RU2421429C2 - Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods - Google Patents

Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods Download PDF

Info

Publication number
RU2421429C2
RU2421429C2 RU2007128694/03A RU2007128694A RU2421429C2 RU 2421429 C2 RU2421429 C2 RU 2421429C2 RU 2007128694/03 A RU2007128694/03 A RU 2007128694/03A RU 2007128694 A RU2007128694 A RU 2007128694A RU 2421429 C2 RU2421429 C2 RU 2421429C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
layers
titanium
layer
silicon
Prior art date
Application number
RU2007128694/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007128694A (en
Inventor
Александр Валерьянович Полетаев (RU)
Александр Валерьянович Полетаев
Игорь Владимирович Анисимов (RU)
Игорь Владимирович Анисимов
Илья Валерьевич Чуманов (RU)
Илья Валерьевич Чуманов
Original Assignee
Александр Валерьянович Полетаев
Игорь Владимирович Анисимов
Илья Валерьевич Чуманов
Варавин Илья Иванович
Гайфуллин Юрий Махмутьянович
Котов Александр Николаевич
Простоволосова Людмила Васильевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Валерьянович Полетаев, Игорь Владимирович Анисимов, Илья Валерьевич Чуманов, Варавин Илья Иванович, Гайфуллин Юрий Махмутьянович, Котов Александр Николаевич, Простоволосова Людмила Васильевна filed Critical Александр Валерьянович Полетаев
Priority to RU2007128694/03A priority Critical patent/RU2421429C2/en
Publication of RU2007128694A publication Critical patent/RU2007128694A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2421429C2 publication Critical patent/RU2421429C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of producing composite materials and methods of making housing elements of aircraft and space-rocket articles. Disclosed is a multilayer composite material which contains carbon-carbon layers and/or carbon-metal layers, joined by intermediate porous layers of carbonised carbon and comprising mainly carbon-carbon and carbon-metal parts of the composite material. Each of the carbon-carbon layers (K) on both sides of are coated with layers of carbonitride compounds of titanium and silicon (T), and inner intermediate porous layers of the carbonised carbon (E) contain copper-titanium layers (M). The carbon-metal part of the composite material contains aluminium-lithium (A) and magnesium-lithium layers (B,C,F), reinforced with carbon fibre (D), inner porous layers of carbonised carbon with copper-titanium surface layers, heated or cooled with inert gas using plasma heating or a gas-liquid medium based on an inert gas. The invention also discloses methods and devices for making a cowling, a cut off half-sphere, a shell and a half-shell using the disclosed composite material.
EFFECT: achieving good specific strength characteristics, brittle fracture resistance, heat resistance, erosion resistance, high reflecting and absorption capacity of the composite material, which significantly lowers weight, increases resistance to heat and meterorite effects, increases reliability of aerospace articles.
21 cl, 2 tbl, 27 dwg

Description

Изобретение относится к технологии создания композиционных материалов (КМ) и способам изготовления корпусных элементов авиационно-ракетно-космических изделий. Известен углерод-металлический композиционный материал (КМ) на основе алюминиево-литиевого и магниево-литиевых сплавов, упрочненный углеродным волокном, способ и устройство для изготовления изделия типа обечайки (Патент РФ №2171311, Бюл. №21-2001).The invention relates to a technology for creating composite materials (KM) and methods for manufacturing body elements of aerospace products. Known carbon-metal composite material (KM) based on aluminum-lithium and magnesium-lithium alloys, reinforced with carbon fiber, a method and apparatus for the manufacture of shell-type products (RF Patent No. 2171311, Bull. No. 21-2001).

Однако использование известного композиционного материала при высоких скоростях в воздушной среде требует тепловой защиты.However, the use of a known composite material at high speeds in air requires thermal protection.

Известен углерод-углеродный КМ с внешним наружным слоем карбонитридных соединений титана, способ и устройства для изготовления изделия типа обечайки (Патент РФ №2228917, Бюл. №14-2004).Known carbon-carbon KM with an outer outer layer of titanium carbonitride compounds, a method and apparatus for the manufacture of shell type products (RF Patent No. 2228917, Bull. No. 14-2004).

В известном композиционном материале недостаточно высокий уровень жаростойкости и герметичности.In the known composite material, the level of heat resistance and tightness is not high enough.

Известен способ и устройство горячего прессования изделия из КМ, позволяющие формировать изделие в виде усеченной полусферы (Патент РФ №2212341, Бюл. №26-2003).A known method and device for hot pressing products from KM, allowing to form the product in the form of a truncated hemisphere (RF Patent No. 2212341, Bull. No. 26-2003).

В известном способе и устройстве затруднено формирование на внутренней поверхности различных конструктивных элементов типа бобышки, фитинга и др.In the known method and device, it is difficult to form on the inner surface of various structural elements such as boss, fitting, etc.

Известен способ и устройство плазменного напыления порошка с использованием эффекта сверхпластичного состояния напыляемой поверхности (Патент РФ №2199604, Бюл. №6-2003).A known method and device for plasma spraying of powder using the effect of superplastic state of the sprayed surface (RF Patent No. 2199604, Bull. No. 6-2003).

Однако при плазменном напылении развиваются недостаточно высокие скорости напыляемого порошка, что снижает контактную прочность и не снимает полностью остаточную пористость напыляемого слоя.However, with plasma spraying, insufficiently high speeds of the sprayed powder develop, which reduces the contact strength and does not completely remove the residual porosity of the sprayed layer.

Известен силицированный графит, получаемый пропиткой графитовых заготовок жидким кремнием (см. Тучинский Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки. - М.: Металлургия, 1986, с.190-194).Known siliconized graphite obtained by impregnating graphite blanks with liquid silicon (see Tuchinsky LI Composite materials obtained by the method of impregnation. - M .: Metallurgy, 1986, S. 190-194).

Однако силицированный графит имеет низкий уровень прочностных свойств.However, siliconized graphite has a low level of strength properties.

Известен способ и устройство центробежного литья металла, включающий опоку, механизм вращения и литниковую систему. (Политехнический словарь. Гл. ред. И.И.Артобольский, Советская энциклопедия, 1976, с.259).A known method and device for centrifugal casting of metal, including flask, rotation mechanism and gating system. (Polytechnical Dictionary. Edited by I.I. Artobolsky, Soviet Encyclopedia, 1976, p. 259).

Недостатками известных способа и устройства являются:The disadvantages of the known method and device are:

- активное окисление поверхности формируемой отливки;- active oxidation of the surface of the formed casting;

- сложность получения сверхтонкой по толщине отливки.- the difficulty of obtaining ultrafine casting thickness.

Известен способ формирования отливки с синтетическими карбидами (Патент РФ №2080206, Бюл. №15-1997), включающий ввод синтетических карбидов в расплав и вытягивание из него отливки вверх. Однако подобным способом затруднено получить отливку в виде тонкостенной обечайки.A known method of forming a casting with synthetic carbides (RF Patent No. 2080206, bull. No. 15-1997), including the introduction of synthetic carbides into the melt and pulling the casting from it up. However, in a similar manner it is difficult to obtain a casting in the form of a thin-walled shell.

Ближайшим аналогом является КМ, способ изготовления из него корпуса типа оболочки и устройства для его осуществления (Заявка №2002132948/02, Решение ФГУ ФИПС, от 30.01.2007 г.).The closest analogue is KM, a method of manufacturing a shell type shell and a device for its implementation from it (Application No. 20022132948/02, Decision of the Federal State Institution FIPS, dated January 30, 2007).

КМ включает углерод-металлическую (Патент РФ №2171311) и углерод-углеродную (Патент РФ №2228917) части, соединенные промежуточным слоем карбонизированного углерода и наружным внешним слоем карбонитридных соединений титана.KM includes carbon-metal (RF Patent No. 2171311) and carbon-carbon (RF Patent No. 2228917) parts connected by an intermediate layer of carbonized carbon and the outer outer layer of titanium carbonitride compounds.

Способ формирования карбонитридных соединений титана включает плазменное газодинамическое напыление титана в среде азота с использованием сопла типа Вентури.The method of forming titanium carbonitride compounds includes plasma gas-dynamic spraying of titanium in a nitrogen medium using a Venturi-type nozzle.

Изделия, изготовленные из известного КМ, обладают недостаточно высоким уровнем жаростойкости.Products made from the well-known KM have an insufficiently high level of heat resistance.

Кроме того, при плазменном газодинамическом напылении исходного порошка с использованием сопла типа Вентури развиваются недостаточно высокие скорости потока.In addition, with plasma gas-dynamic spraying of the initial powder using a Venturi-type nozzle, insufficiently high flow rates develop.

Задачей настоящего изобретения является создание углерод-углеродного и углерод-металлического или только углерод-углеродного композиционных материалов с наружными и внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния, внутренними промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями и охлаждаемые газожидкостным потоком на основе инертного газа или нагреваемые инертным газом, разработка способов изготовления изделий типа цилиндрических, конусных обечаек, усеченной полусферы и других элементов, оболочки и полуоболочки с повышенными показателями удельной прочности, теплостойкости, жаростойкости, жаропрочности, сопротивления хрупкому разрушению, отражающей и поглощающей способностей, точности геометрических параметров, а также устройств для реализации способов.An object of the present invention is to provide carbon-carbon and carbon-metal or only carbon-carbon composite materials with outer and inner layers of carbonitride titanium and silicon compounds, inner intermediate porous layers of carbonized carbon with copper-titanium surface layers and cooled by an inert gas-liquid flow or heated with an inert gas, the development of methods for manufacturing products such as cylindrical, conical shells, truncated hemispheres ery and other elements, shells and half-shells with increased indicators of specific strength, heat resistance, heat resistance, heat resistance, resistance to brittle fracture, reflective and absorbing abilities, accuracy of geometric parameters, as well as devices for implementing the methods.

Техническим результатом, получаемым в результате осуществления изобретения, является снижение массы и повышение надежности конструкций авиационно-ракетно-космических изделий.The technical result obtained as a result of the implementation of the invention is to reduce the mass and increase the reliability of the structures of aerospace products.

Поставленная задача достигается путем изготовления полуфабрикатов изделий из углерод-металлического и углерод-углеродного или только углерод-углеродного КМ с внутренними промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода и медно-титановыми поверхностными слоями, охлаждаемыми газожидкостным потоком на основе инертного газа или нагреваемыми инертным газом, внешним наружным и внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния углерод-углеродной части КМ.The problem is achieved by manufacturing semi-finished products from carbon-metal and carbon-carbon or only carbon-carbon CM with inner intermediate porous layers of carbonized carbon and copper-titanium surface layers cooled by a gas-liquid flow based on an inert gas or heated by an inert gas, external external and the inner layers of carbonitride compounds of titanium and silicon carbon-carbon part of the CM.

В углерод-металлическом и углерод-углеродном КМ слои располагают в следующей последовательности: наружный внешний слой карбонитридных соединений титана и кремния, → углерод-углеродный слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → медно-титановый слой, → пористый слой карбонизированного углерода, → медно-титановый слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → углерод-углеродный слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → медно-титановый слой, → пористый слой карбонизированного углерода, → медно-титановый слой, → алюминиево-магниево-литиевый слой, упрочненный углеродным волокном, → медно-титановый слой, → пористый слой карбонизированного углерода, → медно-титановый слой, → алюминиево-магниево-литиевый слой, упрочненный углеродным волокном, → медно-титановый слой, → пористый слой карбонизированного углерода, → медно-титановый слой, → алюминиево-магниево-литиевый слой, упрочненный углеродным волокном.In the carbon-metal and carbon-carbon CM, the layers are arranged in the following sequence: the outer outer layer of the titanium and silicon carbonitride compounds, → the carbon-carbon layer, → the titanium and silicon carbonitride compound layer, → the copper-titanium layer, → the porous carbonized carbon layer, → a copper-titanium layer, → a layer of carbonitride titanium and silicon compounds, → a carbon-carbon layer, → a layer of carbonitride titanium and silicon compounds, → a copper-titanium layer, → a porous layer of carbonized carbon, → me nano-titanium layer, → aluminum-magnesium-lithium layer reinforced with carbon fiber → copper-titanium layer, → porous layer of carbonized carbon, → copper-titanium layer, → aluminum-magnesium-lithium layer reinforced with carbon fiber, → copper titanium layer, → a porous layer of carbonized carbon, → a copper-titanium layer, → an aluminum-magnesium-lithium layer reinforced with carbon fiber.

В углерод-углеродном КМ слои располагают в следующей последовательности: наружный внешний слой карбонитридных соединений титана и кремния, → углерод-углеродный слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → медно-титановый слой, → пористый слой карбонизированного углерода, → медно-титановый слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → углерод-углеродный слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → медно-титановый слой, → пористый слой карбонизированного углерода, → медно-титановый слой, → слой карбонитридных соединений титана и кремния, → углерод-углеродный слой, → наружный внутренний слой карбонитридных соединений титана и кремния.In the carbon-carbon CM, the layers are arranged in the following sequence: the outer outer layer of the titanium and silicon carbonitride compounds, → the carbon-carbon layer, → the layer of titanium and silicon carbonitride compounds, → the copper-titanium layer, → the porous carbonized carbon layer, → copper-titanium layer, → layer of titanium and silicon carbonitride compounds, → carbon-carbon layer, → layer of titanium and silicon carbonitride compounds, → copper-titanium layer, → porous carbonized carbon layer, → copper-titanium layer, → layer ith carbonitride titanium and silicon compounds, → carbon-carbon layer, → outer inner layer of titanium and silicon carbonitride compounds.

Способы формирования и изготовления полуфабрикатов изделий из КМ в виде цилиндрической и конусной обечаек, усеченной полусферы и других элементов, оболочки или полуоболочки состоят из нескольких этапов и включают: формирование углерод-металлического полуфабриката из алюминиево-магниево-литиевых сплавов, упрочненных углеродным волокном; формирование углерод-углеродного полуфабриката с наружными слоями карбонитридных соединений титана и кремния; формирование промежуточного полуфабриката из карбонизированного пористого углерода с наружными медно-титановыми слоями; плазменное и газодинамическое напыление на наружные соприкасающиеся поверхности полуфабрикатов лития или полимерного связующего; сборку многослойного полуфабриката обечайки путем надевания одной на другую или укладки в штамповый блок одной усеченной полусферы в другую; формирование связующего слоя на основе лития или карбонизированного углерода диффузионной сваркой или карбонизацией полимерного связующего под напряжением.Methods of forming and manufacturing semi-finished products from CM in the form of cylindrical and conical shells, truncated hemispheres and other elements, shells or half shells consist of several stages and include: the formation of a carbon-metal semi-finished product from aluminum-magnesium-lithium alloys reinforced with carbon fiber; the formation of carbon-carbon semi-finished product with the outer layers of titanium and silicon carbonitride compounds; the formation of an intermediate semi-finished product of carbonized porous carbon with outer copper-titanium layers; plasma and gas-dynamic spraying on the external contacting surfaces of semi-finished lithium or a polymer binder; Assembly of a multilayer prefabricated shell by putting one on top of another or laying one truncated hemisphere into another in a stamp block; the formation of a bonding layer based on lithium or carbonized carbon by diffusion welding or carbonization of a polymer binder under tension.

С целью формирования пористого сквозного слоя карбонизированного углерода осуществляют нагрев и вакуумирование полимерного связующего с одновременной продувкой его инертным газом путем искусственного натекания.In order to form a porous through layer of carbonized carbon, the polymer binder is heated and evacuated while it is flushed with an inert gas by means of artificial leakage.

С целью обеспечения рассеивания высокоэнергетического теплового воздействия КМ содержит высокотеплопроводные медные, медно-серебряные или серебряные слои, которые контактируют с другими слоями КМ.In order to ensure the dissipation of high-energy thermal effects, KM contains highly heat-conducting copper, copper-silver or silver layers that are in contact with other layers of KM.

Сборка оболочки из углерод-металлических и углерод-углеродных обечаек и усеченных полусфер осуществляется в следующей последовательности: плазменное напыление на наружную поверхность шпангоута лития, сборка, сварка смежных обечаек, усеченных полусфер и шпангоутов по наружному внутреннему слою, → плазменное напыление на поверхность сварной зоны лития, укладка полуколец из пористого карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, диффузионная сварка контактирующих поверхностей, заварка наружных металлических зазоров, → плазменное напыление лития, укладка полуколец из углерод-металлического КМ, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и электронно-лучевая или лазерная заварка зазоров, → плазменное напыление лития, укладка полуколец из пористого углерода, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и заварка наружных металлических зазоров, → плазменное напыление лития, укладка полуколец из углерод-металлического КМ, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и электронно-лучевая или лазерная заварка зазоров, → плазменное напыление лития, укладка полуколец из пористого углерода, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и электронно-лучевая или лазерная заварка наружных металлических зазоров, → газодинамическое напыление полимерного связующего, укладка углерод-углеродных полуколец с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизация под напряжением полимерного связующего, формирование в зазоре плазменным напылением внутреннего слоя карбонитридных соединений титана и кремния, формирование в зазоре углерод-углеродного слоя путем газодинамического напыления полимерного связующего, укладки углеродного волокна с последующей карбонизацией и графитацией плазменным нагревом полимерного связующего, формирование плазменным напылением наружного слоя карбонитридных соединений титана и кремния, → газодинамическое напыление полимерного связующего, укладка полуколец из пористого углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, карбонизация под напряжением полимерного связующего, электронно-лучевая или лазерная сварка медно-титановых наружных слоев, → газодинамическое напыление полимерного связующего, укладка углерод-углеродных полуколец с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизация под напряжением полимерного связующего, формирование в зазоре плазменным напылением внутреннего слоя карбонитридных соединений титана и кремния, формирование в зазоре углерод-углеродного слоя путем газодинамического напыления полимерного связующего, укладка углеродного волокна с последующей карбонизацией и графитацией плазменным нагревом полимерного связующего, формирование плазменным напылением наружного слоя карбонитридных соединений титана и кремния.The assembly of the shell from carbon-metal and carbon-carbon shells and truncated hemispheres is carried out in the following sequence: plasma spraying on the outer surface of the lithium frame, assembly, welding of adjacent shells, truncated hemispheres and frames on the outer inner layer, → plasma spraying on the surface of the lithium weld zone , laying of rings of porous carbonized carbon with surface copper-titanium layers, diffusion welding of contacting surfaces, welding of external metal gaps, → plasma spraying of lithium, laying half rings of carbon-metal KM, diffusion welding of contacting surfaces and electron beam or laser welding of gaps, → plasma spraying of lithium, laying half rings of porous carbon, diffusion welding of contacting surfaces and welding of external metal gaps, → plasma spraying of lithium, laying of half rings made of carbon-metal KM, diffusion welding of contacting surfaces and electron beam or laser welding of gaps, → plasma deposited lithium spraying, laying of porous carbon half rings, diffusion welding of contacting surfaces and electron beam or laser welding of external metal gaps, → gas-dynamic spraying of a polymer binder, laying of carbon-carbon half rings with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, voltage carbonization of a polymer binder the formation in the gap by plasma spraying of the inner layer of titanium and silicon carbonitride compounds, the formation of carbon-carbon in the gap native layer by gas-dynamic spraying of a polymeric binder, laying carbon fiber followed by carbonization and graphitization by plasma heating of a polymeric binder, plasma spraying of the outer layer of carbonitride titanium and silicon compounds, → gas-dynamic spraying of a polymeric binder, laying of half rings of porous carbon with surface copper-titanium layers, energized carbonization of the polymer binder, electron beam or laser welding of copper-titanium external layers, → gas-dynamic spraying of a polymer binder, laying carbon-carbon semicircles with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, energized polymer binder, the formation of an inner layer of titanium and silicon carbonitride compounds in the gap by plasma spraying, the formation of a carbon-carbon layer in the gap by gas-dynamic spraying a polymer binder, laying carbon fiber, followed by carbonization and graphitization by plasma heating of the polymer vyazuyuschego forming by plasma spraying the outer layer of titanium carbonitride and silicon compounds.

Оболочку собирают из углерод-углеродных и углерод-металлических обечаек, усеченных полусфер, с внутренней стороны к металлической части приваривают шпангоуты, с наружной стороны металлической части сварной зоны формируют промежуточный пористый слой карбонизированного углерода и приклеивают с последующей карбонизацией полимерного связующего под напряжением углерод-углеродные полукольца с наружными и внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния, а также промежуточным пористым слоем карбонизированного углерода.The shell is assembled from carbon-carbon and carbon-metal shells, truncated hemispheres, frames are welded on the inside of the metal part, an intermediate porous layer of carbonized carbon is formed on the outside of the metal part of the welded zone, and carbon-carbon half rings are glued followed by carbonization of the polymer binder under tension with the outer and inner layers of titanium and silicon carbonitride compounds, as well as an intermediate porous layer of carbonized carbon.

С целью повышения прочностных свойств стыковочного соединения размер полуколец выполнен таким образом, чтобы полукольца перекрывали стыковочные зазоры предыдущих полуколец с аналогичными слоями КМ смежных обечаек или обечайки и усеченной полусферы.In order to increase the strength properties of the joint, the size of the half rings is made in such a way that the half rings overlap the joint gaps of the previous half rings with similar layers of CM adjacent shells or shells and a truncated hemisphere.

Сборка полуоболочки, состоящей из усеченной полусферы, цилиндрической обечайки в виде сопла типа Ловаля или Вентури и многослойного углерод-углеродного композиционного материала, включает: формирование на разъемной оправке углерод-углеродного слоя с титановым герметичным покрытием в виде сопряженной цилиндрической обечайки и обечайки в виде сопла типа Ловаля или Вентури с последующим высокотемпературным азотированием титанового покрытия и плазменным скоростным напылением карбидов кремния, кремния в среде азота на наружную поверхность точной заготовки, а также центробежным литьем расплава кремния и карбидов кремния на внутреннюю наружную поверхность точной заготовки с последующим высокотемпературным азотированием кремния.The assembly of a half-shell consisting of a truncated hemisphere, a cylindrical shell in the form of a nozzle of the Loval or Venturi type and a multilayer carbon-carbon composite material, includes: forming a carbon-carbon layer with a titanium hermetic coating in the form of a conjugated cylindrical shell and a shell in the form of a nozzle of the type Lovalya or Venturi followed by high-temperature nitriding of the titanium coating and plasma high-speed spraying of silicon carbides, silicon in a nitrogen atmosphere on the outer surface the possibility of precision workpiece, as well as by centrifugal casting of molten silicon and silicon carbides on the inner outer surface of the precision workpiece with subsequent high-temperature nitriding of silicon.

Далее надевают на внешнюю наружную поверхность сформированной точной заготовки цилиндрическую и конусные сопряженные углерод-углеродные обечайки с наружными поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, заполняют зазор между наружной поверхностью точной заготовки и обечайками полимерным связующим вакуумным всасыванием и продувкой инертным газом путем его искусственного натекания и одновременной карбонизацией полимерного связующего промежуточного слоя.Then, cylindrical and conical conjugated carbon-carbon shells with outer surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds are put on the outer external surface of the formed precision workpiece, the gap between the outer surface of the precision workpiece and the shells is filled with polymer binder by vacuum absorption and by blowing with an inert gas by artificial leakage and simultaneous carbonization of the polymer binder intermediate layer.

Заполняют зазоры между обечайками частицами карбонитридных соединений титана и кремния, углеродным волокном и полимерным связующим с одновременной его карбонизацией и графитацией.The gaps between the shells are filled with particles of titanium and silicon carbonitride compounds, a carbon fiber and a polymer binder with its simultaneous carbonization and graphitization.

Снова надевают сопряженные обечайки, формируют в зазоре промежуточный пористый слой, соединяют между собой обечайки и формируют поверхностный слой карбонитридных соединений титана и кремния.The conjugated shells are again put on, an intermediate porous layer is formed in the gap, the shells are interconnected and a surface layer of carbonitride titanium and silicon compounds is formed.

Присоединяют к цилиндрической обечайке усеченную полусферу и соответственно формируют в зазоре слои карбонитридных соединений титана и кремния, углерод-углеродные слои и промежуточные пористые слои карбонизированного углерода.A truncated hemisphere is attached to the cylindrical shell and, accordingly, layers of titanium and silicon carbonitride compounds, carbon-carbon layers and intermediate porous layers of carbonized carbon are formed in the gap.

С целью дополнительного повышения прочностных свойств, жаропрочности и жаростойкости КМ последний охлаждают газожидкостным потоком инертного газа через пористые промежуточные слои карбонизированного углерода с последующей рециркуляцией инертного газа по замкнутому контуру, сжижением и распылением его.In order to further increase the strength properties, heat resistance and heat resistance of CM, the latter is cooled by a gas-liquid flow of inert gas through porous intermediate layers of carbonized carbon, followed by recirculation of the inert gas in a closed loop, liquefying and spraying it.

С целью рационального использования инертного газа подпитку и хранение его осуществляют в газообразном, жидком и твердом состояниях.In order to rationally use an inert gas, it is fed and stored in a gaseous, liquid, and solid state.

С целью поддержания заданного температурного режима углерод-металлической части КМ в промежуточных пористых слоях рециркулируют инертный газ, нагретый в плазменной горелке или охлаждаемый газожидкостной средой на основе инертного газа.In order to maintain a given temperature regime of the carbon-metal part of CM inert porous layers recycle inert gas heated in a plasma torch or cooled by a gas-liquid medium based on an inert gas.

Для формирования наружного слоя карбонитридных соединений кремния в отверстия сопла после критического сечения плазменного напылителя подают в начале порошок карбидов кремния, затем порошок кремния, а в качестве плазмообразующей среды используют газообразующий азот.To form the outer layer of silicon carbonitride compounds, silicon carbide powder is first fed into the nozzle openings after a critical section of the plasma sprayer, then silicon powder, and gas-forming nitrogen is used as the plasma-forming medium.

Для обеспечения высокой контактной прочности и снижения остаточной пористости напыленного слоя увеличивают скорость напыляемого потока частиц за счет применения контура сопла плазменного напылителя в виде сопла типа Ловаля или Вентури, причем напыляемый порошок вводят через отверстия в контуре сопла, расположенные после критического сечения.To ensure high contact strength and reduce residual porosity of the sprayed layer, the speed of the sprayed particle stream is increased by using the nozzle circuit of a plasma sprayer in the form of a Loval or Venturi type nozzle, and the sprayed powder is introduced through holes in the nozzle loop located after the critical section.

Для формирования на внутренней поверхности металлической части полуфабрикатов цилиндрической или конусных обечаек и усеченной полусферы или других элементов бобышек, выступов, финтингов и др. путем выдавливания металла рабочая поверхность разъемной оправки или штампа имеет соответствующие углубления для формирования различных конструктивных элементов на внутренней поверхности полуфабрикатов изделий в процессе диффузионной сварки слоев металла в условиях его сверхпластичного состояния.To form a cylindrical or conical shells and a truncated hemisphere or other boss elements, protrusions, fints, etc. on the inner surface of the metal part of the semi-finished products by extruding the metal, the working surface of the split mandrel or die has corresponding recesses for forming various structural elements on the inner surface of the semi-finished products in the process diffusion welding of metal layers in the conditions of its superplastic state.

Система рециркуляции и регенерации (охлаждения, ожижения и формирования) газожидкостной среды на основе инертного газа включает: блок ожижения, трубопроводы, панели охлаждения газа, коллекторы формирования газожидкостной среды, емкости накопления и хранения сжиженного газа, запорно-регулирующую арматуру, блок управления.The system of recirculation and regeneration (cooling, liquefaction and formation) of a gas-liquid medium based on an inert gas includes: a liquefaction unit, pipelines, gas cooling panels, manifolds for the formation of a gas-liquid medium, storage tanks for liquefied gas, shut-off and control valves, control unit.

Система подогрева рециркулирующего инертного газа включает: блок плазменного подогрева, трубопроводы, нагреватель, блок управления.The inert gas recycle heating system includes: a plasma heating unit, pipelines, a heater, a control unit.

В таблице 1 приведены ожидаемые технические и эксплуатационные характеристики создаваемых композиционных материалов (КМ).Table 1 shows the expected technical and operational characteristics of the created composite materials (KM).

Figure 00000001
Figure 00000001

Изобретение иллюстрируется чертежами, где изображено: фиг.1 - поперечный разрез многослойного углерод-углеродного и углерод-металлического КМ; фиг.2 - поперечный разрез углерод-углеродного КМ; фиг.3 - схема сборки и сварки оболочки из углерод-углеродного и углерод-металлического КМ; фиг.4 - схема устройства пропитки, дегазации, диффузионной сварки или карбонизации полуфабриката типа обечайки; фиг.5 - схема устройства пропитки, дегазации, диффузионной сварки или карбонизации полуфабриката типа усеченной полусферы; фиг.6 - схема устройства графитации и газового высокотемпературного азотирования карбонизированного полуфабриката типа обечайки или усеченной полусферы; фиг.7 - схема устройства центробежного литья расплава кремния и карбидов кремния на внутреннюю наружную поверхность типа обечайки; фиг.8 - разрез литникового канала устройства центробежного литья; фиг.9, 10, 11, 12 - графики дегазации, пропитки и диффузионной сварки углерод-металлической композиции полуфабрикатов типа обечайки или усеченной полусферы; фиг.13, 14, 15, 16 - графики дегазации, пропитки и карбонизации углерод-углеродной композиции полуфабрикатов типа обечайки или усеченной полусферы; фиг.17, 18, 19, 20 - графики процессов графитации и высокотемпературного азотирования полуфабрикатов типа обечайки или усеченной полусферы; фиг.21 - график центробежного литья на внутреннюю поверхность обечайки расплава кремния и карбидов кремния; фиг.22 - график процесса высокотемпературного азотирования поверхностного слоя кремния полуфабриката типа обечайки или усеченной полусферы; фиг.23 - схема предварительной сварки полуфабрикатов типа обечаек и усеченной полусферы; фиг.24 - схема устройства диффузионной сварки, карбонизации под напряжением, электронно-лучевой или лазерной плазменной сварки полуколец в сварной зоне оболочки и полуоболочки; фиг.25 - схема газодинамического напыления полимерного связующего; фиг.26 - схема плазменного газодинамического напыления карбонитридных соединений кремния и титана.The invention is illustrated by drawings, which depict: figure 1 is a cross section of a multilayer carbon-carbon and carbon-metal CM; figure 2 is a cross section of a carbon-carbon KM; figure 3 - diagram of the assembly and welding of the shell of carbon-carbon and carbon-metal KM; 4 is a diagram of a device for impregnation, degassing, diffusion welding or carbonization of a semi-finished shell type; 5 is a diagram of a device for impregnation, degassing, diffusion welding or carbonization of a semi-finished product such as a truncated hemisphere; 6 is a diagram of a device for graphitization and gas high-temperature nitriding of a carbonized semi-finished product such as a shell or a truncated hemisphere; 7 is a diagram of a centrifugal casting device of a silicon melt and silicon carbides on the inner outer surface of the shell type; Fig. 8 is a section through a sprue channel of a centrifugal casting device; Fig.9, 10, 11, 12 - graphs of degassing, impregnation and diffusion welding of the carbon-metal composition of semi-finished products such as shell or truncated hemisphere; Fig.13, 14, 15, 16 - graphs of degassing, impregnation and carbonization of the carbon-carbon composition of semi-finished products such as shell or truncated hemisphere; Fig.17, 18, 19, 20 - graphs of the processes of graphitization and high-temperature nitriding of semi-finished products such as shell or truncated hemisphere; Fig is a graph of centrifugal casting on the inner surface of the shell of a silicon melt and silicon carbides; Fig is a graph of the process of high temperature nitriding of the surface layer of silicon semi-finished type shell or truncated hemisphere; Fig is a diagram of the preliminary welding of semi-finished products such as shells and a truncated hemisphere; Fig is a diagram of a device for diffusion welding, energized carbonization, electron beam or laser plasma welding of half rings in the welded zone of the shell and half shell; Fig is a diagram of a gas-dynamic spraying of a polymer binder; Fig is a diagram of a plasma gas-dynamic spraying of carbonitride compounds of silicon and titanium.

Углерод-металлический КМ (фиг.1) включает:Carbon-metal KM (figure 1) includes:

А - алюминиево-литиевый сплав (Al-Li);A - aluminum-lithium alloy (Al-Li);

В - магниево-литиевый сплав (Mg-Li) со структурой (α+β)-твердого раствора;B — magnesium-lithium alloy (Mg-Li) with the structure of an (α + β) solid solution;

С - магниево-литиевый сплав (Mg-Li) со структурой α-твердого раствора;C - magnesium-lithium alloy (Mg-Li) with the structure of α-solid solution;

D - углеродное волокно;D is carbon fiber;

F - магниево-литиевый сплав (Mg-Li) со структурой β-твердого раствора;F - magnesium-lithium alloy (Mg-Li) with the structure of a β-solid solution;

Е - пористый слой карбонизированного углерода;E is a porous layer of carbonized carbon;

М - медно-титановый слой;M - copper-titanium layer;

Т - внешний наружный слой из карбонитридных соединений титана, кремния.T is the outer outer layer of carbonitride compounds of titanium, silicon.

На фиг.2 представлены:Figure 2 presents:

Углерод-углеродный КМ (Фиг.1, 2) включает:Carbon-carbon KM (Fig.1, 2) includes:

К - углеродную ткань;K - carbon fabric;

D - углеродное волокно;D is carbon fiber;

Т - слой карбонитридных соединений титана и кремния;T - layer of carbonitride compounds of titanium and silicon;

Е - пористый слой карбонизированного углерода;E is a porous layer of carbonized carbon;

М - медно-титановый слой.M - copper-titanium layer.

Способ изготовления многослойной обечайки или усеченной полусферы включает изготовление по отдельности обечаек и усеченных полусфер, одной из углерод-металлического КМ, второй (промежуточный) из пористого карбонизированного углерода с поверхностным титано-медным слоем, третий из углерод-углеродного КМ с наружным слоем карбонитридных соединений титана и кремния, последующую сборку, диффузионную сварку контактирующих поверхностей или карбонизацию связующего компонента.A method of manufacturing a multilayer shell or a truncated hemisphere includes the manufacture of individually shells and truncated hemispheres, one of carbon-metal KM, the second (intermediate) of porous carbonized carbon with a surface titanium-copper layer, the third of carbon-carbon KM with an outer layer of titanium carbonitride compounds and silicon, subsequent assembly, diffusion welding of the contacting surfaces, or carbonization of the binder component.

Способ и устройства изготовления обечайки из углерод-металлического КМ на основе алюминиево-магниево-литиевых сплавов, упрочненных углеродным волокном, представлены на фиг.1, 4, 9.A method and device for manufacturing a shell of carbon-metal KM based on aluminum-magnesium-lithium alloys reinforced with carbon fiber are presented in figures 1, 4, 9.

Способ и устройства изготовления обечайки из углерод-углеродного КМ с наружным слоем карбонитридных соединений титана представлены на фиг.1, 2, 4, 6, 11, 13, 17.A method and device for manufacturing a shell of carbon-carbon KM with an outer layer of titanium carbonitride compounds are presented in figures 1, 2, 4, 6, 11, 13, 17.

Способ и устройства изготовления усеченной полусферы из углерод-углеродного КМ или углерод-металлического КМ представлены фиг.1, 2, 5, 6, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 18, 19, 20.A method and device for manufacturing a truncated hemisphere of carbon-carbon KM or carbon-metal KM are presented in figures 1, 2, 5, 6, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 18, 19, 20.

Способ и устройства изготовления обечайки или усеченной полусферы из карбонизированного пористого углерода с наружным медно-титановым слоем включают формирование на оправке или в штампе титанового слоя, слоя полимерного связующего с последующей его карбонизацией, одновременным вакуумированием и искусственным натеканием инертного газа, а также плазменным напылением медного порошка на титановую поверхность Фиг.1, 2, 4, 5, 13, 14, 15, 16, 27.A method and device for manufacturing a shell or a truncated hemisphere of carbonized porous carbon with an outer copper-titanium layer include forming on the mandrel or die a titanium layer, a polymer binder layer followed by its carbonization, simultaneous evacuation and artificial leakage of an inert gas, as well as plasma spraying of copper powder on a titanium surface Figs. 1, 2, 4, 5, 13, 14, 15, 16, 27.

Способ и устройство формирования поверхностного слоя карбонитридных соединений титана включают подачу в плазменный факел титанового порошка, а в качестве плазмообразующей среды используют газообразный азот. Фиг.1, 2, 27.The method and device for forming the surface layer of titanium carbonitride compounds include feeding titanium powder into the plasma torch, and nitrogen gas is used as the plasma-forming medium. Figure 1, 2, 27.

Аналогичным способом формируют поверхностный слой карбонитридных соединений кремния.In a similar manner, a surface layer of silicon carbonitride compounds is formed.

Корпус оболочки собирают из нескольких обечаек, шпангоутов и усеченных полусфер путем диффузионной, электронно-лучевой или лазерной и плазменной сварки.The shell body is assembled from several shells, frames and truncated hemispheres by diffusion, electron beam or laser and plasma welding.

Способ и устройство сборки оболочки из КМ включают сборку оболочек, шпангоутов, усеченных полусфер из КМ, содержащего углерод-металлическую и углерод-углеродные части, промежуточный слой из карбонизированного полимерного связующего и наружный слой карбонитридный соединений титана. Фиг.1, 23, 26, 27.A method and apparatus for assembling a shell from KM include assembling shells, frames, truncated hemispheres from KM containing carbon-metal and carbon-carbon parts, an intermediate layer of a carbonized polymer binder, and an outer layer of titanium carbonitride compounds. Figure 1, 23, 26, 27.

В предложенном способе и устройстве наносят на контактную поверхность шпангоута плазменным напылением слой лития, собирают обечайки, усеченные полусферы, приваривают к внутренней поверхности смежных обечаек или обечайки и усеченной полусферы шпангоуты, производят сварку обечаек и усеченных полусфер по внутреннему наружному слою из углерод-металлического КМ. Фиг.3, слой 1(1); Фиг.23.In the proposed method and device, a lithium layer is deposited on the contact surface of the frame by plasma spraying, shells, truncated hemispheres are assembled, welded to the inner surface of adjacent shells or shells and truncated hemispheres, shells and truncated hemispheres are welded to the inner outer metal layer K of carbon. Figure 3, layer 1 (1); Fig.23.

Предварительно на торцевых частях обечаек, усеченной полусферы и полуколец согласно Фиг.3 формируют смежные поверхности слоев КМ под сварку таким образом, чтобы сварные швы последующих смежных слоев не совпадали между собой.Previously, on the end parts of the shells, the truncated hemisphere and half rings according to FIG. 3, adjacent surfaces of the CM layers for welding are formed so that the welds of subsequent adjacent layers do not coincide.

Наносят плазменным напылением на внешнюю наружную поверхность сварной зоны литий, укладывают (приклеивают) полукольца из пористого карбонизированного углерода с наружными медно-титановыми поверхностными слоями. Фиг.3, слой 2(2).They are applied by plasma spraying to the outer outer surface of the welded zone of lithium, and half-rings of porous carbonized carbon with outer copper-titanium surface layers are laid (glued). Figure 3, layer 2 (2).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят диффузионную сварку внутренней наружной поверхности полуколец с внешней наружной поверхностью сварной зоны. Фиг.3, слой 1(1), 2(2). Производят герметичную электронно-лучевую или лазерную заварку зазоров смежных внешних наружных медно-титановых слоев.The semi-finished shell is moved to the device (Fig.24, 25), diffusion welding of the inner outer surface of the half rings with the outer outer surface of the welded zone is performed. Figure 3, layer 1 (1), 2 (2). A tight cathode-ray or laser welding of gaps of adjacent external outer copper-titanium layers is performed.

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), плазменным напылением наносят на внешнюю наружную поверхность полуколец Фиг.3, слой 2, (2) литий, укладывают (приклеивают) полукольца Фиг.3, слой 1, (3) из углерод-металлического КМ.The semi-finished shell is moved to the device (Fig. 23), plasma sprayed onto the outer outer surface of the half rings of Fig. 3, layer 2, (2) lithium, the half rings of Fig. 3, layer 1, (3) of carbon-metal are laid (glued) KM.

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят диффузионную сварку смежных поверхностей, производят герметичную заварку зазоров. Фиг.3, слой 1, (3).The semi-finished shell is moved to the device (Figs. 24, 25), diffusion welding of adjacent surfaces is carried out, and the gaps are sealed. Figure 3, layer 1, (3).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), наносят на наружную поверхность полуколец Фиг.3, слой 1, (3) литий, укладывают (приклеивают) полукольца Фиг.3, слой 2, (4).The semi-finished shell is moved to the device (FIG. 23), applied to the outer surface of the half rings of FIG. 3, layer 1, (3) lithium, the half rings of FIG. 3, layer 2, (2) are laid (glued).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят диффузионную сварку смежных поверхностей и герметичную заварку зазоров. Фиг.3, слой 2, (4).The semi-finished shell is moved to the device (Fig.24, 25), diffusion welding of adjacent surfaces and hermetic welding of gaps are performed. Figure 3, layer 2, (4).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), наносят слой лития и укладывают полукольца Фиг.3, слой 1, (5).Move the semi-finished shell into the device (Fig.23), apply a layer of lithium and lay the half rings of Fig.3, layer 1, (5).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят диффузионную сварку и заварку зазоров. Фиг.3, слой 1, (5).The semi-finished shell is moved to the device (Figs. 24, 25), diffusion welding and welding of gaps are performed. Figure 3, layer 1, (5).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), наносят литий и укладывают полукольца, Фиг.3, слой 2, (6).The semi-finished shell is moved into the device (Fig. 23), lithium is applied and the half rings are laid, Fig. 3, layer 2, (6).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят диффузионную сварку смежных поверхностей и электронно-лучевую или лазерную герметичную заварку зазоров смежных поверхностей наружных медно-титановых слоев. Фиг.3, слой 2, (6).The semi-finished shell is moved to the device (Figs. 24, 25), diffusion welding of adjacent surfaces and electron beam or laser hermetic welding of gaps of adjacent surfaces of the outer copper-titanium layers are performed. Figure 3, layer 2, (6).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), наносят на наружную внешнюю поверхность сварной зоны полимерное связующее, укладывают (приклеивают) полукольца из углерод-углеродного КМ с наружным поверхностным слоем карбонитридных соединений титана и кремния, Фиг.3, слой 3, (7).The shell semi-finished product is moved to the device (Fig. 23), a polymer binder is applied to the outer external surface of the welded zone, carbon-carbon KM half rings are laid (glued) with the outer surface layer of titanium and silicon carbonitride compounds, Fig. 3, layer 3, (7 )

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят карбонизацию полимерного связующего под напряжением, производят газо-динамическое и плазменное формирование в зазоре слоев карбонитридных соединений титана и кремния, углерод-углеродного слоя, Фиг.3, слой 3, (7).The shell semi-finished product is moved to the device (Figs. 24, 25), the polymer binder is carbonized under tension, gas-dynamic and plasma formation in the gap of layers of titanium and silicon carbonitride compounds, a carbon-carbon layer is produced, Fig. 3, layer 3, (7 )

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), наносят на поверхность сварной зоны полимерное связующее, укладывают (приклеивают) полукольца из пористого карбонизированного углерода с наружными медно-титановыми слоями, Фиг.3, слой 2, (8).The semi-finished shell is moved to the device (Fig. 23), a polymer binder is applied to the surface of the welded zone, half-rings of porous carbonized carbon with outer copper-titanium layers are laid (glued), Fig. 3, layer 2, (8).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят карбонизацию полимерного связующего под напряжением, производят электронно-лучевую или лазерную заварку зазоров смежных внешних наружных медно-титановых слоев, Фиг.3, слой 2, (8).The shell semi-finished product is moved to the device (Figs. 24, 25), the polymer binder is carbonized under voltage, electron-beam or laser welding of the gaps of adjacent external outer copper-titanium layers is performed, Fig. 3, layer 2, (8).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.23), наносят на поверхность сварной зоны слой полимерного связующего, укладывают (приклеивают) полукольца из углерод-углеродного КМ с наружным слоем карбонитридных соединений титана и кремния, Фиг.3, слой 3, (9).The shell semi-finished product is moved to the device (Fig. 23), a layer of polymer binder is applied to the surface of the welded zone, half-rings of carbon-carbon KM are placed (glued) with the outer layer of titanium and silicon carbonitride compounds, Fig. 3, layer 3, (9).

Перемещают полуфабрикат оболочки в устройство (Фиг.24, 25), производят карбонизацию полимерного связующего под напряжением, производят газо-динамическое и плазменное формирование в зазоре слоев карбонитридных соединений титана и кремния, углерод-углеродного слоя, Фиг.3, слой 3, (9). The shell semi-finished product is moved to the device (Figs. 24, 25), the polymer binder is carbonized under tension, gas-dynamic and plasma formation in the gap of layers of titanium and silicon carbonitride compounds, a carbon-carbon layer is produced, Fig. 3, layer 3, (9 )

В таблице 2 приведена схема технологического процесса изготовления корпуса оболочки или полуоболочки из предлагаемых КМ.Table 2 shows the process flow diagram for manufacturing the shell or half-shell body from the proposed CMs.

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000002
Figure 00000003

Устройство (Фиг.24, 25) для электронно-лучевой или лазерной диффузионной сварки, а также карбонизации под напряжением включает винтовой пресс 1 с заданной скоростью перемещения и нагружения, винтовую траверсу 2, накатной ролик 3, инфракрасные излучатели 4, электронно-лучевую или лазерную сварочную головку 5, газодинамическую форсунку 6, плазменный напылитель 7.The device (Fig.24, 25) for electron beam or laser diffusion welding, as well as voltage carbonization includes a screw press 1 with a given speed of movement and loading, a screw beam 2, a rolling roller 3, infrared emitters 4, electron beam or laser welding head 5, gas-dynamic nozzle 6, plasma spray 7.

Оболочка 8 включает: обечайки 9, усеченные полусферы 10, углерод-углеродные полукольца 11 с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, полукольца 12 из пористого углерода с наружными медно-титановыми слоями, полукольца 13 из углерод-металлического КМ, шпангоуты 14 из углерод-металлического КМ.Shell 8 includes: shells 9, truncated hemispheres 10, carbon-carbon half rings 11 with surface layers of carbonitride titanium and silicon compounds, half rings 12 of porous carbon with outer copper-titanium layers, half rings 13 of carbon-metal KM, frames 14 of carbon metal KM.

Механизм вращения и горизонтального перемещения оболочки 8 включает: ролики 15 (с приводами) горизонтального перемещения оболочки 8, ролики 16 (с приводами) вращения оболочки 8.The mechanism of rotation and horizontal movement of the shell 8 includes: rollers 15 (with drives) of horizontal movement of the shell 8, rollers 16 (with drives) of rotation of the shell 8.

Ролики 15, 16 имеют на рабочей поверхности покрытие, исключающее повреждение поверхности оболочки, например полиуретан.The rollers 15, 16 have a coating on the working surface, eliminating damage to the surface of the shell, for example polyurethane.

Механизм перемещения и нагружения траверсы 2 включает: эл. привод 17, винт 18, гайку 19, разъемную подвеску 20.The mechanism for moving and loading the beam 2 includes: el. drive 17, screw 18, nut 19, split suspension 20.

Механизм замены накатного ролика 3 на винтовой траверсе 2 включает: привод 21, фиксирующие направляющие 22 накатного ролика 3, разъемную муфту 23, технологический люк 24.The mechanism for replacing the rolling roller 3 on the screw crosshead 2 includes: a drive 21, fixing guides 22 of the rolling roller 3, a detachable sleeve 23, a process hatch 24.

Устройство (Фиг.24, 25) включает также корпус 25, патрубок 26 подключения к вакуумной откачной системе, загрузочный люк с крышкой 27.The device (Fig.24, 25) also includes a housing 25, a pipe 26 connecting to a vacuum pumping system, a loading hatch with a cover 27.

Конструкция устройства включает систему управления, систему вакуумирования и энергоснабжения устройства в целом (на чертеже не показаны).The design of the device includes a control system, a vacuum system and power supply of the device as a whole (not shown in the drawing).

Оболочку 8 (Фиг.24, 25) из обечаек 9 и усеченных полусфер 10 предварительно сваривают на стенде (Фиг.23) по наружному внутреннему слою 13 углерод-металлического КМ, приваривают шпангоут 14, напыляют на поверхность сварочной зоны литий и устанавливают (приклеивают) полукольца 12 из пористого углерода с наружными медно-титановыми поверхностными слоями.The shell 8 (Fig.24, 25) of the shells 9 and truncated hemispheres 10 are pre-welded on the stand (Fig.23) along the outer inner layer 13 of the carbon-metal KM, the frame is welded 14, sprayed onto the surface of the welding zone of lithium and installed (glued) half rings 12 of porous carbon with outer copper-titanium surface layers.

Оболочку 8 устанавливают на приводные ролики 15 и вводят в устройство (Фиг.24, 25). Закрывают загрузочные люки крышками 27, включают вакуумную систему и вакуумируют до заданного разряжения рабочий объем устройства (Фиг.24, 25)The shell 8 is installed on the drive rollers 15 and introduced into the device (Fig.24, 25). Close the loading hatches with lids 27, turn on the vacuum system and vacuum to a predetermined vacuum the working volume of the device (Fig.24, 25)

Нагревают полукольца 12 инфракрасными излучателями 4 и с помощью накатного ролика 3 производят диффузионную сварку внутренних наружных поверхностей полуколец 12 с поверхностью сварной зоны наружного внешнего слоя 13 углерод-металлического КМ.The half rings 12 are heated with infrared emitters 4 and, using the kneading roller 3, diffusion welding of the inner outer surfaces of the half rings 12 with the surface of the welded zone of the outer outer layer 13 of the carbon-metal CM is performed.

С помощью сварочной головки 5 производят герметичную заварку зазоров наружных медно-титановых слоев полуколец 12.Using a welding head 5, hermetic welding of the gaps of the outer copper-titanium layers of the half rings 12 is carried out.

Аналогичным способом производят диффузионную сварку и заварку зазоров полуколец 13 из углерод-металлического КМ и полуколец 12 из пористого карбонизированного углерода с наружными медно-титановыми слоями с аналогичными слоями обечаек 9.In a similar way, diffusion welding and welding of gaps of half rings 13 of carbon-metal KM and half rings 12 of porous carbonized carbon with outer copper-titanium layers with similar layers of shells 9 are performed.

Перед сборкой и сваркой углерод-углеродных полуколец 11 на поверхность сварной зоны наносят форсункой 30 (Фиг.23) полимерное связующее. Собирают (приклеивают) полукольца 11 к поверхности сварной зоны и перемещают оболочку 8 в устройство (Фиг.24, 25).Before assembly and welding of carbon-carbon half rings 11, a polymer binder is applied to the surface of the welded zone with a nozzle 30 (FIG. 23). Collect (glue) the half rings 11 to the surface of the welded zone and move the shell 8 into the device (Fig.24, 25).

С помощью инфракрасных излучателей 4 производят нагрев полимерного связующего с одновременным его вакуумированием и карбонизацией под напряжением с помощью накатного ролика 3.Using infrared emitters 4, the polymer binder is heated with its simultaneous evacuation and carbonization under voltage using a rolling roller 3.

Производят заполнение зазоров полимерным связующим газодинамической форсункой 6, с помощью инфракрасных излучателей 4 и накатного ролика 3 карбонизируют полимерное связующее и сварочной головкой 5 графитизируют карбонизированное полимерное связующее в зазоре.The gaps are filled with a polymeric binder by a gas-dynamic nozzle 6, using infrared emitters 4 and a knurling roller 3, the polymeric binder is carbonized and the carbonized polymeric binder is graphitized in the gap with a welding head 5.

В процессе карбонизации и графитации полимерного связующего в рабочем объеме устройства (Фиг.24, 25) поддерживают заданное разрежение (вакуум).In the process of carbonization and graphitization of a polymer binder in the working volume of the device (Fig.24, 25) maintain a predetermined vacuum (vacuum).

С помощью плазменного напылителя 7 формируют наружный поверхностный слой карбонитридных соединений титана и кремния.Using a plasma sprayer 7, an outer surface layer of carbonitride titanium and silicon compounds is formed.

Перемещают оболочку 8 в устройство (Фиг.23), наносят слой полимерного связующего, укладывают (приклеивают) полукольца 12 из пористого карбонизированного углерода с поверхностным титановомедным слоем и перемещают оболочку в устройство (Фиг.24, 25).The sheath 8 is moved to the device (Fig. 23), a layer of polymer binder is applied, half rings 12 of porous carbonized carbon with a surface titanium-copper layer are laid (glued) and the sheath is transferred to the device (Figs. 24, 25).

В устройстве (Фиг.24, 25) производят заварку зазоров смежных медно-титановых слоев и перемещают полуфабрикат обечайкой 8 в устройство (Фиг.23).In the device (Fig. 24, 25), welding of the gaps of adjacent copper-titanium layers is made and the semi-finished product is moved by the shell 8 into the device (Fig. 23).

Наносят слой полимерного связующего, укладывают (приклеивают) углерод-углеродные полукольца и перемещают полуфабрикат оболочки 8 в устройство (Фиг.24, 25).A layer of polymer binder is applied, carbon-carbon half rings are laid (glued) and the semi-finished shell 8 is transferred to the device (Figs. 24, 25).

Производят карбонизацию под напряжением полимерного связующего контактирующих поверхностей полуколец 11, формирование в зазоре слоев карбонитридных соединений титана и кремния, углерод-углеродного слоя.Carry out carbonization under tension of the polymer binder of the contacting surfaces of the semirings 11, the formation of layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, the carbon-carbon layer in the gap.

При формировании сварного соединения обечайки 9, усеченной полусферы 10 оболочки 8, сварную зону оболочки 8 перемещают в зону обслуживания накатного ролика 3.When forming a welded joint of the shell 9, a truncated hemisphere 10 of the shell 8, the welded zone of the shell 8 is moved to the service area of the rolling roller 3.

Замену накатного ролика 4 осуществляют следующим образом: вводят разъемную муфту 23 в зацепление, включают привод 21 и выводят накатной ролик 3 с помощью фиксирующих направляющих 22 в зону замены накатного ролика 3, открывают технологический люк 24 и производят замену накатного ролика 3.Replacement of the rolling roller 4 is carried out as follows: the detachable sleeve 23 is engaged, the drive 21 is turned on and the rolling roller 3 is brought out using the fixing guides 22 into the replacement zone of the rolling roller 3, the process door 24 is opened and the rolling roller 3 is replaced.

Способ изготовления многослойной полуобечайки, состоящей из усеченной полусферы, цилиндрической обечайки, обечайки в виде сопла типа Ловаля или Вентури и многослойного КМ с наружными внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния, промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода и медно-титановыми слоями, включает:A method of manufacturing a multilayer half-shell, consisting of a truncated hemisphere, a cylindrical shell, a shell in the form of a nozzle of the Loval or Venturi type and a multilayer CM with outer inner layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, intermediate porous layers of carbonized carbon and copper-titanium layers, includes:

- формирование на разъемной оправке углерод-углеродного карбонизированного слоя с титановым герметичным покрытием в виде сопла Ловаля или сопла Вентури (Фиг.2, 4, 13);- the formation on a detachable mandrel of a carbon-carbon carbonized layer with a titanium hermetic coating in the form of a Loval nozzle or a Venturi nozzle (Fig.2, 4, 13);

- графитацию карбонизированного связующего углерод-углеродного слоя и высокотемпературное азотирование титанового покрытия (Фиг.6, 17);- graphitization of the carbonized carbon-carbon binder layer and high temperature nitriding of the titanium coating (Fig.6, 17);

- плазменное скоростное напыление на наружную поверхность полуфабриката карбидов кремния и кремния в среде азота (Фиг.17);- plasma high-speed spraying on the outer surface of the semi-finished silicon carbide and silicon carbides in a nitrogen medium (Fig.17);

- центробежное литье расплава кремния и карбидов кремния на внутреннюю поверхность полуфабриката с последующим высокотемпературным азотированием (Фиг.7, 6, 21, 22);- centrifugal casting of molten silicon and silicon carbides on the inner surface of the semi-finished product, followed by high-temperature nitriding (Fig. 7, 6, 21, 22);

- нанесение на наружную поверхность полуфабриката полимерного связующего, сборка (надевание) цилиндрических и конусных обечаек из карбонизированного пористого углерода с наружными медно-титановыми слоями, герметичная сварка наружных внешних и смежных медно-титановых слоев, карбонизация полимерного связующего под напряжением (Фиг.2, 4, 13, 24, 25);- applying to the outer surface of the semi-finished product a polymer binder, assembling (donning) cylindrical and conical shells made of carbonized porous carbon with outer copper-titanium layers, hermetic welding of the outer outer and adjacent copper-titanium layers, carbonization of the polymer binder under tension (Figure 2, 4 , 13, 24, 25);

- нанесение на наружную поверхность полуфабриката полимерного связующего, сборка (надевание) цилиндрических и конусных обечаек из углерод-углеродного КМ с наружными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизация полимерного связующего, плазменная сварка с формированием углерод-углеродного слоя, наружных слоев карбонитридных соединений титана и кремния в сварной зоне смежных обечаек (Фиг.2, 4, 13, 24, 25, 27);- applying a polymeric binder to the outer surface of the semi-finished product, assembling (donning) cylindrical and conical shells made of carbon-carbon KM with the outer layers of carbonitride titanium and silicon compounds, carbonization of the polymeric binder, plasma welding with the formation of the carbon-carbon layer, outer layers of titanium carbonitride compounds and silicon in the weld zone of adjacent shells (Fig.2, 4, 13, 24, 25, 27);

- нанесение на наружную поверхность полуфабриката полимерного связующего, сборка (надевание) обечаек из карбонизированного пористого углерода с наружными медно-титановыми слоями, карбонизация полимерного связующего, сварка внешних смежных медно-титановых слоев (Фиг.2, 4, 13, 24, 25);- applying to the outer surface of the semi-finished product a polymer binder, assembling (donning) shells of carbonized porous carbon with outer copper-titanium layers, carbonization of the polymer binder, welding of external adjacent copper-titanium layers (Figs. 2, 4, 13, 24, 25);

- нанесение на наружную поверхность полуфабриката полимерного связующего, сборка (надевание) обечаек цилиндрических и конусных обечаек из углерод-углеродного КМ с наружными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизация полимерного связующего, плазменная сварка с формированием углерод-углеродного слоя, наружных слоев карбонитридных соединений титана и кремния в сварной зоне смежных обечаек (Фиг.2, 4, 13, 24, 25, 26, 27). Аналогичным образом ведут формирование многослойной усеченной полусферы из углерод-углеродного КМ с наружными и внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния, промежуточными внутренними слоями карбонизированного пористого углерода с медно-титановыми поверхностными слоями и последующей сваркой цилиндрической части полуфабриката и усеченной полусферы (Фиг.2, 5, 13, 24, 25, 26, 27).- drawing on the outer surface of the semi-finished product a polymeric binder, assembling (putting on) shells of cylindrical and conical shells of carbon-carbon KM with outer layers of carbonitride titanium and silicon compounds, carbonization of a polymer binder, plasma welding with the formation of a carbon-carbon layer, outer layers of carbonitride titanium compounds and silicon in the weld zone of adjacent shells (Fig.2, 4, 13, 24, 25, 26, 27). Similarly, the formation of a multilayer truncated hemisphere of carbon-carbon KM with outer and inner layers of carbonitride titanium and silicon compounds, intermediate inner layers of carbonized porous carbon with copper-titanium surface layers and subsequent welding of the cylindrical part of the semi-finished product and the truncated hemisphere (Figure 2, 5 , 13, 24, 25, 26, 27).

Устройство (фиг.7, 8) включает камеру 1 центробежного литья расплава на внутреннюю поверхность полуфабриката 10, печь-ковш 11, дозатор-вакууматор 12, литниковую систему 13.The device (Fig.7, 8) includes a chamber 1 of centrifugal casting of the melt on the inner surface of the semifinished product 10, a ladle furnace 11, a dispenser-degasser 12, a gating system 13.

Камера 1 центробежного литья включает обоймы 2 фиксации обрабатываемого полуфабриката 10, привод 3 вращения фиксирующей обоймы 2, нагреватель 4 системы подогрева корпуса полуфабриката 10, емкость 5 для слива избыточного расплава, приводы 6 горизонтального и вертикального перемещения камеры 1.The centrifugal casting chamber 1 includes clamping clips 2 for fixing the processed semi-finished product 10, a rotation drive 3 of the fixing clip 2, a heater 4 for the heating system of the semi-finished product body 10, a container 5 for draining excess melt, drives 6 for horizontal and vertical movement of chamber 1.

Печь-ковш включает вакуумноплотный загрузочный затвор 14, нагреватель 35, обогреваемый канал-отверстие 15 со стопором 16, посадочное кольцо-основание 17, патрубок с вентилями 18,19 для вакуумирования и напуска инертного газа.The ladle furnace includes a vacuum tight loading gate 14, a heater 35, a heated channel-hole 15 with a stopper 16, a seat ring-base 17, a pipe with valves 18.19 for evacuation and inert gas inlet.

Дозатор-вакууматор 12 включает посадочное кольцо 21 с герметичным уплотнителем 22, промежуточную камеру 20 с патрубками, вакуумным затвором 50 и вентилем 51 для вакуумирования и напуска инертного газа, корпус тигеля 23, заливочную горловину 25 с вакуумногазоплотным затвором 26, наклонное днище 24 тигеля 23 с щелевым плоским канал-отверстием 27 и отверстием 28 в основании наклонной части днища 24, перекрываемые стопором 29, патрубок с вентилями 33, 34 для подвода газовой дегазирующей смеси, трубопровод 30 высокого давления с вакуумным затвором 31 и вентилем 32 для вакуумирования и напуска инертного газа, нагреватель 35.The dispenser-vacuum device 12 includes a seat ring 21 with a tight seal 22, an intermediate chamber 20 with nozzles, a vacuum shutter 50 and a valve 51 for evacuating and filling inert gas, a crucible body 23, a filler neck 25 with a vacuum-tight shutter 26, an inclined bottom 24 of the crucible 23 s slotted flat channel-hole 27 and a hole 28 in the base of the inclined part of the bottom 24, blocked by a stop 29, a pipe with valves 33, 34 for supplying a gas degassing mixture, a high pressure pipe 30 with a vacuum shutter 31 and a valve 32 for evacuation and inert gas inlet, heater 35.

Литниковая система 13 выполнена из композиционного углерод-углеродного материала 36 (фиг.8) и включает плоский канал-отверстие 27 с внутренним рабочим слоем карбонитридных соединений титана.The gate system 13 is made of composite carbon-carbon material 36 (Fig. 8) and includes a flat channel-hole 27 with an inner working layer of titanium carbonitride compounds.

Кроме того, углерод-углеродная часть литниковой системы 13 заключена (фиг.7, 8) в обогреваемый нагревателем 35 теплоизолированный 37 и водоохлаждаемый корпус 38, имеющий патрубок с затвором 39, вентиль 40 для вакуумирования и заполнения системы инертным газом.In addition, the carbon-carbon part of the gate system 13 is enclosed (Figs. 7, 8) in a heat-insulated 37 heated by a heater 35 and a water-cooled case 38 having a nozzle with a shutter 39, valve 40 for evacuating and filling the system with inert gas.

Литниковая система 13 (фиг.7) включает узел 8 сочленения, позволяющий изменять угол наклона выходного канала 7 литниковой системы 13 с помощью привода 9.The gate system 13 (Fig. 7) includes a joint 8, allowing you to change the angle of the output channel 7 of the gate system 13 using the drive 9.

Литниковая система 13 (фиг.8) включает узел замораживания жидкого потока металла и состоит из металлического корпуса-рубашки 41 и патрубков с вентилями 42, (фиг.7, 8) 43 для подвода газожидкостной среды на основе жидкого азота и отвода газообразного азота.The gate system 13 (Fig. 8) includes a unit for freezing the liquid metal stream and consists of a metal jacket body 41 and nozzles with valves 42, (Figs. 7, 8) 43 for supplying a gas-liquid medium based on liquid nitrogen and nitrogen gas removal.

На выходе плоский канал-отверстие 27 сообщается боковыми каналами через патрубки с вентилями 44 для подачи в пристеночный слой (стенка - жидкий расплав) контролируемой газовой среды для стабилизации плоского потока жидкого металла.At the exit, a flat channel-hole 27 is communicated by side channels through nozzles with valves 44 for supplying a controlled gas medium to the wall layer (wall - liquid melt) to stabilize a flat stream of liquid metal.

Устройство работает следующим образом (фиг.7, 8, 21).The device operates as follows (Fig.7, 8, 21).

Жидкий расплав кремния и карбидов кремния заливают в печь-ковш 11, закрывают затвор 14, вакуумируют рабочий объем печи-ковша 11 через патрубок и вакуумный затвор 18, по достижению заданного разрежения включают нагреватель 35 и нагревают жидкий расплав до заданной температуры. По достижению расплавом необходимой температуры перекрывают вакуумный затвор 18, открывают вентиль 19 и заполняют свободный объем печи-ковша 11 инертным газом.The liquid melt of silicon and silicon carbides is poured into the ladle furnace 11, the shutter 14 is closed, the working volume of the ladle furnace 11 is evacuated through the nozzle and the vacuum shutter 18, when the specified vacuum is reached, the heater 35 is turned on and the liquid melt is heated to the specified temperature. When the melt reaches the required temperature, the vacuum shutter 18 is closed, valve 19 is opened and the free volume of the ladle furnace 11 is filled with inert gas.

Перемещают и устанавливают печь-ковш 11 посадочным кольцом-основанием 17 на уплотнение 22 посадочного кольца 21 дозатор-вакууматора.The ladle furnace 11 is moved and installed with the seat ring-base 17 on the seal 22 of the seat ring 21 of the dispenser-vacuum device.

Открывают затворы 50, 26 и вакуумируют дозатор-вакууматор 12 до заданного разрежения. Производят замораживание литникового канала, для чего (фиг.7, 8) в корпус-рубашку 41 через вентиля 42 подводят газожидкостную среду на основе жидкого азота и отводят газообразный азот через вентиля 43, предварительно отвакуумировав и заполнив инертным газом внутренний нерабочий объем литниковой системы 13. Открывают стопор 16 канала-отверстия 15, печи-ковша 11 и заполняют тигель23 дозатора-вакууматора 12 жидким расплавом.Open the gates 50, 26 and vacuum dispenser-vacuum 12 to a predetermined vacuum. The gate channel is frozen, for which purpose (Figs. 7, 8), a gas-liquid medium based on liquid nitrogen is supplied to the jacket body 41 through the valve 42 and gaseous nitrogen is removed through the valve 43, having previously evacuated and filled with an inert gas the internal idle volume of the gate system 13. The stopper 16 of the channel-openings 15, the ladle furnace 11 is opened and the crucible23 of the dispenser-vacuum unit 12 is filled with molten liquid.

Закрывают канал-отверстие 15 стопором 16, открывают затвор 31, закрывают затвор 26, включают нагреватель 35, открывают вентили-натекатели 33, 34 и через трубопровод 30 производят дегазацию жидкого металла в дозаторе-вакууматоре 12.Close the channel-hole 15 with the stopper 16, open the shutter 31, close the shutter 26, turn on the heater 35, open the leakage valves 33, 34 and through the pipe 30 degass the liquid metal in the dispenser-vacuum 12.

Загружают в камеру 1 (фиг.7) центробежного литья полуфабрикат 10 и фиксируют его в обоймах 2, подстыковывают камеру 1 к камере дозатора-вакуматора 12, устанавливают подвижный канал-лоток 7 на заданный угол к внутренней наружной поверхности полуфабриката 10 с помощью привода 9 узла сочленения 8, герметизируют стыковочный разъем камер 1, 12, включают приводы 3 синхронного вращения, открывают вакуумные затворы 51, 56 и вакуумируют камеры 1, 12 до заданного разрежения, закрывают вакуумные затворы 54, 56, открывают вентили 55, 57 и заполняют камеры 1, 12 инертным газом, включают нагреватель 4 подогрева наружной поверхности полуфабриката 10.Download the semi-finished product 10 into the chamber 1 (Fig. 7) of centrifugal casting and fix it in the clips 2, attach the chamber 1 to the chamber of the dispenser-vacuum chamber 12, set the movable channel-tray 7 at a predetermined angle to the inner outer surface of the semi-finished product 10 using the drive unit 9 joints 8, seal the docking connector of the chambers 1, 12, turn on the synchronous rotation drives 3, open the vacuum shutters 51, 56 and vacuum the chambers 1, 12 to a predetermined vacuum, close the vacuum shutters 54, 56, open the valves 55, 57 and fill the chambers 1, 12 inert ha zom, include a heater 4 for heating the outer surface of the semi-finished product 10.

По завершению процесса дегазации жидкого металла в дозаторе-вакууматоре 12 закрывают затвор 31, включают нагреватели 35 литниковой системы, закрывают вентили 42 подачи замораживающей среды (фиг.8), открывают вентиль 44 подачи стабилизирующей газовой смеси, открывают вентиль 32 и над поверхностью жидкого расплава в дозаторе-вакууматоре 12 создают избыточное давление инертного газа.Upon completion of the process of degassing liquid metal in the metering unit 12, the shutter 31 is closed, the gating system heaters 35 are turned on, the freezing medium supply valves 42 are closed (Fig. 8), the stabilizing gas mixture supply valve 44 is opened, the valve 32 is opened and above the surface of the liquid melt in the dispenser-vacuum 12 create an inert gas overpressure.

Жидкий расплав через разогретый плоский канал-отверстие 27 литниковой системы 13 попадает на внутреннюю поверхность полуфабриката 10. Неиспользованные остатки жидкого расплава стекают в емкость 5.The liquid melt through the heated flat channel-hole 27 of the gating system 13 falls on the inner surface of the semi-finished product 10. Unused residual liquid melt flows into the tank 5.

По завершению процесса формирования поверхностного слоя на основе карбидов кремния и кремния снимают избыточное давление в дозаторе-вакууматоре 12 и в корпус-рубашку 41 (фиг.7, 8) подают газожидкостную среду на основе жидкого азота, отключают подачу стабилизирующей газовой среды, включают приводы 6, отстыковывают камеру 1 и выгружают полуфабрикат 10.Upon completion of the process of forming a surface layer based on silicon and silicon carbides, excess pressure is removed in the dispenser-vacuum device 12 and a gas-liquid medium based on liquid nitrogen is supplied to the jacket body 41 (Figs. 7, 8), the supply of a stabilizing gas medium is turned off, the actuators 6 , undock the chamber 1 and unload the semi-finished product 10.

По сравнению с известными аналогами предложенные композиционные материалы и способы изготовления изделий типа обечайки, усеченной полусферы, полуоболочки позволяют получить более высокий уровень удельной прочности, жаропрочности, жаростойкости, теплостойкости, точности геометрических параметров и других показателей, а предлагаемые устройства для осуществления заявленных способов потребуют значительно меньших капитальных вложений и затрат.Compared with the known analogues, the proposed composite materials and methods for manufacturing products such as shells, truncated hemispheres, half shells allow to obtain a higher level of specific strength, heat resistance, heat resistance, heat resistance, accuracy of geometric parameters and other indicators, and the proposed device for implementing the claimed methods will require significantly less capital investments and costs.

Claims (21)

1. Композиционные многослойные углерод-углеродный и углерод-металлический материал, углерод-углеродный или углерод-металлический материалы, включающие углерод-углеродную часть с наружным внешним слоем карбонитридных соединений титана, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода и углерод-металлическую часть с наружными слоями из алюминиево-литиевого сплава, внутренними слоями из магниево-литиевых сплавов, упрочненную углеродным волокном, отличающиеся тем, что наружный слой карбонитридных соединений титана покрыт слоем карбонитридных соединений кремния, углерод-углеродная часть содержит внутренние слои карбонитридных соединений титана и кремния, внутренние промежуточные слои пористого карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-металлическая часть содержит наружные алюминиево-литиевые слои и внутренние магниево-литиевые слои, упрочненные углеродным волокном, и промежуточные пористые слои карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями.1. Composite multilayer carbon-carbon and carbon-metal materials, carbon-carbon or carbon-metal materials, including a carbon-carbon part with an outer outer layer of titanium carbonitride compounds, an intermediate porous carbonized carbon layer and a carbon-metal part with aluminum outer layers lithium alloy, inner layers of magnesium-lithium alloys, hardened with carbon fiber, characterized in that the outer layer of titanium carbonitride compounds is coated with a layer silicon carbonitride compounds, the carbon-carbon part contains the inner layers of titanium and silicon carbonitride compounds, the inner intermediate layers of porous carbonized carbon with surface copper-titanium layers, the carbon-metal part contains the outer aluminum-lithium layers and the inner magnesium-lithium layers reinforced with carbon fiber and intermediate porous layers of carbonized carbon with surface copper-titanium layers. 2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в процессе эксплуатации углерод-углеродная часть охлаждается газожидкостным потоком на основе инертного газа и углерод-металлическая часть охлаждается или нагревается инертным газом через промежуточные пористые слои карбонизированного углерода.2. The composite material according to claim 1, characterized in that during operation the carbon-carbon part is cooled by a gas-liquid stream based on an inert gas and the carbon-metal part is cooled or heated by an inert gas through intermediate porous layers of carbonized carbon. 3. Композиционный многослойный углерод-углеродный и углерод-металлический материал по п.1, отличающийся тем, что слои располагаются в следующей последовательности: наружный углерод-углеродный слой с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-углеродный слой с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-металлический слой с поверхностными алюминиево-литиевыми слоями и внутренними магниево-литиевыми слоями, упрочненными углеродным волокном, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-металлический слой с поверхностными алюминиево-литиевыми слоями и внутренними магниево-литиевыми слоями, упрочненными углеродным волокном, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-металлический слой с поверхностными алюминиево-литиевыми слоями и внутренними магниево-литиевыми слоями, упрочненными углеродным волокном.3. The composite multilayer carbon-carbon and carbon-metal material according to claim 1, characterized in that the layers are arranged in the following sequence: an outer carbon-carbon layer with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, an intermediate porous layer of carbonized carbon with surface copper titanium layers, a carbon-carbon layer with surface layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, an intermediate porous layer of carbonized carbon with surface copper ethane layers, a carbon-metal layer with surface aluminum-lithium layers and inner magnesium-lithium layers reinforced with carbon fiber, an intermediate porous layer of carbonized carbon with surface copper-titanium layers, a carbon-metal layer with surface aluminum-lithium layers and inner magnesium- carbon fiber hardened lithium layers, an intermediate porous carbonized carbon layer with surface copper-titanium layers, carbon-metal with th with the surface of aluminum-lithium layers and internal magnesium-lithium layers reinforced with carbon fiber. 4. Композиционные материалы по п.1, отличающиеся тем, что количество слоев и толщину композиционного материала определяют из условия заданных эксплуатационных характеристик.4. Composite materials according to claim 1, characterized in that the number of layers and the thickness of the composite material is determined from the conditions of the specified performance characteristics. 5. Композиционные материалы по п.1, отличающиеся тем, что дополнительно включают медно-серебряно-титановые слои.5. Composite materials according to claim 1, characterized in that they further include copper-silver-titanium layers. 6. Композиционные материалы по п.1, отличающиеся тем, что дополнительно включают серебряно-титановые слои.6. Composite materials according to claim 1, characterized in that they further include silver-titanium layers. 7. Композиционные углерод-углеродный или углерод-металлический материалы по п.1, отличающиеся тем, что углерод-углеродную часть с наружными и внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния, внутренними промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, охлаждаемыми газожидкостным потоком на основе инертного газа, а также углерод-металлическую часть с наружными алюминиево-литиевыми и внутренними магниево-литиевыми слоями, упрочненными углеродным волокном, и промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, охлаждаемыми или нагреваемыми инертным газом, используют самостоятельно в конструкциях изделий.7. Composite carbon-carbon or carbon-metal materials according to claim 1, characterized in that the carbon-carbon part with the outer and inner layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, inner intermediate porous layers of carbonized carbon with surface copper-titanium layers cooled by gas-liquid an inert gas flow, as well as a carbon-metal part with outer aluminum-lithium and inner magnesium-lithium layers reinforced with carbon fiber, and between GOVERNMENTAL carbonized porous carbon layers with surface layers of copper and titanium that are cooled or heated inert gas, is used independently in product design. 8. Композиционный углерод-углеродный материал по п.1, отличающийся тем, что слои располагают в следующей последовательности: углерод-углеродный слой с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-углеродный слой с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, углерод-углеродный слой с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния.8. The composite carbon-carbon material according to claim 1, characterized in that the layers are arranged in the following sequence: a carbon-carbon layer with surface layers of carbonitride titanium and silicon compounds, a porous carbonized carbon layer with surface copper-titanium layers, a carbon-carbon layer with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, an intermediate porous carbonized carbon layer with surface copper-titanium layers, a carbon-carbon layer with surface layers mi carbonitride compounds of titanium and silicon. 9. Композиционный углерод-металлический материал по п.1, отличающийся тем, что слои располагают в следующей последовательности: алюминиево-литиевый слой, магниево-литиевые слои, упрочненные углеродным волокном, алюминиево-литиевый слой, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, алюминиево-литиевый слой, магниево-литиевые слои, упрочненные углеродным волокном, алюминиево-литиевый слой, промежуточный пористый слой карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, алюминиево-литиевый слой, магниево-литиевые слои, упрочненные углеродным волокном, алюминиево-литиевый слой.9. The composite carbon-metal material according to claim 1, characterized in that the layers are arranged in the following sequence: an aluminum-lithium layer, a magnesium-lithium layer strengthened by a carbon fiber, an aluminum-lithium layer, an intermediate porous layer of carbonized carbon with surface copper titanium layers, aluminum-lithium layer, carbon-fiber reinforced magnesium-lithium layers, aluminum-lithium layer, intermediate porous carbonized carbon layer with surface copper-titanium layers holes, aluminum-lithium layer, magnesium-lithium layers reinforced with carbon fiber, aluminum-lithium layer. 10. Способ формирования и изготовления многослойной точной заготовки обечайки или усеченной полусферы из углерод-углеродного композиционного материала по п.1 или 8 с наружными и внутренними слоями карбонитридных соединений титана и кремния, а также промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, включающий сборку, пропитку, прессование, карбонизацию, графитацию и высокотемпературное азотирование наружного титанового слоя, отличающийся тем, что формируют точную заготовку обечайки или усеченной полусферы с наружными титановыми и внутренним углерод-углеродным слоями, высокотемпературным азотированием формируют наружные внешние слои карбонитридных соединений титана и скоростным плазменным напылением в среде азота слои карбонитридных соединений кремния, формируют точную заготовку обечайки или усеченной полусферы с пористым слоем карбонизированного углерода и поверхностными медно-титановыми слоями путем карбонизации полимерного связующего вакуумированием и искусственным натеканием инертного газа, а также скоростным плазменным напылением поверхностных слоев меди, последовательно собирают многослойную точную заготовку из обечаек или усеченных полусфер, заполняют зазоры полимерным связующим и карбонизируют его.10. The method of forming and manufacturing a multilayer precise blank of a shell or a truncated hemisphere of carbon-carbon composite material according to claim 1 or 8 with outer and inner layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, as well as intermediate porous layers of carbonized carbon with surface copper-titanium layers, including assembly, impregnation, pressing, carbonization, graphitization and high temperature nitriding of the outer titanium layer, characterized in that they form an accurate shell blank or truncated hemispheres with outer titanium and inner carbon-carbon layers, high-temperature nitriding form the outer outer layers of titanium carbonitride compounds and plasma spraying in nitrogen medium layers of silicon carbonitride compounds, form an accurate blank of a shell or a truncated hemisphere with a porous layer of carbonized carbon and surface carbon honey titanium layers by carbonization of the polymer binder by vacuum and artificial inert gas leakage, as well as orostnym plasma spraying the surface layers of copper, successively collect accurate multilayered preform or truncated hemispherical shells fill gaps polymeric binder and its carbonized. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что формируют скоростной плазменный поток путем подачи исходного материала после критического сечения сопла в следующей последовательности: порошок карбидов кремния, порошок кремния.11. The method according to claim 10, characterized in that a high-speed plasma stream is formed by feeding the source material after the critical section of the nozzle in the following sequence: silicon carbide powder, silicon powder. 12. Способ формирования и изготовления многослойной точной заготовки обечайки или усеченной полусферы из углерод-металлического композиционного материала с алюминиево-магниево-литиевыми слоями, упрочненными углеродным волокном, а также промежуточными пористыми слоями карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, включающий сборку, пропитку, прессование, диффузионную сварку, отличающийся тем, что формируют обечайку или усеченную полусферу из алюминиево-магниевых-литиевых сплавов, упрочненных углеродным волокном, формируют обечайку или усеченную полусферу с пористым слоем карбонизированного углерода и поверхностными медно-титановыми слоями, последовательно собирают многослойную точную заготовку обечаек или усеченных полусфер, заполняют зазоры литием и производят диффузионную сварку.12. A method of forming and manufacturing a multilayer precision blank of a shell or a truncated hemisphere of a carbon-metal composite material with aluminum-magnesium-lithium layers reinforced with carbon fiber, as well as intermediate porous layers of carbonized carbon with surface copper-titanium layers, including assembly, impregnation, pressing, diffusion welding, characterized in that a shell or a truncated hemisphere is formed of aluminum-magnesium-lithium alloys reinforced with carbon fiber window, form a shell or a truncated hemisphere with a porous layer of carbonized carbon and surface copper-titanium layers, sequentially collect a multilayer accurate preparation of shells or truncated hemispheres, fill the gaps with lithium and perform diffusion welding. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что на наружной внутренней металлической поверхности многослойной точной заготовки обечайки или усеченной полусферы формируют бобышки, выступы, фитинги и др. элементы путем выдавливания металла в углубления на наружной рабочей поверхности оправки или штампа в процессе диффузионной сварки слоев металла в условиях сверхпластичного состояния.13. The method according to p. 12, characterized in that on the outer inner metal surface of the multilayer precision billet shell or truncated hemisphere form bosses, protrusions, fittings and other elements by extruding metal into recesses on the outer working surface of the mandrel or die during diffusion welding layers of metal in a superplastic state. 14. Способ формирования и сборки корпуса типа оболочки, состоящей из многослойных обечаек, усеченных полусфер из углерод-углеродного и углерод-металлического композиционного материала, пористого карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, а также шпангоутов из углерод-металлического композиционного материала, включающий сварку металлических частей, нанесение на поверхность сварной зоны полимерного связующего, укладку полуколец из углерод-углеродного композиционного материала, заполнение зазоров полимерным связующим, карбонизацию, графитацию связующего с одновременным формированием наружного слоя карбонитридных соединений титана, отличающийся тем, что формирование и сборку корпуса типа оболочки осуществляют в следующей последовательности: плазменное напыление на наружную поверхность шпангоута лития, сборка, сварка смежных обечаек, усеченных полусфер по наружному внутреннему слою и приварка шпангоутов, плазменное напыление на поверхность сварной зоны лития, укладка полуколец из пористого карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и заварка наружных металлических зазоров, плазменное напыление лития, укладка полуколец из углерод-металлического композиционного материала, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и заварка зазоров, плазменное напыление лития, укладка полуколец из пористого углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, диффузионная сварка контактирующих поверхностей и заварка наружных металлических зазоров, газодинамическое напыление полимерного связующего, укладка углерод-углеродных полуколец с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизация под напряжением полимерного связующего, формирование в зазоре плазменным напылением внутреннего слоя карбонитридных соединений титана и кремния, формирование в зазоре углерод-углеродного слоя путем газодинамического напыления полимерного связующего, укладка углеродного волокна с последующей карбонизацией и графитацией плазменным нагревом полимерного связующего, формирование в зазоре плазменным напылением наружного слоя карбонитридных соединений титана и кремния, газодинамическое напыление полимерного связующего, укладка полуколец из пористого углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, карбонизация под напряжением полимерного связующего, сварка медно-титановых наружных и смежных слоев, газодинамическое напыление полимерного связующего, укладка углерод-углеродных полуколец с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизация под напряжением полимерного связующего, формирование в зазоре плазменным напылением внутреннего слоя карбонитридных соединений титана и кремния, формирование в зазоре углерод-углеродного слоя путем газодинамического напыления полимерного связующего, укладка углеродного волокна с последующей карбонизацией и графитацией плазменным нагревом полимерного связующего, формирование в зазоре плазменным напылением наружного слоя карбонитридных соединений титана и кремния.14. The method of forming and assembling a shell-type housing consisting of multilayer shells, truncated hemispheres of carbon-carbon and carbon-metal composite material, porous carbonized carbon with surface copper-titanium layers, as well as frames of carbon-metal composite material, including welding metal parts, applying a polymer binder to the surface of the welded zone, laying half rings of carbon-carbon composite material, filling polymer gaps m binder, carbonization, graphitization of the binder with the simultaneous formation of the outer layer of titanium carbonitride compounds, characterized in that the formation and assembly of the shell type shell is carried out in the following sequence: plasma spraying on the outer surface of the lithium frame, assembly, welding of adjacent shells, truncated hemispheres along the outer inner layer and welding of frames, plasma spraying on the surface of the welded zone of lithium, laying of half rings of porous carbonized carbon from the surface and copper-titanium layers, diffusion welding of contacting surfaces and welding of external metal gaps, plasma spraying of lithium, laying of half rings of carbon-metal composite material, diffusion welding of contacting surfaces and welding of gaps, plasma spraying of lithium, laying of half rings of porous carbon with surface copper titanium layers, diffusion welding of contacting surfaces and welding of external metal gaps, gas-dynamic spraying of a polymer binder o, laying carbon-carbon semicircles with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, energizing a polymer binder, forming an internal layer of titanium and silicon carbonitride compounds in a gap by plasma spraying, forming a carbon-carbon layer in a gap by gas-dynamic spraying of a polymer binder, laying a carbon fibers, followed by carbonization and graphitization by plasma heating of the polymer binder, formation in the gap by plasma spraying of nar a thin layer of carbonitride titanium and silicon compounds, gas-dynamic spraying of a polymer binder, laying of porous carbon half rings with surface copper-titanium layers, carbonization of a polymer binder under tension, welding of copper-titanium outer and adjacent layers, gas-dynamic spraying of a polymer binder, laying of carbon-carbon half rings with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, carbonization under tension of a polymer binder, formation in the gap of a plasma by spraying the inner layer of titanium and silicon carbonitride compounds, forming a carbon-carbon layer in the gap by gas-dynamic spraying of a polymer binder, laying a carbon fiber followed by carbonization and graphitization by plasma heating of a polymer binder, forming an outer layer of titanium and silicon carbonitride compounds in a plasma spraying gap. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что каждые следующие полукольца-слои перекрывают стыковые зазоры предыдущих полуколец-слоев с аналогичными слоями композиционного материла смежных обечаек или обечайки с усеченной полусферой.15. The method according to 14, characterized in that each subsequent half-rings-layers overlap the butt gaps of the previous half-rings-layers with similar layers of the composite material of adjacent shells or shells with a truncated hemisphere. 16. Способ формирования и сборки корпуса типа полуоболочки, состоящей из усеченной полусферы, шпангоута, цилиндрической обечайки и обечайки в виде сопла из многослойного углерод-углеродного композиционного материала и наружных и внутренних слоев карбонитридных соединений титана и кремния, внутренних слоев пористого карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, включающий формирование обечайки и усеченной полусферы из углерод-углеродного композиционного материала с поверхностным наружным слоем карбонитридных соединений титана, отличающийся тем, что формируют на разъемной оправке углерод-углеродный слой с титановым герметичным покрытием в виде сопряженных цилиндрической обечайки и обечайки в виде сопла с последующим высокотемпературным азотированием титанового покрытия и плазменным скоростным напылением карбидов кремния и кремния в среде азота на наружную поверхность точной заготовки, а также формируют внутренний поверхностный слой карбонитридных соединений кремния центробежным литьем расплава кремния и карбидов на внутреннюю наружную поверхность точной заготовки с последующим высокотемпературным азотированием кремния, далее на наружную поверхность сформированной точной заготовки газодинамическим напылением наносят слой полимерного связующего, надевают цилиндрические, конусные обечайки и полукольца из пористого карбонизированного углерода с поверхностным медно-титановым покрытием, проводят карбонизацию полимерного связующего и сварку наружных и смежных медно-титановых слоев, газодинамическим напылением наносят на наружную поверхность сформированной точной заготовки полимерное связующее, надевают цилиндрические, конусные обечайки и полукольца из углерод-углеродного композиционного материала с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, проводят карбонизацию полимерного связующего, формируют в зазоре плазменным и газодинамическим напылением слои карбонитридных соединений титана, кремния и углерод-углеродный слой, газодинамическим напылением наносят на наружную поверхность сформированной точной заготовки полимерное связующее, надевают цилиндрические, конусные обечайки и полукольца из пористого карбонизированного углерода с поверхностными медно-титановыми слоями, проводят карбонизацию полимерного связующего и сварку наружных и смежных медно-титановых слоев, газодинамическим напылением на наружную поверхность сформированной точной заготовки наносят полимерное связующее, надевают цилиндрические, конусные обечайки и полукольца из углерод-углеродного композиционного материала с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, проводят карбонизацию полимерного связующего, формируют в зазоре плазменным и газодинамическим напылением слои карбонитридных соединений титана, кремния и углерод-углеродный слой, наносят на наружную поверхность шпангоута полимерное связующее, собирают на шпангоуте усеченную полусферу, цилиндрическую обечайку и обечайку в виде сопла, формируют в зазоре слои крабонитридных соединений титана, кремния и углерод-углеродный слой, наносят на поверхность сварной зоны полимерное связующее, укладывают полукольца из пористого углерода с наружными поверхностными медно-титановыми слоями, карбонизируют полимерное связующее, сваривают наружные поверхностные медно-титановые слои, наносят на наружную поверхность сварного шва полимерное связующее, укладывают полукольца из углерод-углеродного композиционного материала с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизируют полимерное связующее, формируют в зазоре слои крабонитридных соединений титана, кремния и углерод-углеродный слой, наносят полимерное связующее, укладывают полукольца из пористого углерода с наружными поверхностными медно-титановыми слоями, карбонизируют полимерное связующее, сваривают поверхностные медно-титановые слои, наносят полимерное связующее, укладывают полукольца из углерод-углеродного композиционного материала с поверхностными слоями карбонитридных соединений титана и кремния, карбонизируют полимерное связующее, формируют в зазоре слои крабонитридных соединений титана, кремния и углерод-углеродный слой.16. A method of forming and assembling a half-shell type housing consisting of a truncated hemisphere, a frame, a cylindrical shell and a shell in the form of a nozzle of a multilayer carbon-carbon composite material and outer and inner layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, inner layers of porous carbonized carbon with surface copper -titanium layers, including the formation of a shell and a truncated hemisphere of a carbon-carbon composite material with a surface outer layer of carbonitride x titanium compounds, characterized in that they form on a detachable mandrel a carbon-carbon layer with a titanium hermetic coating in the form of a mating cylindrical shell and a shell in the form of a nozzle, followed by high-temperature nitriding of the titanium coating and plasma high-speed deposition of silicon and silicon carbides in a nitrogen medium on the outer surface precision workpieces, and also form the inner surface layer of silicon carbonitride compounds by centrifugal casting of molten silicon and carbides on the inner the surface of the precision workpiece followed by high-temperature nitriding of silicon, then a layer of polymer binder is applied to the external surface of the formed precision workpiece by gas-dynamic spraying, cylindrical, conical shells and half rings of porous carbonized carbon with a surface of copper-titanium coating are put on, the polymer binder is carbonized and the outer and adjacent copper-titanium layers, gas-dynamic spraying is applied to the outer surface of the formed polymer binder, put on cylindrical, conical shells and half rings of carbon-carbon composite material with surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, carry out carbonization of the polymer binder, form layers of titanium, silicon, carbonitride and carbon-carbon layers in the gap by plasma and gas dynamic spraying , by gas-dynamic spraying, a polymer binder is applied to the outer surface of the formed precision blank, cylindrical, clear shells and half rings of porous carbonized carbon with surface copper-titanium layers, carry out carbonization of the polymer binder and welding of the outer and adjacent copper-titanium layers, apply a polymer binder on the outer surface of the formed precision workpiece, put on cylindrical, conical shells and half rings of carbon -carbon composite material with surface layers of carbonitride compounds of titanium and silicon, carry out the carbonization of the polymer bond layers, the layers of titanium and silicon carbonitride compounds and a carbon-carbon layer are formed in the gap by plasma and gas-dynamic spraying, a polymer binder is applied to the outer surface of the frame, a truncated hemisphere, a cylindrical shell and a shell in the form of a nozzle are assembled on the frame, layers of titanium carbonitride compounds , silicon and carbon-carbon layer, a polymer binder is applied to the surface of the welded zone, half rings of porous carbon with outer surface copper-titanium are laid layers, carbonize the polymer binder, weld the outer surface copper-titanium layers, apply a polymer binder to the outer surface of the weld, lay half rings of the carbon-carbon composite material with the surface layers of titanium and silicon carbonitride compounds, carbonize the polymer binder, form layers of carbonitride compounds in the gap titanium, silicon and carbon-carbon layer, a polymer binder is applied, half rings of porous carbon with outer surface are laid copper-titanium layers, carbonize the polymer binder, weld the surface copper-titanium layers, apply the polymer binder, lay the half rings of the carbon-carbon composite material with the surface layers of carbonitride titanium and silicon compounds, carbonize the polymer binder, form layers of titanium and silicon crabitride compounds in the gap and carbon-carbon layer. 17. Устройство для сборки оболочки, полуоболочки из углерод-металлического и углерод-углеродного или углерод-углеродного и углерод-металлического композиционных материалов, включающее пресс, герметичную камеру, систему вакуумирования, манипулятор сварки, механизм перемещения полуфабриката, отличающееся тем, что оно содержит инфракрасные нагреватели-излучатели, скоростные газодинамические и плазменные напылители, винтовой пресс с заданной скоростью нагружения и перемещения траверсы с накатным роликом, механизм вращения полуфабриката оболочки, механизм замены накатного ролика.17. A device for assembling a shell, half-shell of carbon-metal and carbon-carbon or carbon-carbon and carbon-metal composite materials, including a press, a sealed chamber, a vacuum system, a welding manipulator, a semi-finished product moving mechanism, characterized in that it contains infrared heaters-emitters, high-speed gas-dynamic and plasma sprayers, screw press with a given speed of loading and moving the traverse with a knurled roller, rotation mechanism of the semi-finished product and shells, the mechanism for replacing the rolling roller. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что механизм замены накатного ролика содержит винтовую траверсу, привод с разъемной муфтой, фиксирующие направляющие накатного ролика, технологический люк с герметичной крышкой, герметичные уплотнения вала траверсы.18. The device according to 17, characterized in that the replacement mechanism of the rolling roller comprises a screw crosshead, a drive with a detachable clutch, locking guides of the rolling roller, a process hatch with a sealed cover, hermetic seals of the crosshead shaft. 19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что механизм вращения и перемещения полуфабриката оболочки содержит ролики с приводами горизонтального перемещения и вращения, герметичные уплотнения валов приводов.19. The device according to 17, characterized in that the mechanism of rotation and movement of the semi-finished shell contains rollers with drives of horizontal movement and rotation, hermetic seals of the shafts of the drives. 20. Устройство по п.17, отличающееся тем, что ролики для вращения и перемещения полуфабриката оболочки имеют на рабочей поверхности покрытие, исключающее повреждение поверхности оболочки.20. The device according to 17, characterized in that the rollers for rotation and movement of the semi-finished shell have a coating on the working surface, eliminating damage to the surface of the shell. 21. Устройство для центробежного литья расплава кремния и карбидов кремния, включающее печь-ковш, вакуумный затвор, промежуточную камеру с нагревателем, дозатор-вакууматор, литниковый канал с системой замораживания жидкого металла, отличающееся тем, что содержит автономную подвижную камеру центробежного литья, приводы горизонтального и вертикального перемещения камеры, системы вакуумирования и напуска инертного газа, систему подогрева полуфабриката изделия, узел подвижного сочленения выходной части литникового канала с механизмом изменения угла наклона. 21. A device for centrifugal casting of molten silicon and silicon carbides, including a ladle furnace, a vacuum shutter, an intermediate chamber with a heater, a dispenser-vacuumator, a sprue channel with a liquid metal freezing system, characterized in that it contains an autonomous movable centrifugal casting chamber, horizontal drives and vertical movement of the chamber, evacuation and inert gas inlet system, prefabricated product heating system, movable joint assembly of the outlet part of the gate channel with the mechanism of changing the angle of inclination.
RU2007128694/03A 2007-07-25 2007-07-25 Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods RU2421429C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128694/03A RU2421429C2 (en) 2007-07-25 2007-07-25 Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128694/03A RU2421429C2 (en) 2007-07-25 2007-07-25 Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007128694A RU2007128694A (en) 2009-01-27
RU2421429C2 true RU2421429C2 (en) 2011-06-20

Family

ID=40543874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007128694/03A RU2421429C2 (en) 2007-07-25 2007-07-25 Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2421429C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102489967A (en) * 2011-12-16 2012-06-13 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Preparation method for integrated surface protection layer of fairing assembly of ship-borne engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102489967A (en) * 2011-12-16 2012-06-13 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Preparation method for integrated surface protection layer of fairing assembly of ship-borne engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007128694A (en) 2009-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10107344B2 (en) Systems and methods for forming a layer onto a surface of a solid substrate and products formed thereby
Tuncer et al. Solid-state metal additive manufacturing: a review
US6122884A (en) Selective metal matrix composite reinforcement by laser deposition
CA1218570A (en) Arc spray fabrication of metal matrix composite monotape
GB2264719A (en) Spraying onto rotating substrates; coating internal tubular surfaces using exothermic mixture; centrifugal force
CA2757116A1 (en) Method for manufacturing a powder based article
US20240017510A1 (en) Manufacturing method of carbon fiber profiled bodies for aerospace, aviation and fire fighting
CN108842124A (en) A kind of method of laser melting coating reparation and reinforcing mold
JPH10204601A (en) Method for coating carbon base material of carbon-containing nonmetallic base material
WO2019071445A1 (en) Machining system and machining method for providing variable-pressure environment
RU2421429C2 (en) Composite multilayer materials, methods of making cowling, cut off half-sphere, shell, half-shell and apparatus for realising said methods
EP0758283B1 (en) Fabrication of tubular wall thrust chambers for rocket engines using laser powder injection
CN112548077B (en) Integral liquid forming method for aluminum alloy-ceramic composite structure
CN111690925A (en) Surface hardening and surface functionalization treatment process for titanium and titanium alloy
Blinov et al. Experimental studies of correction propulsion system elements for small space vehicles manufactured due to additive method
RU2306364C2 (en) Composite material, method of manufacture of envelope-like case from this material and devices for realization of this method
EP4000767A1 (en) Cold spray forming
US20160230500A1 (en) Method and device for the formation of borehole casing by application of material layers by means of kinetic sputtering
KR101242641B1 (en) A Thermal Barrier Coating Microstructual Controlling Apparatus and A Thermal Barrier Coating Microstructure Controlling Method Using thereof
EP4286740A1 (en) Method and apparatus for manufacturing a hydrogen tank wall, and wall component for such tank wall
WO2003092946A1 (en) Method for the production of soldered heat-exchanger structures, particularly regeneratively cooled combustion chambers
US20220011057A1 (en) Cooling system and fabrication method thereof
CN118023535A (en) Ink-jet printing method and ink-jet device for heterogeneous metal material
CN117862619A (en) Preparation method of C/C composite material active cooling system based on forced sweating technology
Fussell et al. Controlling the microstructure of arc sprayed shells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130726