Способ изготовления композиционных материалов Советский патент 1977 года по МПК B22F3/26 B22F7/00 

1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению аркти- рованных волокнами композиционных материалов в виде листов путем прессования и последующей горячей прокатки.

Известен способ изготозления кокшози- ционных материалов, армированных волокнами, который предусматривает для повышения прочности материала предварительное формирование apNrapyroniHX волокон по спи- рали, нанесение на волокнистый каркас матричного материала путем протяжки волокон через расплав- и последующую деформацию вытяжкой через фильеру 1 . Известный способ предусматривает осуществление предварительного формирования волокнистого каркаса только в процессе нанесения на него матричного материала, т.е. одновременно с кристаллизацией, что ограничивает его применение в случае использования для армирования малопластичных высокопрочных волокон.

Наиболее близким до технической сущности и достигаемому эффекту является споссоб изготовления композиционных матери-

.алов, предусматривающий предварительное формирование волокнистого каркаса в виде спирали, укладку спирали в ., заг;олнение ее порощком матричного материала, прессование и последующую прокатку i.2 .

Предварительное формирование волокнистого каркаса в виде спирали (по сравнегпю с параллельным расположением армирующих волокон в матрице) позволят повысить прочностные свойства получаемого материала. Однако этот способ также не для изготовления композиционных материалов с максимальными прочностными cBoitei-Ba- ми, армированных высокопрочными волокнами, поскольку в процессе прокатю нарушается сплошность волокон за счет их разрыва в местах концентрации напряжений.

Цель изобретения - получение максимальной прочности композиционного матерд a.ia.

Для этого предлагаемое изобретение предусматривает формирование волокнистого каркаса по синусоидальной кривой, укладку его в форму с расположением каркаса в плоскости, перпендикулярной основштшо фор мы и последующую деформацию прокаткой с коэффициентом вытяжки 1,01-5,75. Пример, Стальную проволоку марки ВНС-9 ( ф -0,1 мм, 6в - 345 кг/MMf (У -3%) собирают в жгуты из элементарных волокон и пропитывают алюминием путем протягивания через расплав. Полученный жгут ф 0,8-0,9 мм формируют по синусоидальной кривой с периодом (Т) 30 мм, амплитудой (л) 14 мм. и углом ( Ц) ) 45° в валках шестеренчатого типа с синусоидальным зубом высотой 14 мм и шагом 30 мм. Волокнистый армирующий каркас помешают в форму так, чтобы каркас проходил в пло кости, перпендикулярной основанию формы, засыпают алюминиевым порошком и прессуют. Полученную заготовкгу размером 15х х40х75 нагревают до 450 С и прокатывают с вытяжкой 1,4; В результате получают лист .при объемном содержании армирующих волокон 30% с прочностью на разрыв 105-120 кг/мм . Прочность листов аналогичного состава, полученных по известному способу 2, составляет 75-80 кг/мм. Повышение прочности достигается за счет сохранения целостности волокон в про цессе прокатки, при которой происходит выпрямление армирующих волокон (уменьшение амплитуды синусоиды) без их раз- рушения, В результате возможно проводить деформацию с коэффициентом суммарной вытяжки, значительно превышающей допустиь1ую для волокна, чем в случае его паралельной укладки в форме либо по спирали, что, в свою очередь, позволяет испопьзо- ваьт предложенный способ при получении композиционных материалов, армированных высокопрочными мап9Ш1встичЕа 1ми волокнами, например, борными, углеродными. Формула изобретения Способ изготовления композиционных материалов армированных волокнами, включающий предварительное формирование волокнистого каркаса, укладку его в форму, заполнение порошком матричного материала и последующую деформацию, о т л и ч аю щийс я тем., что, с целью получения максимальной прочности, формирование волокнистого каркаса осуществляют по синусоидальной кривой, укладку в форму проводят с расположением каркаса в плоскости, перпендикулярной основанию формы, а затем, материал деформируют прокаткой с коэффициентом вытяжки 1.01-5,75. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Иванова В. С, и др. Алюминиевые и магниевые сплавы, армированные волокнами, Наука, М., 1974, с. 149 2.Патент .США № 3171195, класс 29-420.5. 1965.