[发明专利]复合材料的金属镀层

说明书

本发明涉及复合材料的金属镀层，具体地但不是仅仅地，涉及将金属 镀层镀到树脂基复合材料上以及由此制造的产品。

树脂基复合材料，特别是纤维增强的树脂复合材料，具有许多已知的 有利特性和特征，这些有利特性和特征使得它们以及由它们制造的产品在 非常多的不同工业中具有应用。

也有许多这种材料和产品的应用会从金属表面或镀层获得好处或者 需要金属表面或镀层，特别是复合材料上的硬金属镀层。例如，用于制造 元件的工具设备和模具——其进一步包括复合材料元件——可能由于金 属镀层特别是工具或模具表面上的金属镀层而更耐久和更耐磨。复合燃气 涡轮桨和直升机桨可具有提高的耐磨和耐腐蚀特性，可被制成的打印辊复 合材料轻而硬，复合材料使结合精度提高以及金属打印表面更耐磨优点。 复合液压汽缸可以受益于与硬金属表面结合的复合材料的轻质和高强度 特性，以用于液压密封。复合的碟式反射器、地面反射镜、空间反射镜是 其它的例子，这里仅举几例。

对于许多应用，重要的是将金属镀层牢固地附着在复合材料上。在一 些应用中，可能遇到相当大的剪切力，其会作用而试图从复合材料剪切或 撕下金属镀层。在同样的或其它应用中，可能遇到热应力，其会往往发挥 作用而削弱该镀层与复合材料体之间的附着。

在本说明书内，术语“镀层”涉及覆盖一个或多个表面中一些或所有表 面的层或其它形式。

根据本发明，提供将金属镀层固定到树脂基复合材料上的方法，所述 方法包括在金属电镀预制件上形成咬合结构，以提供镀层；将该镀层和复 合材料放在一起；以及使它们经受使复合材料与咬合结构互锁的条件。

根据本发明的第二方面，提供制造复合件的方法，所述方法包括通过 在电镀预制件上提供咬合结构，将该电镀预制件固定到可固化复合材料 上，该可固化复合材料与该电镀预制件互锁，特别是当被固化时。

优选地，咬合结构被施加到金属电镀预制件上，并且直接施加，以牢 固地与之附着。

优选地，咬合结构是金属的，并且优选地在形成期间被熔合到电镀预 制件上。

咬合结构可以在预制件上形成，以及优选地通过将金属材料喷镀到金 属电镀预制件上形成，优选地采用热喷镀技术。

咬合结构可使用下述的一种或多种技术形成：高速火焰喷涂(HVOF)、 电弧喷镀、等离子喷镀和/或冷喷镀技术。

咬合结构可以包括下列中的一种或多种：镍-铁合金、铝、铝合金、不 胀钢、铁、钢、镍、铜、钛和这些中一种或多种的合金。

优选地，咬合结构从选择的热膨胀系数等于或相似于复合材料的材料 制成，优选地从电镀预制件制成。这将有助于防止分层或者在任何热变化 期间防止削弱这些之间的附着，所述热变化可能在加工和/或使用期间发 生。

优选地，咬合结构具有粗糙的并且优选地至少部分开放的结构，提供 来自复合材料的树脂可以定位的间隙，以便互锁并且提供牢固的附着。

优选地，电镀预制件采用传统电镀技术形成。预制件可以直接在工具、 模型或模具上形成，以使其一个或多个表面符合预定的形状。电镀前， 可将脱模剂施加于工具、模型或模具上，以有利于从其移去镀层。咬合结 构优选地原位施加到工具、模型或模具上的电镀预制件上。电镀预制件可 以从下列的一种或多种形成：镍合金、铁合金、不胀钢、铜、镍、金、铬 以及这些中任何一种或多种的合金。

优选地，复合材料包括可固化树脂材料，其当经受合适条件例如升高 的温度和/或压力条件时，迁移到咬合结构的间隙中，其中该树脂材料优选 地固化为非流动和优选地坚硬的状态，以便互锁和牢固附着镀层到复合材 料上。树脂材料优选地是热固性树脂或树脂混合物。

复合材料可以包含纤维增强的复合材料，包括例如下列的一种或多 种：玻璃、芳族聚酰胺、碳、芳纶、天然纤维、陶瓷和任何其他合适的增 强纤维。

复合材料可以包括任何已知类型和构造的预浸料或复合预制件，并且 可以是单层或多层层压件的形式。

根据本发明的第三方面，提供这样的复合件，其包括表面或部分表面 上具有金属镀层的复合材料，所述复合件如前十三段的任一段所述而形 成。

根据本发明的第四方面，提供这样的复合件，其包括表面或部分表面 上具有金属镀层的树脂复合材料，所述金属镀层包括通过电镀形成的外部 预制件和在电镀层上的咬合结构，复合材料与电镀层接合。