[发明专利]金属复合材料结合强度的测量方法、试样及试样制作方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及金属复合材料界面结合强度的检测技术领域，尤其 涉及铝钢复合材料界面结合强度的检测技术领域。

背景技术

薄铝层铝钢复合带材兼具铝合金优良的耐腐蚀性能及导热性能和钢 良好的力学性能等诸多优点，是电站空冷系统核心部件中冷却管束基管 的主要原材料。采用铝钢复合带材制造的电站空冷系统取代水冷系统， 可节约用水75％以上。基于铝钢复合带材表面质量、尺寸精度、性能的 稳定性及生产效率等方面的综合考虑，目前工业上大多采用冷轧复合法 来生产铝钢复合材料，其成品厚度在1.4～1.6mm之间，包覆层铝层厚度 在0.05～0.09mm之间。铝钢界面结合质量决定了基管的成形性能及电站 空冷系统的使用寿命，因此有效、定量、准确评价界面结合强度对于该 种材料的冷轧复合控制及实际应用都非常重要。

电站空冷用铝钢层状复合材料的铝层很薄(厚度为0.05～0.09mm)， 无法通过常规的剪切、撕离等力学手段对界面结合强度进行评价，由于 无法制作出引头部分，也无法通过拉伸剥离试验定量测量铝钢复合材料 的界面结合强度。目前对薄复层复合材料结合强度的测量，美国、日本 和我国的国家标准均采用胶粘拉伸的方法，它具有操作简单灵活的特点， 而且不需要复杂的理论计算。但由于目前强度最高的环氧树脂粘接剂与 粘接引头的结合强度很难超过40MPa，而冷轧铝钢复合材料单道次的压 下量超过50％，界面结合的强度大于50MPa，退火后的结合强度超过 60MPa，由于这种方法的应用范围受到所用粘接剂(胶)的抗拉强度的 限制，因此通过常规的粘接拉伸无法评价铝钢复合材料的界面结合强度。

发明内容

针对以上出现的问题，本发明提供了一种金属复合材料结合强度的 测量方法及测量试样，能够有效的测量金属复合材料的结合强度。

本发明提供了一种金属复合材料结合强度的测量方法，包括以下步 骤：

S1：制备测量用试样：

A、在含有基层和包覆层的复合材料上切割出一圆片样品备用，制 作或选取两根横截面直径等于圆片样品直径的金属棒待用；

C、将两金属棒的待粘贴表面分别粘合在圆片样品两个待粘贴表面；

D、在基层与包覆层界面间切出一个环形切口，切口角度范围为 15°～90°，并保证切口中心线落在界面上；

S2：进行拉伸试验：

E、将试样放至拉伸机上做拉伸试验；

S3：计算结合强度：

F、获取试样拉伸时的最大拉伸力的数值F，根据F/πr²计算得到 试样的结合强度，

其中，F代表试样拉伸时的最大拉伸力，r代表圆片样品的界面处半 径。

如上所述的金属复合材料结合强度的测量方法，其中，所述金属复 合材料为铝钢复合材料，其中钢为基层，铝为包覆层。

如上所述的金属复合材料结合强度的测量方法，其中，在所述步骤 C之前，还包括步骤：

B、对圆片样品及金属棒的待粘贴表面进行打磨处理。

本发明还提供了一种用于测量金属复合材料结合强度的测量试样， 包括含有基层和包覆层的复合材料的圆形样片和两根金属棒，其中，所 述两根金属棒的直径等于所述圆形样片直径，所述两根金属棒的一端分 别粘贴在圆形样片的两侧的圆形表面上，所述圆形样片的基层与复合层 界面间具有一个环形切口，切口角度为15°～90°，并保证切口中心线落在 界面上。

如上所述的用于测量金属复合材料结合强度的测量试样，其中，所 述复合材料为铝钢复合材料，其中钢为基层，铝为包覆层。

如上所述的用于测量金属复合材料结合强度的测量试样，其中，所 述两根金属棒的一端分别粘贴在圆形样片的两侧的圆形表面上之前，对 圆片样品及金属棒的待粘贴表面进行打磨处理。

本发明还提供了一种用于测量金属复合材料结合强度的测量试样的 制作方法，包括以下步骤：

A、在含有基层和包覆层的复合材料上切割出一圆片样品备用，制 作或选取两根横截面直径等于圆片样品直径的金属棒待用；

C、将两金属棒的待粘贴表面分别粘合在圆片样品两个待粘贴表面；

D、在基层与包覆层界面间切出一个环形切口，切口角度为15°～90°， 并保证切口中心线落在界面上。