ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статические процессы компактирования композиФормообразование деталей из композитов из "Композиционные материалы " В большинстве случаев конструкционные композиты с металлической матрицей получают пластическим деформированием сборных заготовок. Основная задача такого деформирования — преобразовать неплотную заготовку в компактный полуфабрикат или изделие с прочным соединением (без образования продуктов химического объемного взаимодействия составляющих композита) матрицы и волокон, без нарушения сплошности и термического разупрочнения волокон. Выполнение этих требований обеспечивает наиболее полную реализацию эффекта упрочнения металлических материалов волокнами. В связи с этим при разработке деформационных процессов пользуются критериальным подходом, П03В0ЛЯЮШ.ИМ установить расчетные предельные значения всех технологических параметров, а также параметров оснастки и заготовок. Критериальные выражения представляют собой равенства либо неравенства, в которых связаны факторы композита (или его составляющей) и процесса. Последующее введение критериального выражения в основное уравнение теории процесса и позволяет установить предельное значение искомого параметра. Подробно этот подход рассматривается в работах [10, 191. [c.92] Характер распределения в ячейке композита определяется и скоростными условиями процесса компакти-рования. При динамических условиях деформации эпюра в ячейке композита имеет вид, представленный на рис. 4.7. В этом случае Одт имеет практически постоянное значение (наибольшее для материала). При статическом компактировании эпюра изменяется не только по количественным данным, но и по характеру распределения в ячейке композита (рис. 4.8). [c.94] Зная (и через условие пластичности), легко установить а результаты определения и давления р представлены на рис. 4.9 и 4.10. [c.95] Критерий формирования прочного соединения составляющих композиционного материала. Время деформирования заготовки д не должно быть меньше времени необ.ходнмого для формирования прочного соединения матричной составляющей и волокон. [c.95] Для процессов с интенсивным силовым воздействием на участки контактных поверхностей составляющих композитов указанные величины различны, они связаны следующим выражением вфф = Бд — шт , где м — показатель структурного фактора — контактное касательное напряжение на межкомпонентной границе в процессе компактировання [его предельная (и реализуемая в процессе деформирования заготовок) величина равна ( 87п (( — коэффициент межкомпонентного трения, равный в условиях горячего деформирования 0,5)]. [c.96] Для реализации режима сверхпластического компактировання заготовок композитов необходимо располагать данными электронно-микроскопического исследования структуры матричной составляюшей, а также данными ряда испытаний, что позволяет использовать расчетную методику [3], представленную ниже. [c.98] Помимо общих (универсальных) критериев разработки процессов деформирования композитов существует ряд частных критериев, свойственных конкретным процессам. Эти критерии и соответствующие критериальные решения рассматриваются в последующих разделах при рассмотрении процессов. [c.98] мические процессы деформирования (прокатка, волочение, динамическое горячее прессо)занке) широко применяют для компактировання ВКМ. Плоские компактные полуфабрикаты из конструкционных ВКМ получают, в частности, прокаткой. [c.98] Данные о распределении послойных деформаций используют при расчете параметров заготовок. При заданной толщине листа А толщина заготовки ЛзJ, = Л/(1 — е ), где — оптимальное суммарное обжатие при прокатке композита (определение этой величины для различных прокатных процессов применительно к композитам рассматривается ниже). [c.99] Примечание. Начальный шаг укладки волокон в заготовках при использовании волокон бора диаметром 100 мкм составлял 130 мкм, для волокон бора диаметром 140 мкм шаг равнялся 180 мкм, а при использовании стальных проволочных волокон (сталь ЭП322) начальный шаг укладки волокон равнялся диаметру волокон плюс 20 мкм. [c.100] Эта методика расчета применяется при прокатке поперек волокон. Значения относительных обжатий по проходам при получении листов из конструкционных композитов представлены в табл. 4.8. [c.101] Методика расчета процесса прокатки вдоль волокон, помимо критериев полного уплотнения заготовки, формирования прочного соединения составляющих и других ранее рассмотренных критериев, базируется на частном критерии, используемом для процессов, при осуществлении которых в очаге деформации неизбежно действуют растягивающие напряжения, приложенные к волокнам. Эгот критерий выражается неравенством а , где — межкомпонентное растягивающее напряжение, приложенное к волокнам в очаге деформации — временное сопротивление волокон разрыву при температуре, соответствующей температуре процесса. [c.102] В результате анализа процесса установлены варианты методики расчета параметров процесса [10] в зависимости от вида применяемых заготовок. [c.102] Сложность процесса прокатки вдоль волокон заключается в том, что после полного уплотнения (при наличии допустимых отклонений на все параметры) деформировать заготовку без разрушения волокон нельзя. Единственной возможностью компенсации отклонений фактических параметров заготовок, процесса, оснастки от расчетных является уширение при прокатке узких полос и лент. [c.102] Прокаткой могут быть получены листы с ортогональным комбинированным армированием, когда вдоль направления прокатки ь чготовке расположены проволочные металлические волокна, а в поперечном направлении уложены пористые монослойные ленты с хрупкими волокнами. Расчет параметров прокатки таких листовых заготовок сводится к следующему [10]. [c.102] Примечания 1. Значения углов р определены по преобразованной формуле (4.5) (фи и Р — в радианах). [c.103] По данным расчетов, прокатку таких заготовок целесообразнее всего выполнять за два прохода с величинами обжатий, представленными в табл. 4.11. [c.103] Примечание. 5ц=130 мкм dfu 100 мкм 5д = 400 мкм = = 200 мкм нп = 0,30. [c.104] Вернуться к основной статье