Боралюминий

Таким образом, несмотря на то, что полимерные композиционные материалы представлены более широко, возможность использования боралюминия следует считать достаточно перспективной. В настоящее время, однако, наиболее широко используются материалы на основе эпоксидных смол, они более изучены и дешевы. [c.94]

Рис. 13. Ступенчатое соединение внахлестку листов верхней обшивки из композиционного материала боралюминий, выполненное твердым припоем а — трехступенчатое соединение 6 — двухступенчатое соединение

Крепление концевых элементов из боралюминия к стенке — механическое. [c.161]

Бор в ядерной технике 458 Боралюминий листы 93 панели 470 [c.504]

Рис. 61. Схема изготовления листов из боралюминия

Наибольшее число исследований по методам соединения композиционных материалов выполнено с боралюминием изучены все основные методы и отработаны процессы соединения этого материала как с самим собой, так и со сплавами на основе алюминия и титана. [c.191]

Пайка боралюминия. Разработано несколько технологических процессов пайки боралюминия. Пайка низкотемпературными припоями производится в температурном интервале, не оказывающем разупрочняющего влияния на армирующие волокна [200]. Паяные соединения, полученные этим методом, способны работать при температурах до 315° С. Было опробовано несколько припоев для низкотемпературной пайки. Припой состава 55% Сс1, 45% Ag рекомендуется для рабочих температур до 90° С он обеспечивает прочность соединения на срез, равную 9 кгс/мм. Припой состава 95% цинка и 5% алюминия рекомендуется для рабочих температур до 315° С, при которых прочность соединения на срез составляет 3 кгс/мм . [c.191]

Припои системы алюминий—кремний могут быть использованы и для соединения боралюминия с титаном. Для получения прочного соединения в этом случае рекомендуется на поверхность титана наносить слой никеля. [c.191]

Эвтектическая диффузионная пайка боралюминия. Для соединения деталей из боралюминия между собой или с элементами конструкций из алюминиевых сплавов возможно использование способа эвтектической диффузионной пайки, заключающегося в нанесении тонкого слоя второго металла, образующего в результате взаимной диффузии эвтектику с металлом матрицы. В зависимости от состава матричного алюминиевого сплава могут быть использованы следующие металлы, образующие эвтектику серебро, медь, магний, германий, цинк, имеющие температуры образования эвтектик с алюминием 566, 547, 438, 424 и 382° С соответственно. В результате дальнейшей диффузии металла покрытия в основной металл концентрация его снижается, и температура плавления в зоне соединения постепенно повышается, приближаясь к температуре плавления матрицы. Таким образом, паяные соединения способны работать при температурах, превышающих температуру пайки. Однако необходимость строгого регламентирования толщины покрытия, а также чистоты покрытия и покрываемой поверхности, использование для получения таких покрытий метода вакуумного напыления делают этот процесс экономически нецелесообразным. [c.192]

Дуговая сварка боралюминия. Сварка плавлением, вообще говоря, малоэффективна для композиционных материалов и для боралюминия в частности, так как в зоне сварочной ванны происходит оплавление или разрушение волокон, в результате чего шов охрупчивается. Исключение составляют лишь контактная точечная и шовная сварки, сопровождающиеся лишь оплавлением матричного материала без разрушения волокон. Способы контактной точечной и шовной сварки высокопроизводительны и обеспечивают получение довольно прочного соединения. [c.192]

Авторы работы [161] исследовали процесс дуговой сварки и микроструктуру соединения боралюминия. Дуговая сварка листов боралюминия толщиной 0,6 и 1,25 мм осуществлялась на обычной сварочной машине с вольфрамовым электродом в струе аргона. Диаметр электрода — 1 мм. Сварку образцов проводили на переменном токе, валиковым швом, в качестве присадочного 192 [c.192]

Результатом этой работы явилось лишь установление принципиальной возможности соединения листового боралюминия аргонодуговой сваркой без существенного разрушения волокон и необходимости строгого регламентирования режима сварки. [c.193]

Боралюминий — А1 6061-Т6. При сварке таких разнородных материалов большое значение имеет выбор электродов. В данном случае со стороны композиционного материала применяли электрод 1 класса с высокой проводимостью, с плоским торцом, а со стороны алюминиевого сплава — электрод III класса с низкой проводимостью, с радиусом закругления 100 мм. Такая комбинация позволяла сбалансировать разницу в электропроводности материала и вывести ядро сварной точки в плоскость между листами. [c.194]

Трудности возникали при сварке боралюминия между двумя листами алюминия, В этом случае теплота выделялась в основном в боралюминии, имеющем большее электросопротивление. Эти трудности были преодолены путем накладки с двух сторон на алюминиевые листы тонких алюминиевых лент. В этом случае увеличение переходного сопротивления в слоях А1—А1 вызывало дополнительное тепловыделение и более равномерный прогрев сварной точки по сечению. [c.194]

Боралюминий—титан. Авторами работы [152] разработана технология соединения боралюминия с титаном, названная ими диффузионной сваркой сопротивлением. Точечная диффузионная сварка сопротивлением осуществляется на стандартном оборудовании, обеспечивает получение высокопрочных соединений, способных работать при температурах от комнатной до 315° С. Эта технология открывает большие перспективы использования боралюминия совместно с титаном в элементах конструкций авиационной и космической техники. [c.194]

Соединение боралюминия с титаном может надежно работать при комнатной температуре и значительных нагрузках, составляющих 50% от прочности на разрыв, выдерживая более 10 циклов. Максимальная прочность сварной точки на срез составила 10,5 кгс/мм. [c.195]

Имеются сведения [150], что болтовые и клепаные соединения боралюминия с боралюминием, а также с алюминиевыми и титановыми сплавами имели прочность на срез 14 кгс/мм , прочность на смятие от 59 до 84,4 кгс/мм . [c.197]

Металлы, армированные хрупкими неметаллическими волокнами, либо совершенно не способны к формоизменениям (например, углеалюминий), либо способны к деформации в ограниченных Пределах (например, боралюминий). [c.198]

Рассмотрим несколько более подробно процесс деформирования. Ограничения, накладываемые низкой, практически нулевой пластичностью борных волокон, исключают использование большинства традиционных методов формообразования, основанных на пластической деформации. Формирование боралюминия весьма затруднительно и требует специальных приспособлений и оснастки, тщательного выбора режимов и пределов деформации. [c.199]

Гибка боралюминия, когда ось изгиба перпендикулярна волокнам, вызывает часто разрушение волокон в результате действия растягивающих напряжений во внешних слоях листа. Использование специальных прокладок позволяет производить операцию гибки в условиях, когда все слои материала испытывают сжимающие напряжения. [c.199]

Материалы, армированные борным волокном. Наличие высокотвердых и высокомодульных борных волокон в таких композициях делает весьма затруднительным их механическую обработку. Можно утверждать, что обычными методами эти материалы не обрабатываются. Правда, листы, например из боралюминия, можно разрезать с помощью механических гильотинных ножниц, однако вблизи линии реза волокна подвергаются выкрашиванию, поэтому этот способ может быть использован лишь для [c.200]

Для шлифования боралюминия применяли обычные шлифовальные круги из карбида кремния. Процесс проводился в среде эмульсии, качество шлифования было хорошее. [c.201]

Операции вырубки и прошивки отверстий также применимы к боралюминию, однако износ пуансонов при прошивке отверстий настолько велик, что требуется заточка кромки пуансона уже после 10—12 операций. Как и в случае резки на механических ножницах, толщина листа не должна превышать критической величины порядка 2,2 мм. [c.201]

Очень высокого качества отверстия в боралюминии получаются при использовании ультразвуковой и электроэрозионной прошивки. При электроэрозионной прошивке совершенно не разрушаются волокна, при ультразвуковой разрушение волокон незначительно. [c.202]

Электроэрозионный способ может быть с успехом применен и для резки боралюминия. В качестве режуш,его инструмента используется медный электрод — пластина толп иной 0,5—1,5 мм, для прошивки отверстий — медная трубка с толщиной стенки 0,5—1,0 мм. [c.202]

Поттингер [138, 139] применил аналогичный метод для изучения эпоксидных стеклопластиков и боралюминия и получил сорошее совпадение (в пределах 3%) статического и динамического (при распространении волны в стержне под различными углами к направлению армирования) модулей упругости. Тот же метод был использован в работе Невилла и Сиераковски [127] для анализа стержней из композиции стальная проволока — эпоксидное связующее (при распространении волн вдоль проволоки). Было установлено, что при увеличении относительного объемного содержания стальной проволоки рассеяние снижается, а скорость распространения волны возрастает в соответствии с правилом [c.304]

Шастер и Рид [154] использовали с несколько другими целями метод ударных плит для образования в боралюминии ударных волн с давлением до 76 кбар и длительностью воздействия менее 2 мкс. Скорость ударных плит увеличивалась до появления разрушения. Было установлено возрастание стенени разрушения волокон при увеличении скорости и определена скорость, вызывающая разрушение алюминия и расслоение двух видов бороалюми-ния. Скорость разрушения для композиционного материала, изготовленного плазменным напылением и диффузионной сваркой, в 3 раза превышает скорость разрушения для алюминиевых образцов, в то время как соответствующая характеристика для плазменно-наНыленного паяного материала оказалась несколько меньше скорости разрушения для алюминия. Этот эффект связан с различным характером расположения волокон, образующимся в процессе изготовления материала. Как показано на рис. 15, в, г, в образцах, изготовленных диффузионной сваркой, волокна не соприкасаются, что способствует затуханию волны в результате интенсивного рассеяния. В паяных образцах (рис. 15, а, б) волокна соприкасаются, причем точки контакта располагаются по направлению волны. Таким образом, волна распространяется по волокнам бора, обладает меньшим рассеянием, и в результате скорость разрушения оказывается того же порядка, что и для алюминия. [c.306]

Автоматизированные процессы изготовления должны повысить стабильность качества отдельных деталей при массовом производстве. Это обстоятельство совместно с совершенствованием стандартов на исходные компоненты обеспечит онижение стоимости изготовления вследствие уменьшения процента брака. Вероятно, будущие проекты представят собой комбинацию новых подходов и материалов. Например, в типовом самолете часть конструкции может быть выполнена цельнометаллической, часть — с использованием местного усиления композиционными материалами, тогда как все остальное — изготовлено из эпоксидного углепластика или боралюминия. Конкретный выбор будет предоставляться изготовителю и частично зависеть от его отношения к рассматриваемому материалу. [c.68]

Металлические матрицы. Перспективные разработки многих лабораторий направлены на то, чтобы в качестве матриц использовать алюминий, магний, титан, никель и тугоплавкие металлы. Методом пронитки волокон магниевыми сплавами были получены конструкционные детали промышленного назначения. Однако значительный успех достигнут при разработке боралюмпння. В 1971 г. было получено приблизительно 450 кг боралюминия. В настоятцее время проводятся исследования композициоппого материала алюминий — углеродное волокно, но пока нет его промышленного производства. [c.90]

Боралюмипий в основном используется при содержании волокон 50 об. %. Несмотря на то, что рассчитанный по правилу смеси предел прочности на растяжение составляет 16—18-10 кгс/см , фактически листы и ленты, полученные диффузионной сваркой, редко обеспечивают предел прочности выше 12-10 кге/см . Предел прочности на срез боралюминня также значительно ниже теоретического значения. Согласно последним сообгЦениям, использование борного волокна диаметром 0,14 мм вдвое увеличивает прочность на срез боралюминия. Это происходит, по-видимому, из-за того, что волокна бора диаметром 0,14 мм достаточно прочны и лучше противостоят продольному расщеплению, чем волокна диаметром 0,10 мм. [c.91]

Точечная сварка боралюминия. Точечная сварка является одним из наиболее надежных и дешевых способов соединения бор алюминиевых композиций как между собой, так и с алюминиевыми сплавами. Высокое качество и надежность соединения объясняются тем, что волокна в месте сварки не перерезаются и не подвергаются длительному воздействию высоких температур. Для точечной сварки используют обычную сварочную аппаратуру. Режимы сварки легко контролируются. Наличие борных волокон резко снижает тепло- и электропроводность материала по сравнению с алюминием, волокна препятствуют свободному распределению расплава и формированию ядра. Тем не менее была разработана технология точечной сварки боралюминия, позволяющая получать прочные соединения [151]. Производилась сварка одноосноармированного боралюминия (50 об. % волокна), боралюминия с перекрестным армированием (45 об. % волокна) и алюминиевого сплава 6061 в различных сочетаниях. [c.193]

Боралюминий — боралюминий. Одноосноармированные листы толщиной 0,5 мм удовлетворительно сваривались при воздействии двух импульсов сварки в противоположных направлениях. Это позволило сосредоточить сварочное ядро в средней части. Для предотвращения расщепления материала и выброса металла сварочный ток (количество выделяемой теплоты) был снижен, давление увеличено до 900 кгс при одновременном сокращении времени приложения давления. [c.193]

Средняя прочность сварной точки при сварке одноосноармиро-ванных боралюминиевых пластин толщиной 0,5 мм между собой составила 90% от прочности боралюминия эквивалентного сечения. Прочность соединения боралюминия с перекрестным армированием выше по сравнению с одноосноармированным. Прочность многоточечного соединения составляет 70% прочности композиционного материала. [c.194]

В табл. 37 приведены типичные свойства соединений, полученных методов точечной сварки. Сваривались боралюминий с титаном (листы) в следующих сочетаниях а) одноосноармированный боралюминий (0,64 мм) с титаном (0,64 мм) б) перекрестноармиро-ванный боралюминий (0,52 мм) с титаном (0,51 мм) в) одноосно-армированный боралюминий (1,52 мм с поперечным упрочнением стальной проволокой) с титаном (0,51 мм) г) перекрестноармиро-ванный боралюминий (5,1 мм) с титаном (1,52 мм). [c.195]

Боралюминий (одно-осноармированный с поперечным упрочнением стальной проволокой) Титан [c.196]

Клеевые, клеесварные и клееболтовые соединения. Клеевые соединения боралюминия и алюминия, армированного стальной проволокой, почти ничем не отличаются от соединений обычных алюминиевых сплавов как по технологии склеивания, так и по [c.197]

Прочность клеевых швов на сдвиг листов из боралюминия в случае применения полиимидных клеев составляла 2,1 кгс/мм при комнатной температуре и 1,05 кгс/мм при 315° С [150]. Отмечается, что комбинированные клееболтовые и клееклепаные соединения имеют в 3 раза более высокие прочностные свойства, чем клеевые и механические в отдельности. [c.198]

В качестве примера рационального использования различных методов соединения боралюминия в конструкциях приведены крышка люка самолета F-106 и силовой шпангоут самолета F-111. Крышка люка размером 289x280 мм с радиусом кривизны 1090 мм выполнена клееной. Шпангоут размером 762 х 1220 мм изготовлен из титана и композиционного материала на основе алюминиевого сплава 6061-Т6 и волокон борсик. Для соединения элементов применяли точечную сварку, склейку и механический крепеж. Во время прочностных испытаний образцов разрушение произошло при нагрузках, составляющих 160 и 130% предельной расчетной для крышки и шпангоута соответственно. [c.198]

Для борных волокон характерно упругое деформационнонапряженное поведение при низких температурах и большое сопротивление ползучести при повышенных температурах. Максимальная допустимая температура формообразования боралюминия в твердом состоянии не превышает 600° С, волокна при этом претерпевают очень малые пластические деформации до разрушения. Максимальное удлинение материала при разрушении составляет менее 1% (Крейдер). Матрица же обладает высокой пластичностью при малом уровне напряжений уже при 400° С это обеспечивает некоторую возможность формоизменения материала в целом в условиях, когда деформация осуществляется только за счет сдвига матрицы. [c.199]

Можно рекомендовать следующий режим гибки одноосноарми-рованного боралюминия в направлении, при котором ось изгиба перпендикулярна волокнам (в жесткой оснастке) температура 450—500° С скорость нагружения 1 мм/мин радиус изгиба 10— [c.199]

Значительно легче осуществляется процесс формообразования боралюминия с перекрестным расположением волокон, если ось изгиба не перпендикулярна к одному из направлений волокон. Наличие пластичной матрицы, обеспечивающей деформацию скольжением, использование металлических прокладок для смещения нейтральной оси позволяют достичь критического радиуса до пяти толщин деформируемого материала. Основными факторами, определяющими величину критического радиуса, являются температура формообразования (450° С и выше) [222], время выдержки под давлением и скорость охлаждения. Последние два фактора определяют величину угла нружинения материала. [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...