RU2166432C2 - Method for manufacture of products of composite materials - Google Patents
Method for manufacture of products of composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166432C2 RU2166432C2 RU99106135/02A RU99106135A RU2166432C2 RU 2166432 C2 RU2166432 C2 RU 2166432C2 RU 99106135/02 A RU99106135/02 A RU 99106135/02A RU 99106135 A RU99106135 A RU 99106135A RU 2166432 C2 RU2166432 C2 RU 2166432C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- reinforcing material
- metal
- binder
- layers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области авиакосмической техники, в частности к производству слоистых изделий из композиционных материалов, и может быть использовано при разработке и изготовлении изделий в радиопромышленности, авиакосмической технике. The present invention relates to the field of aerospace engineering, in particular to the production of layered products from composite materials, and can be used in the development and manufacture of products in the radio industry, aerospace engineering.
Известен способ изготовления изделий из углепластика, включающий сборку пакета путем укладки слоев пропитанного термореактивным связующим армирующего материала, нанесение на внешние поверхности изделия покрытия в виде листов алюминиевой фольги и формование /1/. A known method of manufacturing carbon fiber products, comprising assembling a package by laying layers of a thermosetting binder impregnated with a reinforcing material, coating the outer surfaces of the product with sheets of aluminum foil and forming / 1 /.
Нанесение покрытия улучшает влагостойкость изделия, но из-за низкой газопроницаемости металлической фольги, выделение летучих веществ из материала пакета создает изнутри конструкции избыточное давление, что ухудшает адгезионную прочность изделия. Кроме того, ограничение снизу возможной толщины листов фольги увеличивает вес изготавливаемого изделия. Coating improves the moisture resistance of the product, but due to the low gas permeability of the metal foil, the release of volatile substances from the package material creates excessive pressure from the inside of the structure, which impairs the adhesive strength of the product. In addition, the lower limit of the possible thickness of the foil sheets increases the weight of the manufactured product.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления изделий из углепластика, включающий сборку пакета путем укладки слоев армирующего материала, пропитанных термореактивным связующим, преимущественно эпоксидным, заформовку в наружные армирующие слои листов металлической фольги и формование, причем перфорированные листы фольги заформовывают заподлицо с внешней стороны каждого слоя. Эта технология повышает стабильность геометрических размеров изделия /2/. Closest to the claimed method is a method of manufacturing carbon fiber products, comprising assembling a package by laying layers of a reinforcing material impregnated with a thermosetting binder, mainly epoxy, forming into the outer reinforcing layers of metal foil sheets and molding, the perforated foil sheets being formed flush with the outside of each layer . This technology increases the stability of the geometric dimensions of the product / 2 /.
Недостатком известного способа является низкая адгезионная прочность, которая выше, чем у аналогичного способа из-за применения перфорированной фольги. Однако в местах, где перфорация отсутствует, выделение летучих веществ из пакета композита в поверхностных микропустотах создает внутри конструкции избыточное давление и напряжение в покрытии. Да и технология нанесения готовой гладкой фольги на поверхность пакета с микронеровностями, микропорами не позволяет осуществить надежное сцепление металла со всеми участками поверхности. Адгезионная прочность при этом снижается. Применение фольги толщиной 10-30 микрон (не менее) не позволяет уменьшить вес изделия. Поверхность фольги в местах, где отсутствует перфорация, гладкая. Она равномерно стирается при трущихся соприкосновениях, т. е. износостойкость изделия, изготовленного известным способом, недостаточна, она гораздо ниже, чем у металлической напыленной поверхности с вкраплением металла в микронеровности слоев армирующего материала, пропитанных термореактивным связующим. The disadvantage of this method is the low adhesive strength, which is higher than that of a similar method due to the use of perforated foil. However, in places where there is no perforation, the release of volatile substances from the composite package in surface micro-voids creates excessive pressure and stress in the coating inside the structure. And the technology of applying finished smooth foil to the surface of the bag with microroughnesses, micropores does not allow for reliable adhesion of metal to all parts of the surface. Adhesion strength is reduced. The use of foil with a thickness of 10-30 microns (not less) does not allow to reduce the weight of the product. The surface of the foil in places where there is no perforation is smooth. It is evenly erased by rubbing in contact, i.e., the wear resistance of a product made in a known manner is insufficient, it is much lower than that of a metal sprayed surface interspersed with metal in the roughness of layers of reinforcing material impregnated with a thermosetting binder.
Задача предлагаемого изобретения - повышение адгезионной прочности и износостойкости покрытия и уменьшение веса изделий. The objective of the invention is to increase the adhesive strength and wear resistance of the coating and reduce the weight of the products.
Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления изделий из композиционных материалов, включающем сборку пакета путем укладки слоев армирующего материала, пропитанных термореактивным связующим, металлизацию и формование, - металлизация производится путем напыления в воздушной среде электродуговым методом на слои армирующего материала, пропитанные термореактивным связующим, с последующим отверждением связующего. This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing products from composite materials, including assembling the package by laying layers of reinforcing material impregnated with a thermosetting binder, metallization and molding, metallization is performed by spraying in air with an electric arc method on layers of reinforcing material impregnated with a thermosetting binder, followed by curing of the binder.
Описание технологии изготовления образца, значение отдельных параметров будут приведены ниже. Здесь лишь отметим, что изготовленные заявляемым способом образцы в сравнении с прототипом отличаются повышенной адгезионной прочностью, износостойкостью покрытия и меньшим весом. Description of the manufacturing technology of the sample, the meaning of the individual parameters will be given below. Here we only note that the samples made by the claimed method in comparison with the prototype are characterized by increased adhesive strength, wear resistance of the coating and less weight.
Пример изготовления из углепластика плоского изделия типа "пластина" заявляемым способом. An example of the manufacture of carbon fiber flat products of the type "plate" of the claimed method.
Сборку пакета осуществляют путем укладки слоев пропитанного связующим армирующего материала. The assembly of the package is carried out by laying layers of a binder-impregnated reinforcing material.
В качестве материала применена углеродная лента ЛУ-П-0,2 ГОСТ 28006-88, стеклоткань Э2-62 ГОСТ 19907-83 /крайние слои/. As the material used carbon tape LU-P-0.2 GOST 28006-88, fiberglass E2-62 GOST 19907-83 / outermost layers /.
Применяемое связующее - ФФЭ-70 ОСТ 92-0957-74. объемная доля которого в углепластике составляла 44%. The binder used is FFE-70 OST 92-0957-74. whose volume fraction in carbon fiber was 44%.
Изготовление изделия осуществляют в следующей последовательности. The manufacture of the product is carried out in the following sequence.
Перед сборкой на наружную заготовку стеклоткани Э2-62, пропитанной связующим, с внешней стороны наносят слой цинка толщиной 30 мкм, при помощи установки электродугового напыления. Далее на обкладном листе /форме/ с нанесенной на него смазкой К21 ТУ 6-02-909-79 собирают пакет, состоящий из стеклоткани Э2-62, пропитанной связующим, с напыленным слоем цинка, десяти слоев углеленты, пропитанной связующим, собранного по схеме армирования 0,90, 0,90, 0, 0,90, 0,90, 0 и слоя стеклоткани Э2-62, пропитанной связующим. После сборки на наружную заготовку с внешней стороны напыляют слой цинка тех же параметров и такими же приемами, как перед сборкой. После сборки на пакет укладывают обкладной лист /форму/ с нанесенной на него смазкой К-21. Before assembly, an outer layer of fiberglass E2-62, impregnated with a binder, is applied on the outside with a layer of zinc 30 μm thick using an electric arc spraying machine. Next, on a cover sheet / form / with K21 TU 6-02-909-79 grease applied to it, a package is assembled consisting of fiberglass E2-62 impregnated with a binder, with a sprayed layer of zinc, ten layers of carbon fiber impregnated with a binder, assembled according to the reinforcement scheme 0.90, 0.90, 0, 0.90, 0.90, 0 and a layer of fiberglass E2-62 impregnated with a binder. After assembly, a layer of zinc of the same parameters and the same techniques as before assembly is sprayed onto the outer preform from the outside. After assembly, a cover sheet / form / with K-21 grease applied to it is laid on the package.
Пакет в обкладных листах помещают на вакуумный стол, на обкладные листы укладывают дренажный слой - четыре слоя стеклоткани Э3-400, на дренажный слой - металлическую сетку. Далее осуществляется вакуумное формование углепластиковой пластины в печи полимеризации /термошкафе/. The package in the cover sheets is placed on the vacuum table, on the cover sheets the drainage layer is laid - four layers of E3-400 fiberglass, on the drainage layer - a metal mesh. Next, the vacuum molding of the carbon fiber plate is carried out in a polymerization furnace / heating cabinet /.
На собранный пакет устанавливается вакуумный мешок, под которым создают давление 0,8- 0,85 кгс/см2. Затем осуществляют режим формования /отверждения связующего/ в печи полимеризации, состоящий в следующем:
- подъем температуры в печи до 150-5oC в течение 4 часов;
- подъем температуры в печи до 160-5oC со скоростью не более 0,3oC в мин;
- выдержка при 160oC в течение 2 часов;
- охлаждение со скоростью не более 2oC в минуту.A vacuum bag is installed on the assembled package, under which create a pressure of 0.8--0.85 kgf / cm 2 . Then carry out the molding / curing of the binder / in the polymerization furnace, consisting in the following:
- rise in temperature in the furnace to 150-5 o C for 4 hours;
- raising the temperature in the furnace to 160-5 o C with a speed of not more than 0.3 o C per min;
- exposure at 160 o C for 2 hours;
- cooling at a rate of not more than 2 o C per minute.
Изготовленное заявленным способом изделие характеризуется следующими показателями адгезионной прочности, износостойкости, плотности покрытия, веса:
- Плотность полученного покрытия цинком - 2,87 г/см /плотность цинка - 7,13 г/см/.Made by the claimed method, the product is characterized by the following indicators of adhesive strength, wear resistance, coating density, weight:
- The density of the obtained zinc coating is 2.87 g / cm / the density of zinc is 7.13 g / cm /.
Выигрыш в массе при применении описываемого покрытия в сравнении с применением фольги из данного материала аналогичной толщины = в 2,5 раза. The gain in weight when using the described coating in comparison with the use of foil from this material of the same thickness = 2.5 times.
- Адгезионная прочность покрытия к материалу подложки не менее 90 МПа. - The adhesion strength of the coating to the substrate material is at least 90 MPa.
В предлагаемом в заявке способе /уменьшение веса изделия/ достигается за счет того, что даже при одинаковых толщинах металлизирующего покрытия плотность напыляемого электродуговым методом покрытия значительно ниже, чем у металлической фольги в прототипе. Вкрапление напыляемого металла в микронеровности поверхностного слоя армирующего материала, пропитанного термореактивным связующим, приводит к тому, что износостойкость изделия, полученного предлагаемым способом, значительно выше. In the proposed method in the application / weight reduction of the product / is achieved due to the fact that even with the same thickness of the metallizing coating, the density of the coating sprayed by the electric arc method is significantly lower than that of the metal foil in the prototype. The inclusion of the sprayed metal in the microroughness of the surface layer of the reinforcing material impregnated with a thermosetting binder leads to the fact that the wear resistance of the product obtained by the proposed method is much higher.
Адгезионная прочность сцепления металлического покрытия также зависит от вкрапления напыляемого металла в микронеровности поверхности слоев армирующего материала, пропитанного термореактивным связующим. The adhesion strength of the metal coating also depends on the impregnation of the sprayed metal in the microroughness of the surface of the layers of reinforcing material impregnated with a thermosetting binder.
В изделиях, изготовленных с применением гладкой металлической фольги, нет надежного сцепления покрытия со всеми поверхностными неровностями слоев армирующего материала, пропитанного термореактивным связующим. In products made using smooth metal foil, there is no reliable adhesion of the coating to all surface irregularities of the layers of reinforcing material impregnated with a thermosetting binder.
Способ экономичен по сравнению с известными, так как металлизация поверхности изделия проводится высокопроизводительным способом /электродуговым способом в воздухе/. The method is economical in comparison with the known, as the metallization of the surface of the product is carried out by a high-performance method / electric arc method in air /.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106135/02A RU2166432C2 (en) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Method for manufacture of products of composite materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106135/02A RU2166432C2 (en) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Method for manufacture of products of composite materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99106135A RU99106135A (en) | 2001-03-20 |
| RU2166432C2 true RU2166432C2 (en) | 2001-05-10 |
Family
ID=20217691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99106135/02A RU2166432C2 (en) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Method for manufacture of products of composite materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2166432C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699120C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing hybrid composite materials with an electrically conductive coating |
-
1999
- 1999-03-24 RU RU99106135/02A patent/RU2166432C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699120C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing hybrid composite materials with an electrically conductive coating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3644310C2 (en) | Copper-clad base material and process for its production | |
| CA1296586C (en) | Natural stone facing composite laminate | |
| KR101912542B1 (en) | lectro Magnetic Shielding Materials Using Perforated Metal Foil and Process for Producing The Same | |
| TW371285B (en) | Foiled UD-prepreg and PWB laminate prepared therefrom | |
| FI110495B (en) | Coated wood based board and method for coating a wood based board | |
| KR940018137A (en) | Activated carbon coated composites and preparation method thereof | |
| GB2485525A (en) | Resin coated natural fibre mat | |
| CN108274830A (en) | A kind of light-weighted wallboard of shelter and preparation method thereof with wideband function of shielding | |
| US6682619B2 (en) | Composite pre-preg ply having tailored dielectrical properties and method of fabrication thereof | |
| JPWO2022209325A5 (en) | ||
| RU2166432C2 (en) | Method for manufacture of products of composite materials | |
| US20020153094A1 (en) | Method for laminating and forming a composite laminate in a single operation | |
| KR102007608B1 (en) | Electro Magnetic Shielding Materials Using Metal Foil and Process for Producing The Same | |
| JPS5996951A (en) | Tabular composite material previously manufactured | |
| JPWO2022209971A5 (en) | ||
| RU2162033C2 (en) | Method for manufacture of products of composite materials | |
| JP2862580B2 (en) | Molded heat insulating material and its manufacturing method | |
| US4784903A (en) | Fibrous mat for hot molding to molded articles | |
| RU2185965C1 (en) | Process of manufacture of articles from composite materials | |
| US4769196A (en) | Method of manufacture of a non metallic laminate | |
| JPH025176B2 (en) | ||
| CN114801336B (en) | Wave-absorbing honeycomb capable of preventing surface cracking and preparation method thereof | |
| JPH0563094B2 (en) | ||
| JP2007528805A (en) | Sandwich panel core | |
| SU956614A1 (en) | Method for making phenol glass-filled plastics with metallized surface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040325 |