RU2537337C2 - Способ и устройство для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала - Google Patents

Способ и устройство для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала Download PDF

Info

Publication number
RU2537337C2
RU2537337C2 RU2011152870/02A RU2011152870A RU2537337C2 RU 2537337 C2 RU2537337 C2 RU 2537337C2 RU 2011152870/02 A RU2011152870/02 A RU 2011152870/02A RU 2011152870 A RU2011152870 A RU 2011152870A RU 2537337 C2 RU2537337 C2 RU 2537337C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
metal
crucible
immersed
molten metal
Prior art date
Application number
RU2011152870/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011152870A (ru
Inventor
Жан-Мишель Патрик Морис ФРАНШЕ
Жилль Шарль Казимир КЛЕЙН
Жераль САНЧЕС
Original Assignee
Снекма
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 Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2011152870A publication Critical patent/RU2011152870A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2537337C2 publication Critical patent/RU2537337C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4584—Coating or impregnating of particulate or fibrous ceramic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
    • C22C47/04—Pretreatment of the fibres or filaments by coating, e.g. with a protective or activated covering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0035—Means for continuously moving substrate through, into or out of the bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/24—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using magnetic or electric fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/38—Wires; Tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes
    • C23C2/52—Controlling or regulating the coating processes with means for measuring or sensing
    • C23C2/524—Position of the substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2203/00—Other substrates
    • B05D2203/30—Other inorganic substrates, e.g. ceramics, silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2256/00—Wires or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
    • C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
    • C04B2111/00931—Coated or infiltrated preforms, e.g. with molten metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00982—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as construction elements for space vehicles or aeroplanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области композиционных материалов с металлической матрицей. Металлическую шихту (22) поддерживают в расплавленном виде и в состоянии левитации в сферической форме внутри тигля (12). Натянутое волокно (24) из керамического материала пропускают с заранее определенной скоростью между верхним шкивом (26) и нижним шкивом (28), расположенными по обе стороны от тигля. Участок (35) волокна перемещают в зависимости от остающегося объема расплава в тигле таким образом, чтобы высота (h) волокна, погруженного в расплав, оставалась по существу постоянной во время всего процесса нанесения покрытия. Обеспечивается получение металлизированных волокон большой длины с постоянной толщиной. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к общей области композитных материалов с металлической матрицей. В частности, оно касается способа и устройства для нанесения металла жидкостным методом на волокна из керамического материала.
Одной из областей применения изобретения является авиационная промышленность и, в частности, область турбореактивных двигателей, где применение композитных материалов с металлической матрицей позволяет получить существенное уменьшение массы.
Как известно, композитные материалы с металлической матрицей содержат матрицу на основе металлического сплава, усиленную волокнами, например керамическими волокнами. Эти материалы обладают высокими свойствами жесткости и прочности и могут быть использованы вместо монолитных сплавов для выполнения деталей турбореактивного двигателя, таких как диски компрессора или турбины, валы, корпуса силовых цилиндров и т.д.
Предпочтительно композитные материалы с металлической матрицей можно также использовать для выполнения местных усилений, которые устанавливают в деталях из монолитных сплавов, таких как лопатки, картеры, распорки и т.д. В этом случае, как правило, усиления изготавливают из полуфабриката, называемого металлизированным волокном, которое состоит из центральной керамической арматуры, покрытой металлической оболочкой.
Нанесение покрытия на керамическую арматуру этих металлизированных волокон можно производить в паровой фазе в присутствии электрического поля, методом электрофореза или нанесением покрытия жидкостным методом в ванне жидкого металла. В документе ЕР 0931846 описан способ нанесения металлического покрытия в жидком виде на керамические волокна. Этот способ в основном состоит в поддержании металлической шихты в расплавленном виде и в состоянии левитации внутри тигля и в пропускании натянутого волокна из керамического материала через этот расплав. На выходе ванны металла волокно содержит металлическое покрытие, толщина которого зависит, в частности, от скорости перемещения волокна.
На практике было установлено, что качество покрытия, получаемого при помощи этого способа нанесения покрытия жидкостным методом, во многом зависит от моментальной высоты волокна, погружаемого в металлический расплав. Действительно, по мере нанесения покрытия масса расплава уменьшается, что автоматически приводит к понижению моментальной высоты погружаемого в него волокна, если положение волокна в тигле сохранять постоянным. По этой причине толщина покрытия будет непрерывно меняться вдоль металлизированного волокна до момента, когда номинальные условия нанесения перестанут соблюдаться, что приведет к остановке процесса нанесения. Вследствие этого при данной металлической шихте качество получаемого покрытия будет приемлемым только для ограниченной длины волокна, которая зависит от выбранной толщины покрытия. Например, при расплавах шихты объемом 50 см3 и в случае покрытия небольшой толщины длина металлизированного волокна с приемлемым качеством может достигать нескольких сот метров. Однако при более толстом покрытии (порядка 50 мкм) длина металлизированного волокна с приемлемым качеством не превысит нескольких десятков метров.
Следовательно, качество металлизированного волокна, достигаемое при нанесении покрытия жидкостным методом, хотя и остается приемлемым, не является оптимальным, так как толщина покрытия не является постоянной на всей длине металлизированного волокна. Соответственно, производительность способа нанесения этого типа является относительно низкой, поскольку длина металлизированного волокна является ограниченной.
Для решения этой проблемы и получения металлизированных волокон большой длины было предложено восполнять ванну металлического расплава во время нанесения при помощи порошков, прутков или волокон. Однако недостатком этого решения является его относительная дороговизна, так как формы загрузки волокон или порошков являются дорогими. Кроме того, включение нового материала в данную ванну может привести к нестабильности, которая мешает процессу нанесения.
Объект и сущность изобретения
Таким образом, настоящее изобретение главным образом призвано устранить эти недостатки и предложить способ и устройство нанесения, позволяющие получать металлизированные волокна большой длины при умеренных затратах.
В связи с этим, объектом изобретения является способ нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического металла, согласно которому металлическую шихту поддерживают в расплавленном виде и в состоянии левитации по существу в сферической форме внутри тигля, и натянутое волокно из керамического материала пропускают с заранее определенной скоростью между верхним шкивом и нижним шкивом, расположенными по обе стороны от тигля, таким образом, чтобы участок волокна был погружен в расплав для нанесения на него металлического покрытия, отличающийся тем, что дополнительно во время нанесения покрытия погруженный в расплав шихты участок волокна перемещают в зависимости от остающегося объема расплава таким образом, чтобы моментальная высота волокна, погруженного в расплав, оставалась по существу постоянной во время всего процесса нанесения покрытия.
Соответственно, объектом изобретения является устройство для нанесения жидкого металлического покрытия на волокна из керамического материала, содержащее тигель, выполненный с возможностью расплавления металлической шихты и ее поддержания в состоянии левитации по существу в сферической форме, и верхний шкив и нижний шкив, выполненные с возможностью приема натянутого волокна из керамического материала и расположенные по обе стороны от тигля таким образом, чтобы участок волокна, пропускаемого между этими шкивами, был погружен в расплав шихты для нанесения на него металлического покрытия, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства для перемещения в процессе нанесения покрытия участка волокна, погруженного в расплав шихты, в зависимости от ее остающегося объема таким образом, чтобы моментальная высота волокна, погруженного в расплав, оставалась по существу постоянной во время всего процесса нанесения покрытия.
Таким образом, изобретением предлагается перемещать волокно в расплаве металлической шихты в зависимости от уменьшения ее массы, чтобы поддерживать постоянную моментальную высоту погруженного волокна. Это решение имеет целый ряд преимуществ. В частности, длину металлизированного волокна, получаемого при помощи этого способа, можно увеличить как минимум в пять раз при одной загрузке шихты, то есть без включения нового материала. Кроме того, в отсутствие нового материала расплав шихты обладает хорошей однородностью, поэтому повышается качество нанесения покрытия. Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет получать металлизированные волокна хорошего качества и так называемой средней длины (то есть длины от 200 до 600 м для шихты объемом 50 см3 и при толщине покрытия 50 мкм) при умеренных затратах. Можно получать и более значительную длину, адаптируя размер тигля к объему первоначальной загрузки. Так, при объеме расплавленной шихты примерно 150 см3 можно получать длину более километра.
Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением можно осуществлять, сохраняя все остальные параметры постоянными в ходе нанесения покрытия. В частности, предпочтительно скорость движения волокна между шкивами можно поддерживать по существу постоянной в течение всего процесса нанесения покрытия, что позволяет избегать проблем охлаждения металлизируемого волокна. Наконец, это решение не мешает, даже при реализации металлизированных волокон большой длины, параллельно прибегать к описанной выше технологии, при которой ванну металла восполняют.
Согласно предпочтительному признаку, перемещение участка волокна, погруженного в расплав шихты, осуществляют в направлении, по существу перпендикулярном к направлению движения волокна. В этом случае перемещение участка волокна, погруженного в расплав, можно осуществлять при помощи, по меньшей мере, одного ролика, который устанавливают между одним из шкивов и тиглем и который может перемещаться перпендикулярно к направлению движения волокна.
Согласно другому предпочтительному признаку, перемещение участка волокна, погруженного в расплав шихты, осуществляют со скоростью, рассчитываемой в зависимости от исходного положения участка волокна в расплаве, от первоначальных характеристик шихты, от скорости движения волокна и от расхода расплава шихты на волокне.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематичный вид устройства для нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2А-2С - пример применения способа нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание варианта выполнения
На фиг.1 показано устройство 10 для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала в соответствии с настоящим изобретением.
В частности, устройство 10 содержит тигель 12 холодного типа, называемый также «левитационным тиглем», который выполнен таким образом, чтобы избегать смешивания расплавленного металла с материалом его стенки. Тигель этого типа хорошо известен, и его описание опускается. При необходимости можно обратиться к документу ЕР 0931846, где представлен пример его выполнения.
Тигель 12 имеет форму чаши в виде тела вращения вокруг вертикальной геометрической оси 14. Он содержит верхнее отверстие 16, которое является более широким, чем нижнее отверстие 18, причем эти отверстия являются круглыми с центром на вертикальной геометрической оси 14. Как показано на фиг.1, он содержит также множество вертикальных щелей 19, проходящих между отверстиями 16, 18. Как известно, эти вертикальные щели 19 позволяют адаптировать полное электрическое сопротивление и способствуют охлаждению тигля.
Кроме того, тигель 12 окружен спиралевидной катушкой 20 индуктивности тоже с центром на вертикальной геометрической оси 14, выполненной с возможностью создания электромагнитного поля, характеристики которого позволяют поддерживать в состоянии левитации жидкий металл, находящийся в тигле. Кроме того, вокруг стенки тигля расположен контур охлаждения (не показан) этой стенки.
Расплав 22 металла, например, титанового сплава по существу сферической формы поддерживается в состоянии левитации при соответствующей температуре внутри тигля 12. Электромагнитное поле, создаваемое спиралевидной катушкой 20 индуктивности, позволяет удерживать поверхность расплава 22 на расстоянии от стенки тигля. Во время фазы плавления шихты предназначенное для нанесения покрытия волокно удерживают за пределами зоны плавления (эта фаза не показана).
Для нанесения покрытия волокно 24 из керамического материала сначала пропускают через тигель 12, затем удерживают в натянутом состоянии между верхним шкивом 26 и нижним шкивом 28, которые установлены по обе стороны от тигля и расположены горизонтально относительно друг друга таким образом, чтобы участок 30 волокна, натянутый между этими шкивами, в ходе нанесения покрытия был по существу параллельным геометрической оси 14 и погруженным в расплав 22 металла шихты. Эти холостые шкивы 26, 28 обеспечивают направление волокна 24.
Устройство для нанесения покрытия содержит также раздаточную бобину 32 с волокнами, расположенную под тиглем 12, приемную бобину 34 для металлизированных волокон, расположенную над тиглем, и не показанные средства приведения во вращение бобин.
Из всего вышесказанного ясно вытекает сама работа устройства для нанесения покрытия. Приведение во вращение бобин 32, 34 позволяет перемещать с заранее определенной скоростью волокно между холостыми шкивами 26, 28. Во время нанесения покрытия участок 30 волокна проходит насквозь через расплав 22 шихты (снизу вверх) и оказывается, таким образом, покрытым жидким металлом. На выходе ванны металла волокно содержит металлическое покрытие, причем толщина этого покрытия зависит, в частности, от заранее определенной скорости, с которой волокно движется между шкивами.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит средства для перемещения в ходе нанесения покрытия участка 35 волокна, погруженного в расплав 22 металлической шихты, в зависимости от ее остающегося объема. Например, эти средства могут быть выполнены в виде ролика 36, установленного между тиглем 12 и нижним шкивом 28, причем этот ролик может перемещаться по направляющей 38, перпендикулярной к направлению движения волокна, под действием привода 40. При помощи такого ролика можно менять положение погруженного участка 35 волокна относительно геометрической оси 14, перемещая волокно в одной из вертикальных щелей 19 тигля (фиг. 2А-2С). Разумеется, ролик можно установить (альтернативно или дополнительно) между верхним шкивом и тиглем.
Кроме того, ролик 36 перемещают по направляющей 38 таким образом, чтобы моментальная высота h участка 35 волокна, погруженного в расплав 22 шихты, оставалась по существу постоянной в ходе всего нанесения покрытия. Если положение волокна по отношению к геометрической оси 14 будет оставаться постоянным в ходе нанесения покрытия, то, поскольку объем расплава металлической шихты уменьшается по мере нанесения покрытия, моментальная высота погруженного в расплав волокна неизбежно уменьшится.
Для поддержания постоянной высоты h погружения необходимо регулировать скорость перемещения ролика 36 по направляющей 38 в зависимости от объема расплава 22 металла, который меняется в ходе нанесения покрытия. Оценочное значение объема расплава шихты можно вычислять в ходе нанесения покрытия, отталкиваясь от следующих предположений: форма расплава 22 остается сферической в ходе всего процесса нанесения покрытия, и участок 35 волокна, который проходит насквозь через расплав, подобен хорде этой металлической сферы. Таким образом, зная объем V(t) металлической сферы во время нанесения покрытия, можно вычислить ее радиус r(t) и, следовательно, скорость перемещения, которую необходимо сообщать волокну, чтобы моментальная высота h оставалась постоянной (в частности, высота h является функцией r(t)).
Далее со ссылками на фиг. 2А-2С следует описание двух примеров применения такого вычисления скорости перемещения волокна, чтобы моментальная высота h волокна оставалась постоянной.
Эти примеры вычисления применяют для первоначальных расплавов металла объемом соответственно 44 см3 и 120 см3, при постоянной моментальной высоте h 37,40 мм, скорости движения волокна между бобинами 3 м/с и значении расхода шихты 3,3 см3/мин.
При шихте 200 г получают следующие параметры:
- первоначальное горизонтальное расстояние d0 (в t=0c) между погруженным участком 35 волокна и геометрической осью 14 (этап соответствует фиг.2А): 11,53 мм
- первоначальная скорость V0 перемещения, сообщаемая волокну: 3,12 мм/мин
- конечное горизонтальное расстояние d50 (в t=50c) между погруженным участком 35 волокна и геометрической осью 14 (этап соответствует фиг.2С): 8,41 мм
- конечная скорость V50 перемещения, сообщаемая волокну: 4,44 мм/мин.
При такой шихте объемом 44 см3 ролик 36, показанный на фиг.1, должен перемещаться по направляющей 38 со скоростью от 3,12 мм/мин до 4,44 мм/мин.
Что касается расплава шихты объемом 120 см3, то получают следующие параметры:
- первоначальное горизонтальное расстояние d0 (в t=0c) между погруженным участком 35 волокна и геометрической осью 14: 24,10мм
- первоначальная скорость V0 перемещения, сообщаемая волокну: 1,08 мм/мин
- конечное горизонтальное расстояние d200 (в t=200c) между погруженным участком 35 волокна и геометрической осью 14: 19,94мм
- конечная скорость V200 перемещения, сообщаемая волокну: 1,44 мм/мин.
При такой шихте объемом 120 см3 ролик 36 должен перемещаться по направляющей 38 со скоростью от 1,08 мм/мин до 1,44 мм/мин. Таким образом, преимуществом расплавов объемом 120 см3 перед расплавами объемом 44 см3 является то, что они требуют меньшего диапазона регулирования скорости перемещения ролика 36.
Следует отметить, что на фиг.2В показан промежуточный этап между исходным и конечным этапами, показанными на фиг.2А и 2С, на котором расстояние между погруженным участком 35 и геометрической осью 14 обозначено dt, и скорость перемещения, сообщаемая волокну, обозначена Vt.

Claims (8)

  2. 1. Способ нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала, включающий расплавление металлической шихты (22) и поддержание расплавленного металла в состоянии левитации по существу в сферической форме внутри тигля (12), пропускание натянутого волокна (24) из керамического материала через расплавленный металл в тигле с заранее определенной скоростью посредством верхнего шкива (26) и нижнего шкива (28), расположенными по обе стороны от тигля, отличающийся тем, что участок волокна, погруженный в расплавленный металл, перемещают в зависимости от остающегося объема расплавленного металла в тигле в направлении, по существу перпендикулярном направлению движения волокна, для сохранения постоянной высоты (h) волокна, погруженного в расплавленный металл, во время всего процесса нанесения покрытия.
  3. 2. Способ по п.2, в котором перемещение участка (35) волокна, погруженного в расплавленный металл, осуществляют при помощи, по меньшей мере, одного ролика (36), который устанавливают между одним из шкивов (26, 28) и тиглем (12) и который может перемещаться перпендикулярно к направлению движения волокна.
  4. 3. Способ по п.1 или 2, в котором перемещение участка (35) волокна, погруженного в расплавленный металл, осуществляют со скоростью, рассчитываемой в зависимости от исходного положения участка волокна в расплавленном металле, от первоначальных характеристик шихты, от скорости движения волокна и от расхода расплавленного металла на волокне.
  5. 4. Способ по п.1, в котором металл является титановым сплавом.
  6. 5. Способ по п.1, в котором скорость движения волокна между шкивами (26, 28) поддерживают по существу постоянной в ходе всего нанесения покрытия.
  7. 6. Устройство для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала, содержащее тигель (12), выполненный с возможностью расплавления металлической шихты (22) и поддержания расплавленного металла в состоянии левитации по существу в сферической форме, верхний шкив (26) и нижний шкив (28), выполненные с возможностью приема натянутого волокна (34) из керамического материала и расположенные по обе стороны от тигля таким образом, чтобы участок (35) волокна, движущийся между этими шкивами, был погружен в расплавленный металл для нанесения на него металлического покрытия, отличающееся тем, что оно снабжено средствами (36, 38, 40) перемещения участка волокна, погруженного в расплавленный металл, в зависимости от его остающегося объема в тигле в направлении, по существу перпендикулярном к направлению движения волокна, для сохранения постоянной высоты (h) волокна, погруженного в расплавленный металл.
  8. 7. Устройство по п.6, дополнительно содержащее средства для регулирования во время нанесения покрытия скорости перемещения участка волокна, погруженного в расплавленный металл, в зависимости от его остающегося объема.
RU2011152870/02A 2009-05-25 2010-04-20 Способ и устройство для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала RU2537337C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0953415 2009-05-25
FR0953415A FR2945823B1 (fr) 2009-05-25 2009-05-25 Procede et dispositif d'enduction metallique par voie liquide de fibres en materiau ceramique
PCT/FR2010/050753 WO2010136687A1 (fr) 2009-05-25 2010-04-20 Procede et dispositif d'enduction metallique par voie liquide de fibres en materiau ceramique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011152870A RU2011152870A (ru) 2013-07-10
RU2537337C2 true RU2537337C2 (ru) 2015-01-10

Family

ID=41360191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152870/02A RU2537337C2 (ru) 2009-05-25 2010-04-20 Способ и устройство для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8871308B2 (ru)
EP (1) EP2435592B1 (ru)
JP (1) JP5629763B2 (ru)
CN (1) CN102428202B (ru)
BR (1) BRPI1012020B1 (ru)
CA (1) CA2761512C (ru)
FR (1) FR2945823B1 (ru)
RU (1) RU2537337C2 (ru)
WO (1) WO2010136687A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2956410B1 (fr) * 2010-02-16 2012-01-27 Snecma Dispositif pour l'obtention de fibres ceramiques enduites par voie liquide d'une gaine metallique epaisse
CN102296405B (zh) * 2010-06-28 2013-08-21 中国科学院理化技术研究所 一种含有液体金属的复合型面料
US10052792B2 (en) 2011-03-17 2018-08-21 Corning Incorporated Method and system for control of an axial skinning apparatus
CA2831177C (en) * 2011-03-30 2016-05-24 Tata Steel Nederland Technology B.V. Apparatus for coating a moving strip material with a metallic coating material
KR20140014247A (ko) * 2011-03-30 2014-02-05 타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔. 금속 또는 금속 합금 코팅 재료를 이동하는 강 스트립에 코팅하기 위한 방법
FR2975734B1 (fr) 2011-05-27 2013-05-31 Snecma Procede de renforcement d'une piece mecanique de turbomachine
US9670809B2 (en) 2011-11-29 2017-06-06 Corning Incorporated Apparatus and method for skinning articles
FR2989096B1 (fr) * 2012-04-06 2014-05-02 Snecma Procede d'enduction metallique d'une fibre avec pre-enduction
FR3009832B1 (fr) * 2013-08-21 2015-08-28 Snecma Insert de renfort composite et procede de fabrication
US9239296B2 (en) 2014-03-18 2016-01-19 Corning Incorporated Skinning of ceramic honeycomb bodies
US10611051B2 (en) 2013-10-15 2020-04-07 Corning Incorporated Systems and methods for skinning articles
CN105644066A (zh) * 2014-10-22 2016-06-08 廖树汉 重量比铝轻价格降低过半代替钢板的钢玻复合板
CN105882017A (zh) * 2014-10-28 2016-08-24 廖树汉 重量比铝轻价格低几倍代替铝板的铝瓷复合板
CN105538796A (zh) * 2014-11-03 2016-05-04 廖树汉 比铝轻价低几倍代替不锈钢板的不锈钢玻复合瓦楞板
CN105599366A (zh) * 2014-11-05 2016-05-25 廖树汉 比铝轻价低几倍代替铝板的铝瓷复合瓦楞板
RU2610189C1 (ru) * 2015-10-07 2017-02-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Способ получения полуфабриката для изготовления металлического композиционного материала
CN106637938B (zh) * 2016-12-28 2019-03-26 陕西科技大学 一种碳纤维表面金属铝涂层的制备装置及方法
CN110759649A (zh) * 2019-11-20 2020-02-07 中国建筑材料科学研究总院有限公司 一种铝包覆玻璃微粉的物理制备方法及系统
CN112409027B (zh) * 2020-11-04 2023-01-17 南昌航空大学 一种改善SiC纤维束上电泳沉积物均匀性的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176628C2 (ru) * 1996-12-02 2001-12-10 Сент-Гобэн Индастриал Керамикс, Инк. Композит (варианты) и способ его приготовления, способ обработки волоконной заготовки (варианты)
EP0931846B1 (fr) * 1998-01-22 2003-01-02 Snecma Moteurs Procédé d'enduction métallique de fibres par voie liquide
WO2008066661A2 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Corning Incorporated Methods for producing optical fibers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2891541B1 (fr) * 2005-10-05 2008-01-11 Snecma Sa Procede d'enduction metallique de fibres par voie liquide
FR2916453B1 (fr) * 2007-05-22 2009-09-04 Snecma Sa Procede et un dispositif d'enduction metallique de fibres par voie liquide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176628C2 (ru) * 1996-12-02 2001-12-10 Сент-Гобэн Индастриал Керамикс, Инк. Композит (варианты) и способ его приготовления, способ обработки волоконной заготовки (варианты)
EP0931846B1 (fr) * 1998-01-22 2003-01-02 Snecma Moteurs Procédé d'enduction métallique de fibres par voie liquide
WO2008066661A2 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Corning Incorporated Methods for producing optical fibers

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010136687A1 (fr) 2010-12-02
CN102428202A (zh) 2012-04-25
JP5629763B2 (ja) 2014-11-26
FR2945823B1 (fr) 2011-10-14
CN102428202B (zh) 2014-12-03
JP2012528248A (ja) 2012-11-12
EP2435592A1 (fr) 2012-04-04
RU2011152870A (ru) 2013-07-10
CA2761512A1 (fr) 2010-12-02
US20120064254A1 (en) 2012-03-15
CA2761512C (fr) 2016-12-13
US8871308B2 (en) 2014-10-28
FR2945823A1 (fr) 2010-11-26
BRPI1012020B1 (pt) 2022-06-07
BRPI1012020A2 (pt) 2016-05-10
EP2435592B1 (fr) 2017-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2537337C2 (ru) Способ и устройство для нанесения металлического покрытия жидкостным методом на волокна из керамического материала
US6174570B1 (en) Method for metal coating of fibres by liquid process
US8166910B2 (en) Process and device for coating fibers with a metal by a liquid method
US3763001A (en) Method of making reinforced composite structures
KR20120082879A (ko) 금속 도금 강관의 제조 방법 및 제조 시스템
RU2751614C1 (ru) Компактный узел индукционных катушек для системы вакуумно-дугового переплава
JP2018027836A (ja) 樹脂含浸繊維束巻取体の製造方法
JP2003528982A (ja) 溶融金属浴から出る物体に金属コーティングを形成する方法および装置
CN101720360A (zh) 用于控制平的金属制品上的涂层厚度的方法和装置
CN113060592B (zh) 一种避免丝线打结的自动放线装置
CN115522153A (zh) 一种钢丝热浸镀锌设备以及热浸镀锌工艺
CN116921481A (zh) 一种带有石墨乳涂覆装置的高强度细钨丝用拉丝设备
KR101632036B1 (ko) 용융물 유속 제어 장치
CN117259469A (zh) 一种抑制钨丝偏移的高强细钨丝拉丝方法及设备
CN116921463A (zh) 一种具有力矩控制收线装置的高强细钨丝拉丝设备
CN116943950A (zh) 一种石墨乳涂覆装置及高强度细钨丝用拉丝设备
US20150079297A1 (en) Method of coating a fiber with pre-coating
CN116921468A (zh) 一种基于速度差控制的高强度细钨丝拉丝方法及设备
CN116921471A (zh) 一种拉丝模具的位置可调节的高强细钨丝拉丝设备
CN116238179A (zh) 一种管材成型生产线
CN116921465A (zh) 一种减少钨丝卷曲率的高强度细钨丝拉丝方法及设备
JP2023048126A (ja) 金属噴射組成物の合金化及びその方法
JPH0577029A (ja) 金属の鋳造方法および鋳造装置
JPH01197050A (ja) 金属細線製造装置
SE530083C2 (sv) Anordning för kontinuerlig gjutning av metaller

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner