И прочная, и пластичная

Несколько лет назад, когда работа над композитами только начиналась, материаловеды не затрудняли себя особо замысловатой технологией. Брали, например, алюминиевую фольгу, раскладывали на ней стальные волокна, накрывали второй фольгой и в таком виде прессовали. Конечно, композит получался и так, но его важнейшие характеристики были гораздо хуже: примитивный способ не обеспечивал надежной связи между разнородными металлами. Ведь алюминиевая основа должна была заполнить все промежутки между волокнами, контактировать с ними в каждой точке, а этого как раз и не удавалось добиться. Впрочем, и у нас, и за рубежом такая технология в ходу до сих пор: лучше иметь хоть какие-то композиты, чем вообще никаких.

Профессору М. X. Шоршорову, кандидату технических наук В. И. Антипову и инженеру Ю. А. Галкину удалось изобрести более совершенную технологию, запатентованную уже в США и Канаде. Они воспользовались аргоново-плазменной горелкой, напыляющей алюминий подобно пульверизатору на стальные волокна тонким слоем. Этот слой при застывании плотно сцепляется с волокном.

Пока еще плазменное получение композитов не вышло за пределы опытно-промышленной установки. Несколько лет назад она была запущена в Калуге и теперь работает на полную мощность.

Процесс начинается с того, что на большой медный барабан наматывают стальные волокна ряд за рядом. Это основа, арматура будущего композита. Одновременно на специальную кассету наматывают алюминиевую проволоку. Затем и барабан и кассету помещают в плазменную установку. Барабан с арматурой медленно вращается под горелкой, а кассета с алюминием разматывается над ней. Затем включается питание, мощный электрический разряд ионизирует аргон, образуя раскаленный плазменный шнур. Проходя через него, алюминий расплавляется и оседает на волокнах, покрывая их тончайшим слоем и плотно заполняя все промежутки. Это хорошо видно даже невооруженным глазом. Из ослепительного язычка пламени сыплются блестящие крупинки, будто густой снег, и арматура на барабане начинает постепенно отливать серебром, терять четкие очертания, уходить в глубь слоя. Затем полотно переворачивают, надевают на барабан другой стороной и снова включают горелку. Так образуются серебристые ленты.

Но детали из них еще делать нельзя. Для этого они слишком тонки. Ленты — это полуфабрикат. Несколько лент складывают вместе и пропускают через прокатные валки. Получается однородный листовой материал нужной толщины. Теперь его можно резать, ковать, штамповать.

Впрочем, детали можно получать и минуя прокатку, сразу на прессе. Сложенные друг с другом полуфабрикаты закладывают в пресс-форму, штампуют, и деталь готова. Большая пластичность композита позволяет получать изделия, не нуждающиеся в дальнейшей механической обработке.

Новые материалы находят все большее применение в промышленности. Об этом свидетельствует выставка «Новые композиционные материалы и процессы их получения» в павильоне «Химия» Академии наук СССР, проходящая на ВДНХ СССР в 1976—1977 годах. Сейчас из композитов делают детали салонов пассажирских самолетов и отопительные панели в домах, подшипники скольжения и щетки электродвигателей, шестерни, детали турбин и еще множество вещей. А недалеко время, когда из композитов будут изготавливаться кузова автомашин и железнодорожных вагонов, химические реакторы, сосуды высоких давлений — словом, все те изделия, где требуется прочность, легкость и пластичность.