CC BY
38каналы связи требуемой пропускной способности; предоставляют справочно -библиографическое обслуживание.
Литература
1. Понтаплева Е. С. Электронные библиотеки как неотъемлемая составляющая всемирной информатизации общества. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://rlst.org.by/izdania/ib210/886.html/ (дата обращения: 18.01.2017).
2. Каменев А. В. Концепция и основные особенности загрузки данных в межвузовскую электронную библиотеку для институтов культуры // Проблемы науки, 2016. № 9 (10). С. 25-27.
3. Семячкин Д. А., Кисляк Е. В., Сергеев М. А. Научные электронные библиотеки: актуальные задачи и современные пути их решения // Научная периодика: проблемы и решения, 2013. № 2 (14). Режим доступа: http://cyberlemnka.m/artide/n/muchnye-elektronnye-ЫЫюteki-aktualnye-zadachi-i-sovremennye-puti-ih-resheniya/ (дата обращения: 18.01.2017).
ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМО-ПОЛИМЕРНЫХ
КОМПОЗИТОВ И ВЫБОР АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА
1 2 Храмова М. И. , Луконина Н. В.
'Храмова Марина Ивановна / Khramova Marina Ivanovna - аспирант;
2Луконина Наталья Викторовна /Lukonina Natalya Victorovna - аспирант, направление: технологии материалов, кафедра технологии материалов и авиационного материаловедения,
Самарский национальный исследовательский университет им. академика С. П. Королева,
г. Самара
Аннотация: работа посвящена оценке алюминиевых сплавов для применения их в изготовлении алюмо-полимерных композитов. Проведен анализ технологий для получения композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов. Было показано, что наиболее подходящая технология заключается в чередовании слоёв в последовательности: алюминиевый сплав - полиэтилен - алюминиевый сплав. Способом «сэндвич» получают заготовки только с продольнопоперечным расположением волокон. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологии формообразования композитных алюминий-полимерных листов. Ключевые слова: алюмо-полимерные композиционные материалы, полиэтилен, полипропилен, алюминиевые сплавы.
1. Введение
В настоящее время существует большой ассортимент композиционных материалов. В зависимости от желаемых результатов, заметно упрощается задача в выборе используемых материалов. Методом подборки состава и свойств наполнителя и матрицы, ориентации наполнителя можно изготовить материалы с необходимым сочетанием эксплуатационных и технологических характеристик.
Полимерные композиционные материалы (ПКМ) первого поколения - это изотропные материалы, наполненные дисперсными частицами, имеющие более высокий, чем исходный полимер, уровень свойств. Совершенствование таких ПКМ связано с использованием наноразмерных наполнителей, благодаря которым композиции приобретают ценный комплекс эксплуатационных свойств даже при
малом объеме наполнителя. Материалы второго поколения - анизотропные гетерофазные композиции на основе непрерывных армирующих высокопрочных высокомодульных волокон и термореактивных или термопластичных матриц. Интеллектуализация таких материалов - переход к ПКМ третьего поколения [1].
В качестве полимерного связующего в ПКМ практически всегда используют различные низковязкие реактопласты невысокой молекулярной массы (эпоксидные, фенолформальдегидные, кремнийорганические, полиэфирные и др.), которые после формования изделия отверждают химическим путем [2].
2. Технологии получения алюмо-полимерных композитов
Выбор технологии зависит от конструкции изделия, условий его эксплуатации, объема изготовления и имеющихся производственных ресурсов. Неправильная организация техпроцесса, неудовлетворительная подготовка исходных компонентов, несоблюдение технологических режимов (давления прессования, продолжительности и температуры процесса, предписаний по подготовке сырья и материалов) и многие другие причины могут значительно изменять свойства готовых изделий.
Один из методов получения алюмо-полимерных композитов это - метод прессования волокон с плавающей матрицей. Согласно рисунку 1, заготовку 1) с чередующимися слоями матрицы и волокна укладывают в герметичный металлический контейнер. Контейнер помещают между обогреваемыми плитами пресса 2) и при достижении температуры, близкой к температуре плавления матрицы, сжимают под давлением порядка 15...20 МПа [3].
Рис. 1. Установка для получения углеалюминиевых композитов методом прессования волокон с
плавающей матрицей
В момент расплавления матричного материала давление увеличивают и выдерживают его в течение всего процесса кристаллизации. Для углеалюминиевых композиций это давление составляет порядка 55 МПа, а время кристаллизации -около 3 мин. Метод позволяет получать металлокомпозит, объемное содержание волокна в котором находится в диапазоне 25...35%. Минус такого метода, что в основном получают заготовки деталей из углеалюминиевых композиций, поскольку применение других методов жидкофазного совмещения углеродных волокон и металлической матрицы приводит к интенсивному разрушению волокна.
Следующий метод, был проведен нами, это метод твердофазного совмещения матрицы и волокон. Заготовки типа «сэндвич» - укладкой в пакет слоев волокон и матричных слоев фольги, соблюдая последовательность укладки слоев, требуемую схему армирования и степень армирования. Нужную степень армирования в заготовке обычно обеспечивают за счет применения матричной фольги различной толщины, укладки различного числа слоев арматуры или использования волокон разного диаметра.
Технология получения алюмо-полимерных композитов следующая:
Трёхслойные листы собирали по схеме: алюминиевый сплав-полиэтилен-алюминиевый сплав (А-П-А или 2/1). Пятислойные листы представляли собой чередование слоёв в последовательности: алюминиевый сплав - полиэтилен-алюминиевый сплав - полиэтилен-алюминиевый сплав (А-П-А-П-А или 3/2) [4]. Для сохранения объёмной доли пластика в трёхслойных и пятислойных образцах один из слоёв металла на поверхности пятислойного композита имел толщину 0,2 мм, остальные 0,4 мм.
Склеивание листов производили после нанесения эпоксидной смолы с помощью холодной прокатки, при этом происходило удаление воздуха из пластика, эпоксидной смолы и пространства между слоями.
Для оценки пригодности алюмоламинатов к различным операциям листовой штамповки проводились вытяжные и листогибочные испытания.
Пригодность к вытяжным операциям оценивалась по результатам испытаний на глубокую вытяжку плоским и сферическим пуансоном с усилием 5 кН, диаметр пуансона 33 мм.
Гибка проводилась с использованием трёхточечного изгиба (ГОСТ 12934-83) с углами между полками 60°, 90° и диаметрами роликов (3мм, 6мм, 12 мм). Испытания проводились на прямоугольных образцах с размерами 100х20х1,4 (мм). Усилие гибки и модуль упругости оценивали по показаниям датчиков испытательного устройства. Упругое пружинение оценивали с помощью коэффициента пружинения, который рассчитывали по формуле у(%)=100*(а-ар)/а, где а- угол между полками заготовки после испытания, ар- угол между осями роликов.
3 Выбор алюминиевых сплавов для производства алюмо-полимерных композитов
Из всех классов алюминиевых сплавов наиболее пригодными являются сплавы, выпускаемые в виде листовых полуфабрикатов [6-9]:
• деформируемые термически упрочняемые нестареющие (сплавы системы А1-М^-
Ы);
• деформируемые термически неупрочняемые нестареющие (АМц, АМг2,АМг3, АМг5, АМг6).
Поскольку технология сборки металл-полимерных композитов предусматривает кратковременный нагрев металлических заготовок до температур 260°С, в течение 3 мин., то использование материалов, склонных к старению может привести к потере свойств штампуемости. Например, сплавы типа Д16 или В95, содержащие медь, снижают свою пластичность за счёт старения при 100-200°С [5]. Это может привести к снижению штампуемости композитных заготовок. С учётом того, что для сборки композитов используются тонколистовые заготовки толщиной 40...45 мкм, процессы термических превращений могут протекать с большей скоростью, чем в массивных заготовках. Важным условием хорошей пластичности является выбор листовых заготовок толщиной не менее 20 мкм. Поэтому, в качестве исходных материалов в данной работе использовались сплавы Амц и 1420 толщиной 0,4 мм, полиэтилен-полипропилен(РР-РЕ) и эпоксидную смолу [6].
4. Заключение
Обзор технологий получения алюминий-полимерных композитов и выбор алюминиевых сплавов для их производства показало следующее.
Метод твердофазного совмещения матрицы и волокон, а именно технология сборки алюминиевый сплав - полиэтилен-алюминиевый сплав (А-П-А или 2/1) преимущественна для сплавов Амц и 1420. Поскольку технология сборки металл-полимерных композитов предусматривает кратковременный нагрев металлических заготовок до температур 260°С, в течение 3 мин., то использование материалов, склонных к старению может привести к потере свойств штампуемости.
Литература
1 Третьяков А. В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. [Текст] / А. В. Третьяков, В. И. Зюзин. М.: Металлургия, 1973. 53 с.
2 Колбасников Н. Г. Физические основы прочности и пластичности металлов. [Текст] / Н. Г. Колбасников. СПб.: Издательство СПбГПУ, 2004. 137 с.
3 Шалина Р. Е. Авиационные материалы. [Текст] / Р. Е. Шалина. М.: ОНТИ, 1982. 93 с.
4 Harhash M., Sokolova O., Carrado A., Palkowski H. Mechanical properties and forming behaviour of laminated steel/polymer sandwich systems with local inlays - Part 1 // Composite Structures, 2014. Vol. 118. P. 112-120.
5 Мондольфо Л. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. Пер. с англ. [Текст] / Л. Ф. Мондольфо. М.: Металлургия, 1979. 640 с.
6 Mohottia D., Ngo T., Raman S. N., Ali M., Mendis P. Plastic deformation of polyurea coated composite aluminiumplates subjected to lowvelocity impact // Materials and Design, 2014. Vol. 56. P. 696-713.
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ЛИСТОВЫМ АЛЮМИНИЕВЫМ СПЛАВАМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОЛАМИНАТОВ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ НИХ
ДЕФОРМИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ 1 2 Храмова М. И. , Луконина Н. В.
'Храмова Марина Ивановна / Khramova Marina Ivanovna - аспирант; 2Луконина Наталья Викторовна /Lukonina Natalya Victorovna - аспирант, направление: технологии материалов, кафедра технологии материалов и авиационного материаловедения, Самарский национальный исследовательский университет им. академика С. П. Королева,
г. Самара
Аннотация: работа посвящена оценке пригодности алюминий-полимерных композитов к гибочным операциям листовой штамповки. Проведены испытания плоских 3 и 5 слойных образцов на 3 точечный изгиб с углами 60°и 90°, диаметрами роликов (3, 6, 12 мм). Показано, что равномерность деформаций утонения в 3 и 5 слойных композитных материалах зависит от свойств материала основы композита и не зависит от количества слоев. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологии формообразования композитных алюминий-полимерных листов.
Ключевые слова: алюминий-полимерные композиты, полимер, алюминиевый сплав, гибка, вытяжка, механические свойства, технологические свойства.
1. Введение
Основную долю (около 70%) планера современных пассажирских и транспортных самолетов составляют алюминиевые сплавы [1]. Однако кардинальное улучшение их свойств невозможно при использовании традиционных приемов металловедения путем легирования различными компонентами, включая совершенствование режимов термической и термомеханической обработок [2].
К тому же в авиационной технике нового поколения неметаллические композиты интенсивно вытесняют алюминиевые сплавы в планере и создают вызов их доминирующему положению. Так, 50 % основных секций самолета Airbus A350, включая силовую конструкцию фюзеляжа и крыла, выполнены из композиционных материалов (КМ) [3].
