RU2122038C1

RU2122038C1 - Method of manufacturing products from composite materials

Info

Publication number: RU2122038C1
Application number: RU97114376A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Ворошилов; Ю.Г. Прохоров; В.А. Крюков; В.Э. Готфрид; В.И. Карпенок; В.Н. Уштыков
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "ИНФИ-ЛТД"
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1998-11-20

Abstract

FIELD: composite materials. SUBSTANCE: invention relates to manufacturing composites, e. g. for slabs to protect rapidly-wearing surfaces of grooves passing loose materials or gas-dust stream conduits, etc. Method of invention, including preparation of mixture of components and filling of mold to form products, is distinguished by that, mixture of composite material components is prepared by pouring filler, heated to temperature above melting point of matrix metal, into molten matrix metal to give blend which is used to fill mold. EFFECT: enabled conduction of process in any atmosphere, including air, and obviated necessity of preheating mold when large-size products are molded.

Description

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов, в частности к способам изготовления изделий с улучшенными эксплуатационными характеристиками. The invention relates to the field of manufacturing composite materials, in particular to methods for manufacturing products with improved performance.

Известен способ, согласно которому форму заполняют твердым заполнителем, после чего форму с заполнителем разогревают до температуры, превышающей температуру плавления металла матрицы, а затем поверх разогретого заполнителя заливают металл матрицы, который расплавляется в отдельном агрегате. После заливки металл матрицы пропитывает засыпанный в форму заполнитель. После остывания материал изделия представляет собой плотную металлокерамическую массу /1/. There is a method according to which the mold is filled with a solid aggregate, after which the mold with the aggregate is heated to a temperature higher than the melting temperature of the matrix metal, and then the matrix metal, which is melted in a separate unit, is poured over the heated aggregate. After pouring, the matrix metal is impregnated with the aggregate filled in the mold. After cooling, the material of the product is a dense cermet mass / 1 /.

Недостаток этого способа заключается в необходимости проводить пропитку в среде неокисляющего газа. The disadvantage of this method is the need for impregnation in a non-oxidizing gas medium.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, согласно которому форму заполняют предварительно перемешанными зернами заполнителя с порошком металла матрицы. После заполнения форму помещают в печь и нагревают до расплавления металла матрицы. После расплавления металл сливается в сплошную массу и образует матрицу композиционного материала /2/. The closest technical solution, selected as a prototype, is a method according to which the form is filled with pre-mixed grains of aggregate with matrix metal powder. After filling, the mold is placed in a furnace and heated until the matrix metal melts. After melting, the metal merges into a continuous mass and forms a matrix of the composite material / 2 /.

Этот способ также имеет недостатки. К ним относятся трудность истечения остаточного воздуха из глубоких слоев изделия, а следовательно, образование пор в матрице и возможность окисления металла матрицы, особенно в случаях, когда композиционный материал в качестве матрицы имеет алюминий, алюминиевые сплавы и другие легкоокисляющиеся металлы. This method also has disadvantages. These include the difficulty of residual air flowing out from the deep layers of the product, and consequently, the formation of pores in the matrix and the possibility of oxidizing the metal of the matrix, especially in cases where the composite material has aluminum, aluminum alloys and other easily oxidized metals as the matrix.

В основу предлагаемого изобретения положена задача создания способа изготовления изделий из композиционных материалов с матрицей из алюминия или других легкоокисляющихся металлов и их сплавов. The basis of the invention is the creation of a method of manufacturing products from composite materials with a matrix of aluminum or other easily oxidized metals and their alloys.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления изделий из композиционного материала, включающем приготовление смеси компонентов композиционного материала и заполнение формы для получения изделия, согласно изобретению смесь компонентов композиционного материала приготавливают путем засыпки заполнителя, разогретого выше температуры плавления металла матрицы, в расплавленный металл матрицы, а затем этой смесью заполняют форму. The problem is solved in that in the method of manufacturing products from composite material, comprising preparing a mixture of components of the composite material and filling out the mold to obtain the product, according to the invention, a mixture of components of the composite material is prepared by filling the filler, heated above the melting temperature of the matrix metal, into the molten matrix metal, and then fill the form with this mixture.

При этом масса металла не подвергается разделению на мелкие потоки (как при пропитке) или мелкие частицы (как при смешивании порошков) и поэтому мало подвержена окисляющему действию газов, что позволяет проводить процесс в любой атмосфере, в том числе на воздухе. At the same time, the mass of metal is not subjected to separation into small streams (as when impregnated) or small particles (as when mixing powders) and therefore is little susceptible to the oxidizing effect of gases, which allows the process to be carried out in any atmosphere, including in air.

Кроме этого, предлагаемый способ позволяет упростить процесс изготовления формы. Например, при изготовлении толстостенных изделий исчезает необходимость прогрева формы, а в случае изготовления изделий сложной формы форму перед заполнением ее массой можно прогревать не в печи, а путем размещения нагревательных элементов внутри формы, что особенно важно при изготовлении крупногабаритных изделий. In addition, the proposed method allows to simplify the manufacturing process of the mold. For example, in the manufacture of thick-walled products, the need for heating the mold disappears, and in the case of manufacturing products of complex shape, the mold can not be heated before filling it with mass, but by placing heating elements inside the mold, which is especially important in the manufacture of large-sized products.

Пример: расплавляют алюминий (лом, отходы и вообще любые куски алюминия). В чашу с расплавленным алюминием засыпают корунд, который предварительно разогревают до температуры 660 - 700^oC. Зерна корунда (размер частиц зависит от требуемого качества материала) тонут в расплаве алюминия. Образовавшейся смесью заполняют форму, например прямоугольный ящик. После остывания получается плита из композиционного материала. Эта плита пригодна для защиты (бронировки) быстроизнашивающихся поверхностей, таких, как течки для питателей, желоба для пропуска сыпучих материалов, стены каналов для пропуска газопылевых потоков и др.Example: aluminum is melted (scrap, waste and generally any pieces of aluminum). Corundum is poured into the bowl with molten aluminum, which is preheated to a temperature of 660 - 700 ^o C. Corundum grains (particle size depends on the required quality of the material) are drowned in molten aluminum. The resulting mixture fills a form, for example a rectangular box. After cooling, a composite plate is obtained. This plate is suitable for protection (reservation) of wearing surfaces, such as chutes for feeders, gutters for the passage of bulk materials, the walls of the channels for the passage of dust and gas flows, etc.

Источники информации:
1. Патент РФ N 1838441.Sources of information:
1. RF patent N 1838441.

2. Авт. св-во СССР N 1836478. 2. Auth. St. USSR N 1836478.

Claims

A method of manufacturing products from composite material, comprising preparing a mixture of components and filling out a mold to obtain products, characterized in that the mixture of components of the composite material is prepared by filling the filler, heated above the melting temperature of the matrix metal into the molten matrix metal, and then filling the mold with this mixture.