Изготовление изделий из металлических композиционных материалов

Изготовление изделий из металлических композиционных материалов [c.461]

Одна из особенностей композиционных материалов, послужившая причиной их применения, состоит в свободном выборе геометрии изделия. Это позволяет снизить производственные затраты до уровня, сравнимого с затратами на изготовление аналогичных металлических конструкций. [c.10]

Современная металлургия обладает целым арсеналом различных технологических методов получения сплавов, полуфабрикатов и изделий из них. Эти методы включают различные виды литья, процессы порошковой металлургии, обработки давлением, напыления и осаждения и многие другие. Основные принципы всех этих технологических способов либо уже применяются, либо могут найти применение при получении металлических композиционных материалов. Выбор технологического метода получения того или иного металлического композиционного материала определяется в основном следующими факторами видом исходных материалов матрицы и упрочнителя возможностью введения упроч-нителя в матрицу без повреждения его, создания прочной связи на границе раздела упрочнитель — матрица и максимальной реализации в материале свойств матрицы и упрочнителя, получения необходимого распределения упрочнителя в матрице, совмещения процессов получения материала и изготовления из него детали экономичностью процесса. [c.90]

В результате местного усиления можно достигнуть снижения массы на 15—25%. Обычно для усиления какого-либо участка предварительно отвержденные полоски композиции наклеивают на фланцы крышки изделия. При этом достигается экономия расходов, так как сокращается общая потребность в композиции, упрощается его формовка и раскрой. Надежность возрастает, так как армирующие полоски имеют очень простую геометрию и изготовляются почти в идеальных условиях. Во многих случаях металлические детали конструируются исходя из допустимых напряжений выборочная армировка материала позволяет достигать в конструкции предельных напряжений. В связи с этим риск, связанный с использованием композиционных материалов, очень невелик. В конструкциях такого типа можно пользоваться обычными металлическими соединениями — сваркой либо клепкой. При этом надежность может быть существенно повышена вследствие значительного технологического опыта, приобретенного в части получения таких соединений в аэрокосмической технике. И, наконец, уменьшается риск срыва графика выпуска изделия. Если изделие, целиком изготовленное из композиционных материалов, не выдерживает приемные испытания, то переход на металлоконструкции может потребовать отсрочки несколько месяцев. Если же какая-либо деталь с местным усилием не проходит статические, циклические испытания или испытания на ползучесть, рабочий чертеж может быть легко переработан с целью увеличения сечения по металлу. [c.103]

Динамическое горячее прессование. Этот процесс, относящийся к категории импульсных методов формирования и называемый за рубежом процессом формования с применением высоких скоростей и энергий, применялся первоначально для прецизионной ковки металлических слитков в изделия сложной формы. Изготовление композиционных материалов этим методом заключается в диффузионной сварке пакета предварительной заготовки, нагретого до необходимой температуры, в результате кратковременного приложения очень больших давлений. Динамическое горячее прессование предварительных заготовок может осуществляться на ковочных молотах и подобных им установках в специальных пресс-формах или в вакуумированных пакетах. Одна из таких установок, применявшаяся для изготовления композиционного материала на основе титанового сплава Ti—6% А —4%V, упрочненного волокном карбида кремния, описана в работе [223]. Эта пневмомеханическая установка динамического прессования, внешне похожая на молот, имеет значительно более высокий уровень энергии падающих частей. Пуансон в ней прикреплен к раме массой 1 т. Рама, выстреливаемая давлением газа, толкает пуансон в закрытую матрицу. Скорость падения пуансона составляет 132 [c.132]

Терминология. Термин волокнистые композиционные материалы означает, что для упрочнения материала используются волокна. Поэтому их называют также композиционными материалами,, армированными волокнами. Свойства различных типов армирующих волокон перечислены в табл. 1.2. Как видно из таблицы все армирующие волокна обладаю высокой прочностью диаметр волокон обычно составляет 5 100 мкм. Сами волокна не используются для изготовления конструкций, изделий и т. д. Лишь соединяя их между собой с помощью полимерной, металлической или другой матрицы, можно получать композиционные материалы и изготавливать из них листы, трубы и другие изделия. Эти материалы и представляют собой волокнистые композиционные материалы, или армированные материалы. Для получения армированных углерод- [c.16]

Композиционные материалы (КМ) — это гетерофазные системы, состоящие из двух или более компонентов, в которых сохраняются индивидуальные свойства каждого компонента. Композиционные конструкционные материалы по совокупности различных свойств выгодно отличаются от металлических конструкционных материалов, что позволяет совершенствовать существующие конструкции, а также открывать новые пути в области конструирования и технологии изготовления изделий самого различного назначения. Тот факт, что необходимые функциональные свойства этих материалов формируются в процессе изготовления конкретной конструкции, во много раз увеличивает их перспективность за счет варьирования состава и структуры композитов. [c.113]

Самый простой вариант метода пропитки заключается в укладке волокон в литейную форму и заливке в нее под действием силы тяжести расплавленного или полурасплавленного металла матрицы [122, 130]. При этом могут быть применены литейные формы, используемые для изготовления изделий из обычных металлических сплавов, и стандартное литейное оборудование. Существенным недостатком такого метода является наличие после заливки в материале пустот, сильно снижающих прочность композиционного материала. Образование таких пустот связано с тем, что при большом (40—80 об. %) содержании упрочняющих волокон, уложенных в литейной форме, расстояния между ними чрезвычайно малы, и давления заливаемого металла, обусловленного только весом металла, оказывается недостаточно для полной пропитки волокон. Другая важная причина образования пористости в матрице — отсутствие питателя (выпоров) в такой литейном системе, какой является отдельный капилляр, и отсутствие в связи с этим компенсации литейной усадки в этом капилляре. По-видимому, это явля- [c.91]

Прессование. Основной операцией процесса изготовления композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением является прессование. Именно в процессе этой операции происходит соединение отдельных элементов предварительных заготовок в компактный материал (формирование изделий). В отличие от прессования как метода обработки давлением металлов и сплавов, заключающегося в выдавливании металла из замкнутой полости через отверстие в матрице и связанного с большими степенями деформации обрабатываемого материала, данный процесс по своему существу ближе к процессу прессования порошковых материалов, применяемому в порошковой металлургии. Прессование заготовок композиционных материалов в большинстве случаев осуществляется в замкнутом объеме (в пресс-формах, состоящих из матрицы и двух пуансов типа пресс-форм, применяемых для получения изделий из металлических порошков) и с незначительной пластической деформацией материала матрицы, необходимой только для заполнения пространства между волокнами упрочнителя и максимального уплотнения самой матрицы. При этом, как и в процессе горячего прессования порошков, наряду с пластической деформацией матрицы, на границе раздела 126 [c.126]

К группе слоистых материалов следует отнести гранулослоистые композиционные материалы. Они обладают высокими ударной вязкостью и прочностью, при изгибе и хорошей термостойкостью и стойкостью к окислению, некоторой пластичностью, чего нет у чистой керамики. Изготовляют гранулослоистые композиционные материалы прессованием изготовленных гранул, которые состоят из чередующихся слоев металлической и керамической фаз. Далее изделие обжигают при температуре, присущей данной паре компонентов. В некоторых случаях применяют горячее прессование. [c.249]

Предлагаемая советским специалистам книга Углеродные волокна , изданная в 1984 г. в Японии под редакцией проф. С. Симамуры, представляет собой коллективную монографию, подготовленную четырнадцатью ведущими японскими специалистами, и охватывает самые различные аспекты сравнительно молодой, но весьма перспективной области современного материаловедения. В книге рассматриваются вопросы получения углеродных волокон и армированных ими композиционных материалов, структура и свойства волокон и полимерных связующих для углепластиков, характеристики композиций на основе полимерных и металлических матриц, технология изготовления из низ элементов конструкций, а также применение этих материалов в самых разнообразных изделиях - от спортивного снаряжения до космических аппаратов. [c.5]

Испытание емкостей внутренним давлением — один из методов оценки свойств материала при двухосном растяжении и определения конструкционной прочности изделий, работающих под внутренним давлением (корпусы двигателей, баллоны для хранения сжатых газов, гермокабины и т. п.). Метод позволяет учесть форму и размеры реального изделия, полуфабрикат, из которого изготавливается изделие, технологический процесс производства и условия эксплуатации (повторность нагружения, температурный режим, среду и т. п.) и в ряде случаев является единственным способом оценить правильность выбора материала и технологического процесса (при изготовлении емкостей из композиционных материалов и металлических емкостей, армированных композиционными материалами, а также при изготовлении емкостей штамповкой, прессованием, раскаткой). [c.222]

НЫМИ металлами происходит их износ или смятие. Поэтому рекомендуется изделия из алюминия и магния подвергать местному упрочнению (например, поршень на рис. 1, а, изготовленный из алюминиевого сплава, в котором канавки для поршневых колец выполнены из более твердых материалов — легированной стали или чугуна). Для создания связей такую вставку предварительно прогревают и заливают металл с перепуском. При изготовлении поршней жидкой штамповкой надежная связь может быть создана при изготовлении вставки из пористых спеченных металлических порошков (ПСМП). Под давлением алюминиевый сплав пропитывает вставку из ПСМП, благодаря чему создается композиционный слой твердостью 140—160 НВ при надежной его связи с поршнем. [c.669]

Углеродные пресс-материалы и текстолиты применяются при изготовлении различных деталей, в качестве антифрикционных, хемостойких и других материалов. Из них изготавливаются, в частности, вкладыши подшипников. На основе пресс-волокнитов и листовых углеродных препрегов с фенольными и другими хемостойкими матрицами производятся детали насосов, арматура, теплообменники, композиционные хемостойкие покрытия на металлических изделиях (чаще всего емкостях и другой химической аппаратуре). Эти материалы используются взамен ранее применявшихся материалов на основе асбеста (фаолит). [c.778]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...