СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов, в частности к производству слоистых композиционных материалов, содержащих слой пеноалюминия.

Известен способ производства пеноалюминия (патент РФ №2400552 от 27.09.2010. «Способ получения пеноалюминия»), при котором алюминиевый расплав заливают в нагретую до той же температуры форму, заполненную гранулами из водорастворимых солей, химически не взаимодействующих с алюминиевым расплавом, с температурой плавления выше температуры нагрева расплава и формы и с плотностью выше плотности алюминиевого расплава. В качестве солей используют или хлорид кальций, или хлорид бария, или фторид калия. После затвердевания для растворения гранул изделие извлекают из формы и помещают в воду.

Недостатком пеноалюминия, получаемого по данному способу, является низкие механические свойства.

Известен также способ получения слоистых композиционных материалов титан-пеноалюминий, который принят за прототип (И.С. Полькин/ Пеноалюминий будущего - пенокомпозит// Технология легких сплавов. №1-2 2008 г., с.210-211), при котором композит пеноалюминий-титан получают совместной прокаткой пеноалюминия с тонким слоем титана. Наличие титанового слоя повышает механические свойства пеноалюминия. Однако недостатком данного способа является ограниченная номенклатура получаемых изделий, неоднородность пористости в слое пеноалюминия, что снижает качество композита, и высокая трудоемкость процесса.

Техническим результатом предлагаемого способа является расширение номенклатуры изготавливаемых изделий из слоистых композиционных материалов, содержащих пеноалюминий, повышение качества композита и снижение трудоемкости его изготовления.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что перегретый выше линии ликвидус алюминиевый расплав заливают в нагретую до той же температуры форму, заполненную водорастворимыми солями.

В отличие от прототипа одновременно с гранулами в форму устанавливаются листы из сплавов переходных металлов, покрытые слоем активирующего флюса. В качестве сплавов переходных металлов могут применять сплавы на основе железа, или меди, или никеля, или титана, или циркония.

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет расширить номенклатуру изготавливаемых изделий из слоистых композиционных материалов, содержащих пеноалюминий, повысить однородность пор в слое пеноалюминия, что повышает качество композита, и снизить трудоемкости его изготовления.

Приготавливают алюминиевый расплав и перегревают его выше температуры ликвидус. Расплав заливают в нагретую до той же температуры литейную форму. В литейную форму предварительно устанавливают листы из сплавов переходных металлов и засыпают гранулами из водорастворимых солей. Листы предварительно покрывают слоем активирующего флюса. В качестве сплавов переходных металлов могут применять сплавы на основе железа, или меди, или никеля, или титана, или циркония.

После затвердевания композиционный материал извлекают из формы и помещают в воду. Гранулы растворяются в воде, образуя слой пеноалюминия в композиционном материале.

Активация поверхности листов из сплавов переходных металлов и нагрев их до температуры заливки обеспечивают адгезионную связь слоев пеноалюминия и сплава переходного металла.

Применение гранул из водорастворимых солей для формирования пористости в алюминиевом слое обеспечивает формирование однородной пористости.

Все это повышает качество слоистого композиционного материала, содержащего слой пеноалюминия, расширяет номенклатуру изготавливаемых изделий из композита и снижает трудоемкость его изготовления.

Примером применения предлагаемого способа является изготовление слоистого композиционного материала пеноалюминий-титан. Расплав из алюминия перегревают до 760°C.

В металлическую форму устанавливают титановые пластины, покрытые активирующим флюсом системы KF-AlF₃ эвтектической концентрации. Между пластинами засыпают гранулы из хлористого натрия размером 2 мм и нагревают форму до температуры расплава. Форму с титановыми пластинами и гранулами заливают расплавленным алюминием и охлаждают до затвердевания. После затвердевания слоистый композит извлекают из формы и помещают в воду для растворения гранул из хлористого натрия.

При этом расширяется номенклатура изготавливаемых изделий из слоистых композиционных материалов, содержащих пеноалюминий, повышается качество композита и снижается трудоемкость его изготовления. Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.