книги / Технология композиционных материалов

радиальным компактированием. Компактируелая трубчатая заготовка устанавливается на жесткую оправку. Давление от секций рабочего инструмента передастся заготовке через технологическую оболочку. В качестве материала технологической оболочки применяют алюминий (нагревается до температуры текучести), кварцевый песок, заклю­ ченный в герметичную капсулу, и другие материалы. Их назначение - обеспечить эффективную передачу усилия от рабочих элементов обо­ рудования компактируемой заготовке с обеспечением нагрева пос­ ледней до температуры текучести матричного материала.

При радиальном компактировании заготовок армированных труб основным узлом оборудования являются силовые гидравлические эле­ менты с размещенными на них нагревательными элементами и сменным рабочим инструментом! секции). Усилие, развиваемое одним элемен­ том, достигает 650 гнс.

4 .2 .1 .3 . Динамические твердофазные методы

К динамически*/! методам компактирования относятся: прокатка, волочение, динамическое горячее прессование, роликовая формовка, вальцовочная формовка. Этими методами получают плоский полуфабри­ кат (заготовки), а также профильные элементы различной формы по­ перечного сечения.

Процесс динамического горячего прессования применяется, как правило, для получения композитов с металлическими волокнами, т .е . с особыми механическими свойствами. В производстве конст­

рукционных композиционных материалов на металлической матрице на­ ибольшее применение нашли прокатка и волочение.

Прокаткой получают плоские полуфабрикаты из конструкционных МКМ. Существует два варианта прокатки: ось прокатки совпадает с направлением оси волокон в заготовке и ось прокатки перпендику­ лярна оси волокон.

Методом прокатки получают заготовки из плазменных лент, по­ ристых многослойных армированных лент и фольговых прокладок.

Прокаткой могут быть получены листы с ортогональным комбини­ рованным армированием, когда вдоль направления прокатки в заго­ товке расположены проволочные металлические волокна, а в попереч­ ном направлении уложены пористые монослойные ленты с хрупкими

3) пропиткой под давлением; 4) центробежным литьем. Эти процессы могут вестись в вакууме, атмосфере или с применением защитных атмосфер.

Особую группу составляют процессы, при которых в полость фор­ мы укладывают волокно с порошком матричного материала или с фоль­ гой или волокна, имеющие покрытия из материала матрицы с последу­ ющим нагревом до температуры, превышающей температуру плавления матричного материала, и опрессовкой формы. Эти процессы требуют специальных мер защиты волокна от изменений из-за длительного кон­ такта с расплавленным металлом матрицы.

кон, жгутов, тканей) разрушению при поперечном сжатии. Пропитка углеродных волокон требует предварительного покрытия. Без предва­ ри тельного покрытия не происходит смачивания (при температурах, исключающих карбидообразование), не достигается полное проникнове­

провоет окислительную обработку углеродных волокон. Применяют так­ же барьерные покрытия карбидом кремния. Покрытия из тугоплавких металлов наносят на поверхность волокон методом газофазной металли­ зации.

металлические покрытия являются барьерным слоем, улучшают ус­

питки накладывают межфазное взаимодействие в КМ, необходимость под­ бора совместимых компонентов и обеспечения структурной стабильности КМ при повышенных температурах.

Разновидностью пропитки под давлением является вакуумная про­ питка, защищающая волокна или пористые каркасы от окисления.

тавровых и других сечений при прессовании сборных заготовок в газостатах.

Совмещение компактирования и формообразования профилей до­ стигается диффузионной сваркой под давлением в автоклавах и изостатических установках, когда сборные заготовки вместе с доба­ вочными внутренними деформируемыми элементами заключают в замк­ нутую технологическую оболочку и подвергают деформированию.

Механические свойства композиционных материалов на металли­ ческой матрице приведены в табл .4.1.

Таблица 4.1 Механические свойства композиционных материалов

на металлической матрице

Дисперсно-упрочнепные композиционные материалы на металли­

частиц 10-500 нм при среднем равномерном распределении их в мат­ рице. Объемная доля упрочняющих частиц составляет до 15 %.

Использование в качестве упрочняющих фаз тугоплавких соедине­ ний (оксиды тория, гафния, итрия, сложные соединения оксидов и Редкоземельных элементов), нерастворявдихся в матричном металле,