9. Технологічні схеми отримання композитів
Всі способи отримання композитів підрозділяються на тверді, Рідкофазний і осадження.
Вони полягають в попередньому поєднанні (об'єднанні) армованих елементів і матриці і їх подальшого компактірованія в виріб за допомогою гарячого пресування, кування, прокатки, дифузійної зварювання, екструзії і ін. Методів.
Для виготовлення композитів, армованих високоміцними частинками, безперервними і короткими волокнами, матами, сітками, найбільше застосування знаходять твердофазні методи порошкової металургії. Ці методи дозволяють отримувати композити із заданою пористістю, але до недоліків методів слід віднести труднощі рівномірного розподілу арміруемой фази в об'ємі матриці на етапі підготовки шихти, а також можливість пошкодження волокон при компактування.
Найбільш продуктивним процесом шаруватих композитів методом твердофазного суміщення є технологія безперервного компактірованія з використанням прокатки або дифузійної зварювання. За цією технологією між валками прокатного стану ущільнюють до компактного стану або матричні стрічки і арматуру у вигляді безперервних волокон (сіток, матів), або стрічки з розташованими між ними дискретними волокнами.
Найбільше застосування отримує зварювання вибухом - основний спосіб отримання шаруватих композитів, при якому з'єднання утворюється в твердій фазі. Метод не вимагає нагріву перед деформацією, що зберігає хорошу міцність арміруемих волокон. Таким способом одержують багатошарові листи, смуги, циліндричні заготовки і т.д. В результаті детонації вибухової речовини відбувається зіткнення метану пластини і заготовки. При цьому має місце значна пластична деформація поверхневих шарів і їх місцевий адіабатичний нагрів, що призводять до утворення міцного зварного з'єднання окремих пластин.
Ці методи отримують розвиток в останні роки. Вони полягають в синтезі композитів (створення) нанесенням на підкладку чергуються шарів матриці і арматури. Існує кілька способів отримання композитів нанесенням покриттів: плазмовим напиленням, електролітичним осадженням, осадженням з газової фази, вакуумним, емісійним і ін. Методами.
Ці методи мають ряд істотних переваг, головні з яких: можливість отримання виробів складної конфігурації з мінімальною наступною обробкою або без неї; обмежене силове вплив на тендітні компоненти; широка номенклатура компонентів; спрощене аппаратурное забезпечення; висока продуктивність і можливість механізації; реалізація безперервних технологічних процесів.
Рідкофазний методи передбачають використання ряду технологій.
З їх допомогою композити отримують двома способами: з'єднанням твердих і рідких фаз і з'єднанням різних компонентів, що знаходяться в рідкому стані.
Процес з'єднання твердих і рідких фаз здійснюється в наступному порядку:
· Укладання, установка армованих елементів в порожнину ливарної форми перед заливанням матричних розплавом (I-III, VI, VII);
· Заливка в ливарну форму гетерогенного матричного розплаву, що містить армовані елементи, приготованого в ковші (IV);
· Введення армованих елементів в матричний розплав в процесі заливки його в кристалізатор або ливарну форму (V, X);
· Складання (намотування армованих елементів в присутності рідкого матричного сплаву (IX)).
А) Методом вакуумного всмоктування (VII) отримують, наприклад, композиційні виливка з жароміцного сплаву, армовані W-волокна.
Б) Метод лиття з комплексним електромагнітним і вакуумним впливом (VIII) дозволяє усунути небажане ерозійне руйнування поверхні армованих волокон, при вакуумному всмоктуванні - електромагнітне поле регулює швидкість руху розплаву при заливці і просочення.
Одним з найбільш поширених методів отримання багатошарового металу є так зване лите плакірованіе - рідких металів твердих армованих елементів, попередньо розміщених в ливарній формі або виливниці. Наприклад, для отримання біметалічного плакированного листа, сляб з легованої корозійностійкої сталі з попередньо прострогать і знежиреної поверхнею встановлюється на деякій відстані від стінки. Потім проводиться сифонная заливка в изложницу рідкої, вуглецевої сталі.
Патоном Б.Є. та ін. розроблений спосіб отримання шаруватих композитів з використанням електрошлакового обігріву (Ешо), який дозволяє отримати біметал з надійним з'єднанням незалежно від товщини металу, що прокочується (дивіться схему).
Застосування методу плакирования з використанням Ешо дозволяє розширити можливості композицій різних елементів для отримання заданого поєднання властивостей, економити леговані стали, підвищувати якості виробів з біметалу.
Широкий розвиток отримало ливарне плакірованіе втулок, циліндрів, трубних заготовок за допомогою відцентрового лиття, технологічні схеми якого різні.
4.Електрошлаковий переплав.
Для отримання композитних заготовок є технологія електрошлакової переплавки (ЕШП): загальна чавунна ванна розділяється металевої, охолоджувальної перегородкою на два сполучені між собою відділення, над якими переплавляються електроди відповідного складу. При стаціонарному закріпленні кристалізатора в міру наплавления злитка, перегородка піднімається.
Плакірованіе деталей і заготовок з участю рідкої фази здійснюється і методом наплавлення. Процес наплавлення може здійснюватися дротяними або стрічковими електродами. Метод характеризується високою продуктивністю, забезпечує невелику глибину проплавлення основного металу.
Недоліки: трудомісткість; додаткова механічна обробка;
Використовується і спосіб ЕШ-наплавлення головним чином для ремонту великогабаритних виробів (прокатних валків, штампів та інших).
Для отримання ряду багатошарових композицій з металів з різко різними властивостями застосовується ефективний метод жидкофазного суміщення - пайка (між сполученими шарами поміщається припай у вигляді фольги, порошку; зібраний пакет нагрівається до температури розплавлення припая і охолоджується).
7.Метод спрямованої кристалізації.
Отримання мікрогетерогенних композитів здійснюється методом спрямованої кристалізації евтектичних розплавів: з розплаву, що кристалізується в умовах інтенсивного спрямованого відводу тепла, випадають паралельні напрямку тепловідводу голчасті або пластинчасті кристали, рівномірно розподілені в матриці. Ці кристали (армована фаза) мають механічні властивості, близькі до властивості вусів, добре пов'язані з матрицею, тому міцність волокнистих евтектики досить висока.
За допомогою спрямованої кристалізації отримані композити на основі Al. Mg. Cu. Ni. Co. Nb. Ti та інші. Ці нові матеріали, що складаються з направлено розташованих взаимопроникающих один в одного фаз, отримали назву природних композиційних матеріалів. На відміну від звичайних жароміцних сплавів вони є анізотропними, характеризуються більш високими показниками міцності і жароміцності. Використання литих евтектичних жароміцних матеріалів перспективно в першу чергу в енергетичному машинобудуванні і космічній техніці, де потрібна висока жароміцність (стійкість) вироби.
Сайт створено в системі uCoz