Способ получения изделий из волокнистых материалов Советский патент 1977 года по МПК B22F3/26 C22C1/10 

Изобретение относится к области iio;jouKo БОИ металлургии, в частности к получению изделий из металлических материалов, армированных волокнами, нутем нронитк1 во.юкнпстого каркаса расплавом металла. Извес1ен способ нолучения изделии из волокнистых материалов, который предусматривает укладку волокон в форму и их последующую пропитку расплавленным металлом в процессе обработки давлением ij. Недостатком этого способа является невозможность изготовления изделий сложной формы с различной ориентацией волокон в объеме материала (преимущественно этим сиособом иолучают изделия с нараллельной ориентацией волокон в готовом изделии). Известен способ, предусматривающий уккладку параллельно ориентированных волокон в нресс-форме и их носледующую пропитку расплавом металла под давлением 2J. Однако этот способ не позволяет получать армированные изделия сложной формы с заданным расположением волокон в различных частях матрицы. С целью получения изделий сложной формы с заданной ориентацией волокон в матрице предложен способ, который отличается от известного тем, что после укладки волокон форму заливают парафином, на полученную заготовку наносят керамическую оболочку, парафин выплавляют, а после пропитки расплавленным металлом керамическую оболочку удаляют. Пример 1. В разъемную металлическую форму, воспроизводящую конфигурацию лопаткн компрессора, укладывают углеродистую ленту ЛУ-2, вырезанную по специальным щаблонам таким образом, чтобы получить изделие с объемным содержанием волокон 40 /оФорму собирают, нагревают до 70°С, заливают жидким парафином и охлаждают. Парафиновую заготовку лопатки с углеродной лентой погружают в суспензию пылевидного кварца в жидком стекле, затем наносят на нее порощок электрокорунда и сущат на воздухе в течение 8 ч. Процесс повторяют до нанесения на заготовку 7-9 слоев керамической оболочки. После этого заготовку окончательно сущат, затем нагревают до 400°С, удаляют нарафин, а нолученную оболочку с углеродным волокном пропитывают под давлением расплавом алюминия. Керамическую оболочку удаляют после затвердевания матрицы и получают компрессорную лопатку из композиционного материала алминий - углеродное волокно. Пример 2. В разъемную металлическую форму, воспроизводящую конфигурацию крыльчатки вентилятора, укладывают маты из нитевидных кристаллов нитрида кремния в количестве 16 об. %. Форму собирают, нагревают до 70°С, заливают жидким парафином и охлаждают.

Парафиновую заготовку подвергают механической обработке (вытачивают канавки и отверстия, которые необходимы в готовой детали). Затем на заготовку наносят оболочку из графита путем ее погружения в суспензию графита в жидком стекле, чередуя с сушкой на воздухе, до нанесения на заготовку 6-8 слоев оболочки из графита.

Заготовку окончательно сушат, нагревают до 400°С, удаляют парафин и пропитывают оболочку с нитями пз нитрида кремния расплавом магниевого сплава МЛ8 под давлением.

После затвердевания матрицы графитовую оболочку удаляют и получают готовое пзделие - крыльчатку вентилятора из композиционного материала - магниевый сплав МЛ8 - нитевидные кристаллы нитрида кремния.

Предлагаемым способом можно получить изделия из волокнистых материалов различного состава и любой сложной формы с заданным распо.чожением волокон в объеме матрицы.

Ф о р м л а изобретения

Способ получения изделий пз волокнистых материалов, включаюшнй укладку волокон в форму и последуюшую пропитку расплавом металла, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью получения изделий сложной формы с заданной ориентацией волокон в матрице, после укладки волокон форму заливают парафином, на полученную заготовку наносят керамическуго оболочку, парафип вь-плавляют, а после прогитки расплавленным металлом керамическую оболочку удаляют.

Источники информации, иринятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3571901, кл. 29-419, 1971.

2. Иванова В. С. и др. .-Хлюминиевые и магнневые сплавы, армированные волокнами, М., изд. «Иаука, 1974, с. 86.