Метод твердофазного совмещения матрицы и волоком
Обработка давлением является одним из наиболее часто применяемых методов изготовления МКМ, состоящих из деформируемых матричных металлов и сплавов.
Если в качестве арматуры выбраны волокна со значительным запасом пластичности, то уплотнять МКМможно прокаткой, импульсным прессованием с помощью взрыва или ударной нагрузки, гидроэкструзией и т.п. В случае армирования металлов хрупкими или малопластичными волокнами чаще всего применяют процессы, при которых степень пластической деформации невысока, например диффузионную сварку или прокатку с малыми обжатиями.
В зависимости от формы полуфабриката используют различные способы сборки заготовок, подвергаемых пластической деформации.
Листовые заготовки собирают способом монослоев или способом "сэндвич". Заготовки типа "сэндвич" — укладкой в пакет слоев волокон (сеток, матов, тканей) и матричных слоев фоль-ги, соблюдая последовательность укладки слоев, требуемую схему армирования и степень армирования. Нужную степень армирования в заготовке обычно обеспечивают за счет применения матричной фольги различной толщины, укладки различного числа слоев арматуры или использования волокон разного диаметра. Способом "сэндвич" получают заготовки только с продольно-поперечным расположением волокон.
|
|
В соответствии со способом монослоев (рис. 1.21), можно собирать заготовки, в которых слои волокон могут быть ориентированы под различными углами один к другому для наилучшего восприятия внешних нагрузок.
| Рис. 1.21.Схема формования боро-алюминиевых МКМ способом намотки монослоев: а — получение заготовки; б — прессование заготовки; / - барабан; 2— алюминиевая фольга; 3 — натяжное устройство; 4 — бобина бороволокна; 5 — заготовка |
При сборке заготовок этим способом осуществляют намотку бороволокна (одного слоя волокон с требуемым шагом и углом намотки) с бобины на цилиндрический барабан-оправку, на котором закреплен слой алюминиевой фольги. Для фиксации геометрии укладки воло'кна закрепляют на фольге беззольным клеем в местах, по которым в
дальнейшем фольга разрезается. Снятые с барабана монослои укладывают в нужном порядке в стопку и уплотняют прессованием.
Трубчатые и прутковые заготовки получают прокаткой, экструзией и волочением (рис. 1.22).
Армированный монослой (рис. 1.22,а), состоящий из матричной рифленой фольги и матричной полосы (рис. 1.22,6), между которыми расположены волокна, сворачивают в плотный рулон (рис. 1.22,в), подлежащий последующему уплотнению.
Другим методом получения прутковых заготовок, в которых арматура ориентирована вдоль оси прутка (рис. 1.22,г), можно назвать укладку в трубу волокон с нанесенным на них матричным покрытием (биметаллическое волокно). Если укладку биметаллических волокон провести между внутренней и наружной трубами (рис. 1.22,д), то можно получить трубчатую заготовку МКМ.Уплотняют такие заготовки гидроэкструзией или волочением. Трубчатые заготовки можно также получить совместной намоткой армирующего и матричного волокон.
Рис. 1.22.Схема получения армированных рулонных прутковых заготовок (о -в) и трубчатых заготовок из биметаллической проволоки (г, д): а - армированный монослой; б — полоса с армирующими и матричными волокнами; в — сворачивание армированной полосы в рулон; 1 — матричная рифленая фольга; 2 - матричная полоса; 3 — армирующее волокно; 4 - волокно из металла матрицы; 5 — биметаллическое волокно; 6 - трубчатая оправка
ется отсутствие больших пластических деформаций, поэтому диффузионная сварка незаменима при получении МКМ, армированных хрупкими волокнами. Особенно большими возможностями обладает метод диффузионной сварки под давлением в газостате или автоклаве.
Динамическое горячее прессование основано на использовании для уплотнения пакета энергии удара. Предварительно пакет равномерно прогревают, затем переносят под молот и наносят удар падающими частями с заданной энергией. При этом компоненты МКМ соединяются в течение долей секунды. Недостаток этого метода получения МКМ — нельзя использовать хрупкие волокна.
Сварка взрывом — весьма перспективный метод получения МКМ как в виде полуфабрикатов (листов, труб), так и в виде готовых изделий. При его использовании требуется нагрев перед деформацией, что позволяет сохранить исходную прочность армирующих волокон.
В табл. 1.20 представлены характеристики однонаправленных МКМ, полученных методами твердофазного совмещения.
Таблица 1.20
Наиболее производительный способ производства армированных лент и листов - прокатка. Согласно этой технологии между валками прокатного стана уплотняют либо матричные ленты и арматуру в виде непрерывных волокон (сеток, листов),
|
|
| Рис. 1.23.Схема непрерывного процесса прокатки металлических армированных полос: 1,3— разматыватели полос; 2 — бункер для дискретных волокон; 4 — рабочая клеть прокатного стана; 5 — армированная полоса; 6 — ролики |
либо ленты с расположенными между ними дискретными элементами (рис. 1.23). Прокаткой можно получить и армированные профили. Для этого используют сортовые прокатные станы, в калибры которых подают матричные ленты вместе с волокнами.
Для уплотнения заготовок типа "сэндвич", а иногда для изготовления готовых деталей из МКМ применяют диффузионную сварку. Отличительным признаком этого процесса явля-
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 539; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!