СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРОДОЛЬНЫМ АРМИРОВАНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК B23K20/00 

Описание патента на изобретение RU2083338C1

Изобретение относится к области обработки давлением волокнистых композиционных материалов (ВКМ) и служит для производства продольноармированных труб различного типоразмера.

Известен способ получения труб из ВКМ с продольным армированием, заключающийся в том, что компактирование сборной заготовки осуществляют за счет разности коэффициентов линейного термического расширения элементов оснастки термоупругого пресса.

Недостатком способа является высокая себестоимость труб из-за сложности изготовления термоупругого пресса и большая продолжительность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, который позволяет получать трубы из ВКМ с продольным армированием за счет многопереходного протягивания сборной заготовки через конусную волоку с использованием плавающей оправки. Компактирование заготовки осуществляется в изотермических условиях путем радиальной деформации и не сопровождается ее осевым удлинением. Компактирование за несколько переходов необходимо в связи с отсутствием постоянного подпора заготовки со стороны оправки. Для осуществления процесса необходимо предварительное частичное компактирование заготовки.

Недостатком способа является то, что из-за многопереходности имеют место ускоренный износ оснастки, недостаточно высокое качество поверхности получаемых труб и невысокая производительность процесса.

Задачей предлагаемого способа является повышение производительности процесса, качества поверхности и уменьшение себестоимости.

Сущность изобретения заключается в следующем. Получение труб из ВКМ с продольным армированием осуществляется за счет сборки заготовки непосредственно на оправке, жесткого крепления ее на оправке и совместного протягивания их через волоку, осуществляя компактирование заготовки в изотермических условиях, причем длину рабочей зоны волоки выбирают в интервале:
lmin ≅ Lрз≅ lmax,
где Lрз длина рабочей зоны волоки; lmin=2•Δr/2tgα;

где Δr требуемое абсолютное обжатие заготовки по толщине стенки; α - угол конусности волоки; Dтр и dтр соответственно внешний и внутренний диаметр трубы; sc временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении; σ*sср

среднее напряжение течения матричной составляющий при компактировании волокнистого композиционного материала.

Способ поясняется схемой, представленной на чертеже. Заготовка 3 размещается методом намотки на оправке 4. Оправка фиксируется между основанием-захватом 6 и волокой 2 стойками-стяжками 5. Для облегчения сборки установки волока имеет конусную зону, где и размещается в начальный момент волока. Заготовка дополнительно крепиться к оправке фиксатором 7. Установка размещается в очковой печи и устанавливается на прессе, где крепится с помощью захвата 1 и основания-захвата. После нагрева установки начинается процесс компактирования заготовки за счет протягивания оправки с заготовкой через конусную волоку. Профиль отверстия волоки рассчитывается таким образом, чтобы величина напряжений в ВКМ не превышала критической величины. Это обеспечивается, если длина рабочей зоны волоки рассчитывается с помощью вышеприведенных формул.

Пример. На лабораторной установке, изготовленной из стали 5ХНВ, в изотермических условиях деформации получена партия труб из бороалюминия диаметром 20 мм с толщиной стенки 1 мм. Угол конусности волоки составлял 5o, протяженность рабочей зоны 10 мм. Процесс компактирования обеспечил получение труб с прочным соединением компонентов материала, с сохранением сплошности волокон. Механические свойства ВКМ соответствовали расчетным значениям. Проведено дополнительное исследование влияния длины рабочей зоны волоки на качество труб. Компактирование заготовок с помощью волоки, протяженность рабочей зоны которой составляла 5 мм, при прочих равных условиях не обеспечило получение компактного материала. Увеличение протяженности рабочей зоны волоки до 14 мм привело к повышенному дроблению борных волокон, что, как и в предыдущем случае, привело к снижению механических характеристик получаемых труб.

Похожие патенты RU2083338C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРОДОЛЬНЫМ АРМИРОВАНИЕМ 1996
  • Галкин В.И.
  • Горбач А.Н.
RU2107597C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРОДОЛЬНЫМ АРМИРОВАНИЕМ 1999
  • Галкин В.И.
  • Палтиевич А.Р.
RU2151014C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 1996
  • Галкин В.И.
  • Соколов В.С.
  • Соколов А.В.
RU2107564C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 2001
  • Галкин В.И.
  • Нуждин В.Н.
  • Палтиевич А.Р.
  • Преображенский Е.В.
RU2209131C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 1992
  • Шадчина З.М.
  • Станкой Г.Г.
  • Окороков В.В.
RU2009037C1
СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ЭКСТРАКЦИЕЙ РАСПЛАВА 1994
  • Митин Б.С.
  • Серов М.М.
RU2061582C1
ЗАГОТОВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ЭКСРАКЦИЕЙ ВИСЯЩЕЙ КАПЛИ РАСПЛАВА 1996
  • Митин Б.С.
  • Серов М.М.
RU2087261C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ 1997
  • Силин М.Б.
  • Жаров М.В.
RU2125923C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 1997
  • Иванов Д.А.
  • Фомина Г.А.
RU2131403C1
СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ЭКСТРАКЦИЕЙ РАСПЛАВА 1994
  • Митин Б.С.
  • Серов М.М.
  • Михальченков А.Н.
RU2061583C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРОДОЛЬНЫМ АРМИРОВАНИЕМ

Использование: изобретение относится к области обработки давлением волокнистых композиционных материалов (ВКМ). Оно может применяться в аэрокосмической отрасли промышленности и других отраслях машиностроения. Существо изобретения заключается в следующем. Получение труб из ВКМ с продольным армированием осуществляется за счет сборки заготовки непосредственно на оправке, жесткого крепления ее на оправке и совместного протягивания их через волоку, осуществляя компактирование заготовки в изотермических условиях, причем длину рабочей зоны волоки выбирают в интервале: lmin≅ lрз <lmax,
где lрз - длина рабочей зоны волоки; lmin=2•Δr/2tgα;

где Δr - требуемое абсолютное обжатие заготовки по толщине стенки; α - угол конусности волоки; Dтр и dтр - соответственно внешний и внутренний диаметр трубы; sc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении; σ*sср

- - среднее напряжение течения матричной составляющей при компактировании волокнистого композиционного материала. Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить производительность процесса производства продольноармированных труб из ВКМ и уменьшить их себестоимость за счет снижения стоимости оборудования. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 083 338 C1

Способ получения труб из волокнистых композиционных материалов с продольным армированием, заключающийся в том, что заготовку собирают и компактируют через волоку с помощью оправки в изотермических условиях деформации, отличающийся тем, что заготовку собирают непосредственно на оправке, жестко закрепляют на ней и совместно протягивают их через волоку, а длину рабочей зоны волоки выбирают в интервале
lmin ≅ lрз ≅ lmax,
где lрз длина рабочей зоны волоки;
lmin=2•Δr/2tgα;

где Δr - требуемое абсолютное обжатие заготовки по толщине стенки;
α - угол конусности волоки;
Dтр и dтр соответственно внешний и внутренний диаметры трубы;
σc - временное сопротивление волокнистого композиционного материала при растяжении;
σ*sср

- среднее напряжение течения матричной составляющей при компактировании волокнистого композиционного материала.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2083338C1

Колпашников А.И., Арефьев Б.А., Мануйлов В.Ф
Деформирование композиционных материалов
- М.: Металлургия, 1982, с
Деревянная повозка с кузовом, устанавливаемым на упругих дрожинах 1920
  • Ливчак Н.И.
SU248A1

RU 2 083 338 C1

Авторы

Галкин В.И.

Мануйлов В.Ф.

Кулапов А.К.

Даты

1997-07-10Публикация

1994-07-04Подача