Свинделс и Ларе [2081 использовали метод порошковой ме­таллургии для получения композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного одновременно двумя упроч-нителями — волокном типа борсик и нитевидными кристаллами карбида кремния. Введение нитевидных кристаллов, ориенти­рованных в направлении, перпендикулярном к направлению волокон, позволило значительно повысить трансверсальную проч­ность и модуль упругости материала.

Поскольку двойное упрочнение, тем более с использованием щ нитевидных кристаллов, представляет интерес, опишем техно- 'Щ~ логический процесс изготовления такого материала. 1|

В качестве исходных материалов использовали порошок алю- || миниевого сплава 6061 с размером частиц не более 400 меш, во­локна борсик диаметром 145 мкм с прочностью 280 кгс/мм2 и мо­дулем упругости 40,5-Ю3 кгс/мм2 и нитевидные кристаллы р — — SiC диаметром от 1 до 3 мкм и отношением длины к диаметру более 1000 : 1; прочность кристаллов составляла 840— 1050 кгс/мм2, модуль упругости (42—49)108 кгс/мм2.

Вначале изготовляли монослойную ленту из волокон путем намотки их на барабан намоточного устройства. Плотность ук­ладки волокон — 6 ниток на 1 мм. Для фиксирования волокон напыляли сверху слой полистирола. Затем лист разрезали, сни­мали с барабана и нарезали заготовки требуемых размеров.

Отдельно изготовляли ленты, содержащие ориентированные нитевидные кристаллы. Для этого смесь порошка алюминиевого сплава, нитевидных кристаллов перемешивали с пластификатором и подвергали экструзии. В результате экструзии получали лен­точные заготовки размерами 3,2х1,6х76,2 мм. В пресс-форму из коррозионно-стойкой стали размером 76х76 мм укладывали последовательно^ слои волокон и слои, содержащие нитевидные кристаллы и алюминиевый порошок, во взаимно перпендикуляр­ных направлениях. После сборки пресс-форму вместе с уложенным таким образом пакетом вакуумировали и нагревали до темпера­туры 60° С для удаления пластификатора. Горячее прессование осуществляли на вакуумном прессе. Температура медленно под­нималась до 250° С для удаления полистирола (процесс деполи­меризации полистирола начинается при 250° С и заканчивается при 500° С), затем повышалась до 615° С; при этой температуре и давлении 2 т/см2 пакет выдерживали в течение 15 мин и охлаждали в вакууме до комнатной температуры. Полученную заготовку извлекали из пресс-формы и подвергали термической обработке.

Свойства полученного по такой технологии материала в пер­пендикулярном направлению волокон направлении по сравнению со свойствами матричного сплава 6061, полученного по такому же режиму, в зависимости от содержания волокон и нитевидных

кристаллов приведены в табл. 32.

Очевидно, что введение волокон борсик позволяет повысить ! прочность сплава с 26 до 80 кгс/мм2, т. е. более чем в 3 раза, а модуль упругости в 2,5 раза. Однако трансверсальная прочность такого материала, как было показано ранее Прево и Крейдером [194 ], остается на довольно низком уровне и составляет ~24 кгс/мм2. Введение 10% нитевидных кристаллов позволяет повысить ее до 31—32 кгс/мм2; введение 15% ориентированных;

кристаллов карбида кремния позволяет увеличить прочность алюминиевого сплава при отсутствии волокон борсик до 62 кгс/мм2. Однако достижение таких высоких значений трансверсальной про-

J

ПРОЧНОСТЬ В ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА, УПРОЧНЕННОГО ВОЛОКНАМИ БОРСИК И НИТЕВИДНЫМИ КРИСТАЛЛАМИ КАРБИДА КРЕМНИЯ