[发明专利]一种直立结构多孔金属纤维夹芯板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属纤维夹芯板制备技术领域，尤其是涉及一种直立结构多孔金属纤维夹芯板的制备方法。

背景技术

目前，以多孔金属纤维为芯体的三明治板中，金属纤维与夹芯板成平行状，此种结构与纤维呈直立状相比，抗侵彻能力强，但抗压缩和能量吸收能力较弱。Volov公司发明的HSSA夹芯结构，其制备方法是把丝径小于20μm的316L不锈钢纤维切割成1mm的长度，采用静电附着技术，即将不锈钢纤维在静电作用下垂直粘附在预先涂有环氧树脂的不锈钢面板上。HSSA夹芯结构制备方法的缺点有：(1)要求纤维丝径小，小于20μm；(2)须切割成长度≤1mm的细小纤维，该种纤维易危害人体健康；(3)纤维芯与夹芯板通过黏结的进行复合，造成结合强度不高及不能在高温下使用；(4)芯体孔隙率不易进行精确控制；(5)制备工艺复杂，成本较高不利于批量生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种直立结构多孔金属纤维夹芯板的制备方法，其制备工艺步骤简单、操作简便且可操作性强、控制精度高、使用效果好，所制备的多孔金属纤维夹芯板性价比高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种直立结构多孔金属纤维夹芯板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、制备多孔金属纤维芯体，其制备过程如下：

101、铺制金属纤维毡：在一平面上，将丝径为6μm～250μm的多根金属纤维铺成一金属纤维毡，所述金属纤维毡中各金属纤维的轴向均相同；所述金属纤维毡的尺寸与对其进行高温烧结时所用高温烧结炉的加热区结构相对应；

102、制备金属纤维多孔体：将所述金属纤维毡置于高温烧结炉中进行高温烧结，制成一孔隙率＞90％的金属纤维多孔体，所述金属纤维多孔体中各金属纤维的轴向均相同；其烧结温度为所述金属纤维熔点温度的80％±5％，保温烧结时间为2-3h；

103、切割制成多孔金属纤维芯体初步产品：采用切割设备将所述金属纤维多孔体切成多个独立的多孔金属纤维芯体初步产品；切割时，所述切割设备的切割方向与所述金属纤维的轴向相垂直且切割长度不小于1mm，则所获得的多孔金属纤维芯体初步产品的厚度不小于1mm；

104、压制成型多孔金属纤维芯体成品：采用加压设备在与所述金属纤维轴向相垂直的方向对所述多孔金属纤维芯体初步产品施加压力，获得孔隙率为30～90％的多孔金属纤维芯体成品；

步骤二、制备多孔金属纤维夹芯板：先将所述多孔金属纤维芯体成品放于上下两个夹芯板之间，且使得所述多孔金属纤维芯体成品中的金属纤维直立在两个夹芯板之间，即使得所述多孔金属纤维芯体成品中金属纤维的轴向与所述两个夹芯板的板面相垂直；之后，采用常规黏结、烧结或焊接工艺将所述多孔金属纤维芯体成品固定在两个夹芯板之间，则获得多孔金属纤维夹芯板成品。

上述步骤一种所述的金属纤维为不锈钢、镍、铁铬铝或铝纤维。

上述步骤103中所述的切割设备为电火花线切割设备。

步骤102中所述的将所述金属纤维毡置于高温烧结炉中进行高温烧结时，在真空或还原气氛下进行保温烧结。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、制备工艺步骤简单、操作方便且成本低。

2、设计合理、可操作性强和能够对所制备夹芯板芯体的厚度和孔隙率进行灵活调整，首先将金属纤维按同一轴向方向铺制成毡，再将铺制成的金属纤维毡经过高温烧结处理后，得到一纤维取向相同且具有一定烧结强度的烧结金属纤维多孔体，再将金属纤维多孔体在纤维轴向切割成不同厚度的多孔金属纤维芯体(≥1mm)，再通过施加压力调节多孔金属纤维芯体的孔隙率，最后将孔隙率调整后的多孔金属纤维芯体放置于夹芯板中且放置时保证芯体内纤维须与夹芯板呈直立状，再通过烧结、焊接或黏结的方法即可完成多孔金属纤维夹芯板的整个制备过程。

3、对金属纤维多孔体进行垂直切割时，通过对切割长度，即切割设备的切割间距进行调整，则可达到对多孔金属纤维芯体厚度进行调整的目的。

4、对多孔金属纤维芯体的孔隙率进行调整时，采用机械加压的方式，并且压力施加方向垂直于金属纤维的轴向方向，这样保证金属纤维不会在轴向方向上因压制而发生弯曲变形；并且压制过程中，通过控制所施加压力的大小即可达到控制芯体孔隙率的目的，操作非常简便。

5、利用本发明所制备的多孔金属纤维夹芯板具有高强度/质量比、能量吸收、隔热、吸音等优点，因而可广泛应用于飞行器、轮船、汽车的外壳与防撞板上。