Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
00 ответы на билеты ТКМ.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
2.12 Mб
Скачать
  1. Материалы матриц.

В качестве материалов матриц при из­готовлении МКМ применяют освоенные промышленностью металлы и сплавы, а также сплавы, создаваемые специально для получения МКМ.

В зависимости от требуемых эксплуатационных свойств применяют следующие материалы: легкие металлы и сплавы на основе алюминия и магния; сплавы на основе титана, меди; жаропрочные и жаростойкие сплавы на основе железа, никеля и кобальта; туго­плавкие сплавы на основе вольфрама, мо­либдена и ниобия.

Алюминиевые сплавы обладают хоро­шей пластичностью, коррозионной стой­

костью, но сравнительно невысокой проч­ностью.

Перспективным для жаропрочных КМ является САП (спечен­ный алюминиевый порошок), который представляет собой алюминий, упроч­ненный дискретными частицами оксида алюминия. МКМ на основе САП имеют высокую жаропрочность (до 500 °С), хо­рошо обрабатываются давлением, резани­ем и обладают высокой коррозионной стойкостью.

Магний и его сплавы характеризуются низкой плотностью, относительно высо­кими механическими свойствами, способ­ностью сопротивляться ударным нагруз­кам и вибрациям. Кроме того, они доста­точно пластичны и хорошо обрабатыва­ются давлением.

Титановые сплавы имеют малую плот­ность, а по прочностным характеристикам превосходят алюминиевые и магниевые сплавы. Они имеют достаточно хорошие литейные свойства и могут обрабатывать­ся пластическим деформированием в ши­роком интервале температур (600 ... 1200 °С).

Медь и медные сплавы имеют высокую электропроводимость и теплопроводность. В технологическом отношении медь и ее сплавы характеризуются высокими пла­стическими свойствами. В большинстве случаев медные сплавы пластически де­формируются в холодном состоянии.

Жаропрочные и жаростойкие сплавы получают на основе системы никель - хром с легирующими добавками вольфрама, молибдена, титана, алюминия. Они стойки к образованию окалины на поверхности в газовых средах при нагреве свыше 500 °С.

Порошковой металлургией стало воз­можно получать МКМ с матрицей из особотугоплавких сплавов - ниобия, вольф­рама, молибдена и сплавов на их основе. Волокнистыми наполнителями (нитевид­ными кристаллами из тугоплавких соеди­нений) эти матрицы армируют с целью придания им особых эксплуатационных свойств (ударопрочности, термостойкости и других специальных физических харак­теристик).

  1. Способы получения полуфабрикатов и готовых изделий из волокнистых композиционных материалов.

При разработке технологического про­цесса получения изделий из КМ прихо­дится в комплексе решать многие вопро­сы: выбор армирующих и матричных ма­териалов, их химическое взаимодействие, смачивание, способы ориентации арми­рующих волокон, способы окончательного объединения волокон и матрицы в единое целое (изделие), выбор оптимальных технологических режимов и др. Не существу­ет универсального технологического про­цесса, пригодного для получения любого изделия из КМ.

1 – бак суспензии; 2 – фильтр; 3 – ролики; 4 – камера для отбора жидкости; 5 – валки; 6- печь.

Пряжей называют нить из коротких воло­кон, соединенных путем кручения.

1 – полосы материала матрицы; 2 – рифленая фольга из материала матрицы; 3 – армирующие волокна; 4- волокна из материала матрицы.

Технологическому процессу получения КМ предшествуют вспомогательные операции: очистка, мойка и сушка волокон, объединение их в жгуты или каркасы, получение элементарных соединений матри­ца - волокно, сборка чередующихся слоев элементов и др.

Все технологические способы получе­ния препрегов, полуфабрикатов и изделий из МКМ условно можно разделить на че­тыре основные группы: парогазофазные, жидкофазные, твердожидкофазные и твер­дофазные.

Парогазофазные способы применяют для нанесения на волокна жгута, ленты и ткани барьерных или технологических покрытий.

Жидкофазные способы используют на всех стадиях производства КМ - от полуфабрикатов до изделий. К ним отно­сятся протяжка волокон, жгутов и тканей через расплав материала матрицы для пла­стифицирования волокна и получения со­ответствующих препрегов; пропитка паке­тов препрегов материалом матрицы на стадии получения полуфабрикатов или готовых изделий из КМ; плазменные и некоторые другие виды газотермического распыления металлов для получения лен­точных препрегов и "корковых" полуфаб­рикатов, подвергаемых последующему компактированию методами обработки давлением.

Твердожидкофазные способы ис­пользуют для получения полуфабрикатов и изделий из КМ методами горячего прес­сования, волочения и прокатки пакетов, препрегов.

Твердофазные способы используют для компактирования изделий из полу­фабрикатов.

Универсальным и наиболее освоенным промышленностью способом изготовле­ния КМ является пропитка.

На предприятиях обычно организуют выпуск полуфабрикатов в виде листов, труб, профилей и т.д.

Если в качестве армату­ры выбраны волокна или проволоки со значительным запасом пластичности, то уплотнять МКМ можно ковкой, прокат­кой, импульсным прессованием и др. Воз­можны также различные способы диффу­зионной сварки.