加工过程中控制复合的预制品元件的方法技术

一种在加工过程中将具有纤维／金属基质复合物性质的合成的预制品保持在一定位置上的方法，其包括以下步骤：将纤维和金属基质（３０）的预定的组件定位在一心轴（３２）上。金属基质可呈线、粉末或箔的形式。诸如钛之类的合适的耐热金属形成的保持线（３４）在张力下以螺旋的方式卷绕在纤维／金属基质组件上，以在其后的加工过程中将组件保持在心轴上的一预定的位置上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于形成连续的纤维/金属基体复合物的合成的预制品，具体来说，涉及一种在加工过程中用来将合成的预制品保持就位的方法。
技术介绍
诸如那些用于形成连续的纤维/金属基体复合物的合成的预制品包括一单丝纤维和呈箔、粉末或线形式的基质金属的组合。例如，这些组合物可用来制造一环或杆。在任一情形中，产品前体的纤维和金属放在心轴上滚动，以形成加强的区域。例如，在制环的情形中，这可通过在一环形、凹陷的基底或心轴上滚压金属线和纤维的集合物来形成该组合物而得以实现。在制杆的情形中，首先制造一由粘结剂粘结在一起的一层纤维和一层金属线组成的预浸料片。然后，该预浸料片在一圆柱形心轴上滚压形成组合物。在环和杆的组合的情形中，滚压的组合物必须保持在一定的位置上，以在整个加工过程中保持纤维和金属元件的相对位置。在环的组合的情形中，这要求保持卷起的组合物不退绕，适应因体积缩小引起的卷起中的收缩，这在脱气操作过程中，由于去除用来制造预浸料片中的粘结剂而发生在杆的卷起物中。目前，将在有机复合制品中的卷起的组合物保持在一定位置上，使用一弹性体的囊和保持囊状物抵靠组合物的相关的压差。在金属基质复合物的情形中，这种加工硬件必须适合于高温操作，这些操作的高温远非通常的弹性体所能适应。因此，用于这种加工的封闭的硬件通常由钢或钛金属组成，这两种金属的弹性体性能都不足以被压差推压抵靠在卷起的组合物，直到加工温度和压力已达到非常高的值。因为在大部分加工过程中，允许金属和纤维组合元件在加工过程中产生不希望的运动，所以，组件处于未夹住的状态，这可导致显著的缺点。因此，需要有一种用来在整个加工过程中控制滚压组合元件的相对位置并将它们夹住在一定位置上的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的新颖和改进的方法，在心轴或基底上的纤维和金属的组件被夹在其上，并在整个加工过程中，通过以螺旋的方式将诸如钛的合适的耐热金属形成的线卷绕在组件上，将其保持就位。夹住的线的端部可被固定，例如可将其插入到心轴或基底内的槽或其它的孔内，或以其它的方式将其固定在心轴或基底上。在螺旋卷绕过程中，卷绕的间距和由夹持线施加的张力可根据具体的卷起组件的特性进行选择。在金属粉末/纤维组件的情形中，例如，重叠的夹紧线紧紧地卷绕在其本身上，即，重叠的线彼此接合。这在加工过程中消除来自卷起组件粉末的移动。在金属线/纤维组件，或金属箔/纤维组件的情形中，夹持的线之间的间距可以较大。这样，在卷绕过程中夹紧线上的张力确保重叠线和卷绕的组件之间的密切的接触，并对该重叠建立一定的弹性顺从量。夹紧线的重叠可在卷绕过程中张紧，例如，在加工过程中，适应卷起组件的预定的直径收缩。附图的简要说明附图说明图1是形成由纤维和呈箔、粉末，或线形式的基质金属的组合物组成的连续的纤维/金属基质复合物的典型的流程框图；图2是在加工过程之前用于一环部件的金属线/纤维组件的局剖的侧视图；图3是类似于图2的侧视图，其中，在加工过程之前，夹紧线螺旋地包裹在金属线/纤维组件上；图4是用于杆部件的金属纤维预浸料片的局剖的侧视图；以及图5是类似于图4的侧视图，示出在加工过程之前，夹紧线螺旋地包裹在用于杆部件的金属纤维预浸料片组件上。具体实施例方式图1用框图示出形成由单丝纤维和呈箔、粉末，或线形式的基质金属的组合物组成的连续的纤维/金属基质复合物的典型的流程。在方框2中，心轴被准备用于卷绕。其后，纤维和金属元件卷起在心轴上(方框4)，然后，心轴和其上卷起的组件以本
内的技术人员熟知的方式封装在加工硬件内(方框6)。封装在心轴上的卷起的组件然后被脱气，以去除粘结剂和其它的挥发物(方框8)，固化组件而去除空隙和粘结接触面(方框10)。此后，形成最终的加强的部件(方框12)。图2示出用于环部件的图1中的方框4内的方法步骤，其中，一金属线/纤维组件在心轴或基底16的环形凹陷14内卷起。卷起的组件包括选择的或预定数量交替排的、以任意要求定向卷起的金属线18和纤维20。代替金属线，金属可呈一箔或粉末的形式，而卷起的组件可包括多层的粘结剂，以本
内的技术人员熟知的方式将诸部件保持在一定位置上。图3示出根据图1中的方框6的加工步骤施加在图2的金属线/纤维组件上的本专利技术的线重叠。根据本专利技术，代替一金属的囊或诸如此类的物体，由耐高温金属形成的金属保持线22在要求的张力下，围绕金属线/纤维组件的外表面螺旋地卷绕，以在如图1中的方框8、10和12所示的其后的加工过程中，将线和纤维保持在其要求的位置上。金属保持线22可由钛、钼、钨、铼，或钛/铌合金形成。为了将保持线保持在要求张紧的位置，其端部24插入到心轴或基底16内的槽26中，或以其它任何合适的方式固定在其上。保持线22的尺寸和形状，以及在金属线/纤维组件上的间距和张力，将由卷起的组件的具体的结构和特性确定。例如，在金属粉末/纤维组件的情形中，线重叠将紧密地卷绕在其本身上，即，夹住线彼此接合。这在其后的加工过程中消除来自组件的金属粉末的移动。在如图2和3所示的金属线/纤维组件的情形中，保持线22通常每英寸间距20至50线，对于金属箔/纤维组件，保持线22之间的间距甚至可更大，即，每英寸5线。图4示出用于杆部件的图1中的方框4的方法步骤，其中，金属/纤维预浸料片30以要求的层数卷起在心轴32上。预浸料片30包括用合适的粘结剂(未示出)粘结在一起的一层纤维和一金属基质层。金属基质层可以呈线、箔，或粉末的形式。图5是类似于图4的视图，它示出在要求的张力下螺旋地卷绕在心轴32上的金属/纤维预浸料片30的外表面周围。为了将保持线34保持在要求张紧的位置上，其端部以任何合适的方式(未示出)固定在心轴32上。利用本专利技术的金属线重叠，卷起的金属和纤维在其后的制造步骤(例如，脱气、加热和固化，以及制造)过程中保持在要求的相对位置上。在保持线22、34上的张力确保线重叠和纤维/金属卷绕组件之间的紧密接触，以及建立对于重叠的一定的弹性顺从量。在外直径为12英寸的环卷起的情形中，例如，在卷绕过程中金属线重叠可张紧而适应在加工过程中的0.1英寸的直径收缩。保持线22、34成为邻近加工后的金属/纤维加强的金属结构的部分。显然可见，使用本专利技术的金属重叠，构成对加工过程前先前用于封装的心轴和卷绕组件的金属囊状物的显著的改进。本专利技术的金属重叠起到在整个的加工过程中，将卷起的金属和纤维夹紧和保持在一定位置上，以确保形成要求的加强的纤维/金属基质复合部件。再者，本专利技术的金属重叠结构简单，以要求的方式，便宜和容易地应用在卷起的组件上。尽管本专利技术已结合目前认为是最实用和优选的实施例进行了描述，但应该认识到，本专利技术并不限制于所揭示的实施例，相反，本专利技术意图涵盖包含在附后的权利要求书的精神和范围内的各种改型和等价的结构。权利要求1.一种在加工过程中将具有纤维/金属基质复合物性质的合成的预制品保持在一定位置上的方法，其包括以下诸步骤将纤维和呈箔、粉末或线形式的基质金属的预定的组件定位在一心轴上，在张力下以螺旋的方式将预定耐热金属形成的保持线卷绕在所述组件上，以将所述组件保持就位在所述心轴上，加工被所述螺旋形卷绕的线包围的所述组件，以形成完成的纤维/金属基质复合物。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保持线由钛形成。3.如权利要求1所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在加工过程中将具有纤维／金属基质复合物性质的合成的预制品保持在一定位置上的方法，其包括以下诸步骤：将纤维和呈箔、粉末或线形式的基质金属的预定的组件定位在一心轴上，在张力下以螺旋的方式将预定耐热金属形成的保持线卷绕在所述组件上，以将所述组件保持就位在所述心轴上，加工被所述螺旋形卷绕的线包围的所述组件，以形成完成的纤维／金属基质复合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W哈努西亚克，L哈努西亚克，J帕尼尔，C劳厄，S斯比尔，
申请(专利权)人：大西洋研究有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]