[发明专利]玻璃纤维-铝合金复合管气压胀形制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合管气压胀形制备方法及装置，尤其是一种玻璃纤维-铝合金复合管气压胀形制备方法及装置，属于复合材料成形技术领域。

背景技术

目前，航天工程中无损回收技术主要有反冲火箭、缓冲气囊和可压缩结构技术等。可压缩结构与另外两种技术相比有最小的减速冲程, 即它在单位冲程的缓冲效率最大，但是国内对可压缩结构缓冲技术的研究和应用尚不十分充分。同时，随着车辆、船舶、飞机等交通工具日益增多，速度越来越快，碰撞事故也随之增多，这对结构设计提出了耐撞性要求，即在发生突发碰撞事故时，依靠自身结构能缓冲碰撞时的冲击载荷，吸收的冲击能量。为了满足结构耐撞性设计的要求，又不额外增加设计重量，这就需要采用能量吸收性能好的新材料、新结构。

纤维-铝合金复合管是由铝合金和纤维增强复合材料组成的一种混杂结构材料，在遭受碰撞的时候，可以通过金属的塑形变形以及其中纤维、基体的断裂、脱层, 纤维的拨出等共同作用来吸收大量的能量，缓冲冲击载荷。此外，它继承纤维增强复合材料高强度、耐疲劳的特性。

2012年07月25日，中国发明专利申请CN102601991A公开了一种钢塑玻纤三层复合管的制作方法，通过玻璃纤维树在钢塑复合管外加热、固化后在形成钢塑玻纤三层复合管，该方法可大大延长了复合管的使用寿命，但无法应用于玻璃纤维-铝合金复合管的制备。

C.Verseput (The production of seamless Fiber Metal Laminate tubes. Delft (NL), May 1994)在文章中提到了玻璃纤维-铝合金复合管的制备，其通过机械加压的方法对内管胀形，而这种机械胀形法不能均匀的提供压力，会造成管的内径不均匀，无法进行应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述缺陷，提供一种的操作方便、步骤简单、成品管内径均匀的玻璃纤维-铝合金复合管气压胀形制备方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的玻璃纤维-铝合金复合管气压胀形制备方法，包括以下步骤：

1)、选取两根内径不同铝合金管分别作为内管和外管并进行清洗；

2)、对内外管表面进行阳极氧化处理；

3)、在外管的内表面和内管外表面涂刷底胶并在内管外表面铺放预浸料；

4)、将内管套入外管后置于模具内并密封；

5)、将对模具加热升温，并对内管和外管与模具之间的间隙依次进行内压大于外压的差压加载和同压加载，在加载同时进行保温保压，对玻璃纤维预浸料进行固化；

6)、固化结束后将模具自然降温到室温，得到玻璃纤维-铝合金复合管。

本发明中，所述步骤1)的清洗过程依次为：超声波清洗、丙酮擦洗、碱洗和酸洗。

本发明中，所述碱洗方法为：将内外管同时浸入浓度为25-30g/L的NaOH和浓度为25-30g/L的Na₂CO₃组成的碱液中，清洗0.5-1min，温度50-60℃，之后用清水漂洗2-5min。

本发明中，所述酸洗方法为：将内外管同时放入浓度为300-500g/L的HNO₃中浸泡2-5min，后用清水漂洗2-5min。 

本发明中，所述步骤2)中阳极氧化处理过程为：将内外管分别连接电源的正极，电解槽作对等电极连接电源的负极，在电解槽中加入电解液，通电对内外管进行阳极氧化。

本发明中，所述步骤5)中，在玻璃纤维预浸料为玻璃纤维增强SY14型号环氧树脂预浸料胶时，其过程为：

1)、将模具升温到预固化温度140℃，向外管和模具间隙内施外压0.8-0.9MPa，向内管施内压5-6.5MPa后，保温保压10min；

2)、将模具继续升温到固化温度180℃，保温保压1h，待内外管胀形贴模后，将内压调节与当前外压成一致为0.8-0.9MPa，保温保压1h。

本发明中，所述步骤5) 中，在玻璃纤维预浸料为玻璃纤维增强FM94型号环氧树脂预浸料时，其过程为：将模具升温到固化温度120℃，向外管和模具间隙内施外压0.3-0.5MPa，向内管施内压5MPa，保温保压1h，待内外管胀形贴模后，将内压调节与当前外压成一致为0.3-0.5MPa，保温保压1h。