Файл: Колпашников, А. И. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами.pdf

Авторы исследовали также влияние отношения ljdB

тывали при 400°С с суммарным обж-атием есум=50%, затем испытывали на растяжение. Результаты испыта­ ний приведены на рис. 90. По итогам испытаний можно

прочность армированного материала уступает прочности матрицы.

Три технологические схемы производства армирован­ ных листов с алюминиевой матрицей изложены в рабо­ те [404]. В первой из них волокно (борволокно, стекло­ волокно, пол-икристаллические волокнаSi02, стальную проволоку) протягивают через ванну с матричным ра­ сплавом, после чего наматывают в несколько слоев на центральную тонкую пластину. Между -слоями алитиро­ ванных волокон прокладывают листы алюминиевой фольги. Затем скрепленный пакет -нагревают до темпе­ ратуры начала деформации матричного алюминиевого Ьплава -и прокатывают в направлении, поперечном по отношению к направлению волокон в заготовке (паке­ те). На рис. 91 показано влияние отношения толщины алитированного слоя к диаметру волокон dB на пре­ дельную объемную долю волокон VB в армированных листах, получаемых по этой технологии.

159

iB другой технологической схеме с ‘некоторым смеще­ нием наматывали армирующие волокна бора без пок­ рытия и проволоку из алюминиевого сплава так, что в каждом слое они чередовались. Между слоями волокон прокладывали алюминиевую фольгу для предотвраще­ ния непосредственного контакта волокон различных слоев. После ‘получения заготовок производили нагрев и вакуумное спрессовывание при температуре 480°С, пос­ ле чего заготовки прокатывали на необходимую толщи­ ну. По изложенной схеме получали армированные лис­ ты, содержащие 25% (объемн.) волокон.

Третья схема производства армированных листов с алюминиевой матрицей заключается в намотке прово­ локи из мартенситостареющей стали на относительно толстую среднюю пластину (а затем последовательно на -полученную намоткой часть заготовки устанавливают обкладки и вновь производят намотку и т. д.), нагреве и прокатке пакета. Тот же метод успешно использован для армирования алюминия бериллиевой проволокой и волокнами бора. Эта схема отличается простотой, малы­ ми производственными затратами, большим габари­ тами получаемых листов, -отсутствием реакций между волокнами и матрицей. Очень высокой производитель­ ностью отличается процесс армирования полос сеткой. Однако следует о-тметить, что яри получении таких лис­ тов прокаткой заметное упрочнение ‘может достигаться лйшь в том случае, ко-гда степень деформации при про­ катке мала и не приводит к разрушению сетки. Прове­

поступают компоненты армированной полосы: с первого

*Эксперименты по армированию алюминиевых листов стальны­ ми сетками авторы провели совместно с И. И. Ивановым.

**Б о т в и н а Л. Р. Исследование металлических армирован­ ных систем при различных видах нагружения. Автореф. канд. дис.

М. ИМЕТ АН СССР, М„ 1969.

*** Пат. (США), кл. 29—497.5, № 3406446, 1969.

160

пользуемой три обработке алюминия (370—460°С). Армирование полос дискретными волокнами осуще­ ствляют по схеме непрерывной прокатки, показанной на рис. 93 [98].

прокатного стана

[Процессы армирования при прокатке стали и тяже­ лых цветных металлов выполняют по аналогичным схе­ мам. Они отличаются большей сложностью оборки па­ кетов, операций по их герметизации, меньшими скорос­ тями прокатки и большими степенями деформации, не­ обходимыми для схватывания компонентов [(матрицы и волокон, а также матричных слоев .между собой).

Технологическая схема получения армированных листов йз указанных [материалов включает следующие основные этапы [105]:

(1) сборка пакета, состоящего из чередующихся сло­ ев матричных листов и волокон (сеток);

2) герметизация пакета для защиты соединяемых поверхностей от окисления при повышенных температу­ рах. Пакет обертывают фольгой из матричного мате­ риала, после чего производят заварку по контуру арго­ но-дуговой или электроннолучевой сваркой;

3)нагрев пакета;

4)деформация прокаткой или спрессовывание паке­

та в вакууме с целью получения компактного армиро­ ванного полуфабриката.

П р и м е р 1. Получение листов из сплава инконель 600, армиро­ ванного вольфрамовой проволокой (объемная доля Кв<|27%). Пакеты получали намоткой, три кромки заваривали в инертном газе дуговым способом, снимали зажимы и четвертую кромку заварива­ ли электроннолучевым способом в вакуумной камере. Нагретый до 1200°С пакет подвергали продольно-поперечной прокатке в несколь­ ко проходов с обжатием 5— 10%. Суммарное обжатие при прокат­ ке составило 50%. Степень долевой деформации во избежание раз­ рушения волокон вольфрама не превышала 25%. После каждого прохода пакет подогревали. Производство катаных армированных листов завершалось операцией отжига (980°С, 10 мин) [93].

П р и м е р 2. Получение листов из ферроникелевых сплавов, ар­ мированных вольфрамовыми волокнами [106]. Листы из сплавов Fe+50% Ni и Fe+1,35% Ni собирали в пакеты, волокна вольфра­ ма диаметром 30—250 мкм наматывали на листы перед сборкой. Пакет заваривали в никелевой оболочке толщиной 50 мкм и под­ вергали продольно-поперечной прокатке. Катаные листы отжигали при температуре 750°С в атмосфере водорода в течение 1 ч.

Листы, армированные относительно толстыми волок­ нами, можно получать с помощью другой технологичес­ кой схемы*. На полосе выдавливают продольные пазы (рис. 94, а), затем в них вкладывают (волокна и завальцовывают роликами (см. рис. 94, б).

Рис. 94. Получение полосы с однорядным ар­ мированием:

а — сечение полосовой заготовки; б — сечение армированного листа

Прокаткой можно получать также армированные профили. Например, алюминиевые сортовые профили, армированные стальной проволокой, можно получать следующим способом**. Очищенные механическим способом и обезжиренные волокна и ленты из алюми­ ния поступают в калибры сортового стана, причем к стальному волокну прикладываются заднее натяжение.

* Пат. (США), кл. 29599 (В21 39/00 В23р 11/00, В21 5/00),

№3553831, 1971.

**Пат. (Япония), кл. 12С224, № 14115, 1966.

162