Спекание порошковых композиционных материалов

Спекание изделий происходит при температуре, составляющей 70-90% от температуры плавления (Т = 0,7…0,9 Т_пл).

Спекание порошковых композиционных материалов, состоящей из порошков с различной температурой плавления можно производить в твердой фазе, или при наличии твердой и жидкой фаз. В первом случае температура спекания несколько ниже температуры наиболее легкоплавкого материала; во втором – выше температуры наиболее легкоплавкого материала, но ниже температуры плавления основного компонента.

 

Технология и условия получения эвтектических КМ

Эвтектическими КМ называют материалы, полученные кристаллизацией из сплавов эвтектического состава, в которых армирующей фазой служат ориентированные волокна или пластинчатые кристаллы, образованные в процессе направленной кристаллизации. Направленную кристаллизацию осуществляют перемещением расплава в зону охлаждения с постоянным температурным градиентом (метод Бриджмена). Эвтектические КМ получают, создавал плоский фронт кристаллизации. Температурный градиент составляет 50...70 °С/см, в усовершенствованных конструкциях – до 500 °С/см.

Эвтектические КМ изготавливают на основе сплавов алюминия, никеля, кобальта и т. д.

Высокопрочные эвтектические КМ имеют совершенную структуру, термически стабильную вплоть до температур плавления эвтектики.

Эвтектические КМ применяют для изготовления высокопрочных электрических проводов и выключателей, лопаток, крепежа и камер сгорания газотурбинных двигателей, деталей конструкций самолетов и ракет, в электронике и энергетических установках космических аппаратов.

 

Технология изготовления слоистых КМ

Слоистые материалы в виде листов, труб, прутков, лент, заготовок изготавливают прессованием, прокаткой, волочением, центробежным литьем, диффузионной сваркой, сваркой взрывом, пайкой и склеиванием из исходных компонентов.

Для соединения компонентов необходимо очистить поверхности от загрязнений, оксидов, масел. Процессу соединения в твердой фазе сопутствует пластическая деформация, которая для большинства сплавов ведется в нагретом состоянии.

Слоистые пластики

Текстолиты – получают из слоев ткани, пропитанной термореактивной синтетической смолой. Различают хлопчатобумажные текстолиты, асботекстолиты, стеклотекстолиты, карботекстолиты (угольная ткань) и др. Смолы – феноформальдегидные, эпоксидно-фенольные и др.

Гетинакс получают из бумаги, пропитанной термореактивной синтетической смолой. Иногда гетинакс армируют металлической фольгой, облицовывают х/б, или стеклотканями.

Древесно-слоистые пластики – получают «горячим» прессованием заготовок из древесины (шпона), пропитанных синтетическими термореактивными смолами. Шпон из лиственных пород древесины (берёза, бук, липа) толщиной 0,3…0,8 мм пропитывают водоэмульсионными или спиртовыми смолами в автоклавах. Иногда на шпон наносят смолу на вальцах. Затем его подсушивают, собирают в пакеты и прессуют при нагревании. Древесно-слоистые пластики применяют в качестве конструкционного и антифрикционного материала в авиа- и судостроении, в электротехнике и др.

Дублированные пластики – получают из листов полиэтилена, полипропилена и других термопластов, соединённых подслоем на основе ткани, химически стойкой резины, нетканых волокнистых материалов и т.п.

Кожу искусственную получают методами проклеивания или пропитывания волокнистой или тканевой основы латексами, растворами полимеров или смолами.

Простейшая технология изготовления металлопласта включает наклеивание на металлические листы полимерной плёнки (полиэтилена, фторопласта или поливинилхлорида). Покрытие может быть нанесено из паст, напылением порошкообразного полимера с последующим оплавлением и другими методами.

Соединение компонентов при диффузионной сварке, основанное на процессе диффузии, осуществляется в вакууме.

Сварка взрывом слоистых КМ позволяет соединять любые материалы с высокой прочностью, в том числе без нагрева, без вакуума за счет высоких удельных давлений в условиях косого соударения свариваемых материалов и эффекта самоочистки свариваемых поверхностей.

Выбор компонентов слоистых КМ осуществляют, исходя из их совместимости (механической и химической), в условиях изготовления и эксплуатации. Слоистые КМ применяют для изготовления биметаллического инструмента, высокопрочных я коррозионно-стойких конструкционных материалов (например, в виде листов, панелей, биметаллических труб).

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Б.Н. Арзамасов. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2004. – 648 с.

2. В.А.Струк. Материаловедение / В.А.Струк и др. – Минск: ИВЦ Минфина, 2008. – 519 с.

3. Ю. С .Карабасов. Новые материалы / Ю.С.Карабасов и др. – М.: «МИСИС», 2002. – 520 с.

4. О. С. Комаров. Технология конструкционных материалов / О.С.Комаров и др. – Минск: Новое знание, 2005. – 560 с.