д;, что в некоторых случаях разрушает или пойреждает обрабо, анные детали,Наиболее близким по технической сущ.ости является решение, когда импульс магнитного поля воздействует на деталь через эластичный "спутник", например, так называемый "транспактор" фирмы Боинг, состоящий из эластомера "уретана" и электрически проводящего элемента внутри него (см, Е.аггглег Ю.Н. Тгапзрастог - а гецзабе еестгогпадпетс 1 оггпд 1 оо аког йдЬ гез 1 миПу гпайегаз - Тесйп, РарегУЯоз. о 1 Мапцтастигпд Епдпеегз 20501 хогг Воат ОеагЬогп, Мсп 1 дап 1973. МЕ 73 - 129, р, 1 - 13, Рефеоат на русском языке см. "Магнитно-импульсная обработка материалов" Реф. сб.Рига, Рижский политехнический институт, 1984,часть), который после воздействия электромагнитного поля возвращается в исходное положение, Недостатком данного способа формования материала является невозможность его применения при изготовлении деталей из композиционных материалов, так как здесь требуется значительное время выдержки с заданным усилием при определенной температуре отверждения связующего. Время выдержки в сотни раз больше времени действия импульса электромагнитного поля.Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения постоянного давления на деталь и простоты сьема спутника с детали,указанных температур фазовых превращений.Сопоставленный анализ заявляемогорешения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известногоопределенным режимом силового, временного и температурного воздействия на спутник, и через него на формуемую деталь. Этопозволяет сделать вывод о соответствиипредлагаемого решения критерию "новизна".Сравнение заявленного решения с.другими техническими решениями в данной области не выявило в них признаков,отличающих заявленное решение от прототипа, что дает основание сделать вывод осоответствии критерию "существенные отличияНа фиг.1 показано исходное состояниезаготовки; на фиг.2 - состояние заготовкипосле воздействия импульсного-магнитного поля; на фиг,З - окончательное состояниетехнологического процесса,Оснастка для технологического процесса состоит из разъемной формы 1, индуктора 2, спутника 3 из материала с "эффектомпамяти формы". Вся пресс-форма помещается в печь 4 для создания и поддержаниянеобходимой температуры спекания КМ.Предлагаемый способ изготовленияданной детали из КМ реализуется следующим образом.На формообразующий спутник 3 наматывается препрег КМ, состсящий, например, из ткани ТККи связующего - ЛБС14, и помещается все это в рэзьемную форму 1. Внутрь спутника 3 вставляется индуктор 2,Материал спутника выбираем (например Сц-А 1) с диапазоном срабатывания "памяти 165-170 С". Температура началаструктурирования связующего ЛБС 1/4о70 С, Производится совместный нагрев ивыдержка пакета из формы 1; препрега,спутника 3 по следующему режиму:1,(80 +5) С - 1 ч;2, воздействие магнитно-импульснымполем на препрег (формование детали) через спутник при (110 + 5)С:3, (120 + 5) С - 1 ч;4, (145 + 5) С - 1.ч;5. (175 +5) С - 2 ч.При температуре 165 - 170 С произойдет отделение спутника от препрега - материал спутника "вспомнит" исходную форму,После охлаждения формы она. раскрывается, деталь и спутник раздельно удаляются. Спутник можно использовать вновьдля изготовления следующей детали.Использование предлагаемого способа изготовления деталей из КМ по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие и реимущества.Использование в качестве силового воздействия на КМ заготовки магнитно-импульсного поля позволяет значительно увеличить усилия прессования и дает воэможность их регулировки, что существенно повлияет на качественные характеристики материала изготавливаемой детали: равно- плотность, прочность, а также позволяет формовать детали сложной геометрии.Использование в качестве формообразующего спутника материала с"памятью формы" дает возможность аккумулировать в спутнике энергию магнйтно-импульсного поля с тем, чтобы "отдавать" ее формуемой детали постепенно, по мере протекания технологического процесса и, кроме того, упростить отделение спутника от готовой детали.За базовый объект принят способ формования деталей из КМ через эластичную оболочку, Замена базового объекта и редлагаемым позволит получить экономический эффект от 50 до 300 руб. на деталь в зависимости от типоразмера детали, Эффект достигается за счет снятия требований к герметичности оболочки и вследствии этого купрощению оснастки. 5 Формула изобретенияСпособ формования деталей иэ ком.позиционных материалов с низкой электропроводностью, заключающийся в размещении электропроводного спутника 10 на обрабатываемой детали, нагреве детали,последующем силовом воздействии на деталь магнитно-импульсным полем через спутник и съеме последнего, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения 15 технологических возмох,настей за счетобеспечения постоянного давления на деталь и простоты съема спутника с детали, силовое воздействие магнитно-импульсным полем осуществляют при температурах в 20 интервале температур активного гелеобразования, спутник изготавливают из металла с эффектом термомеханической памяти формы с диапазоном температур фазовых превращений, превышающим температуру 25 структурирования материала детали, а съемспутника производят за счет его нагрева до указанных температур фазовых превращений.1770008Составитель Ю,баранов едактор О.Стенина Техред М,Моргентал Корректо кэз 3695 Тираж Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва. Ж, Раувская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101