[发明专利]形成金属复合材料

权利要求书

1.一种形成金属复合材料的方法，其包括：

使用超塑性热成形技术将金属片成形为预定形状；

通过热成形将碳纤维增强聚合物片成形为预定形状，其中所述聚合物为热塑性聚合物；和

通过在所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片之间施加粘合剂而将所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片接合以形成金属复合材料，

其中将所述金属片成形包括：

将所述金属片加热至所述金属片的熔融温度的50％-60％的温度；和

使用加压气体对加热的金属片施加压力以将所述金属成形为预定形状；以及

所述碳纤维增强聚合物片的热成形通过首先加热碳纤维增强聚合物片、然后使用加压气体的压力来实现。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述加压气体是惰性气体、空气及其混合物中的一种。

3.如权利要求1所述的方法，其中将所述金属片成形包括将所述金属片加热至350℃-600℃的温度。

4.如权利要求1所述的方法，其中将所述金属片成形包括使用加压气体对所述金属片施加60kg/cm²-180kg/cm²的压力。

5.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳纤维增强聚合物片成形包括通过将聚合物片与碳纤维片层压来形成所述碳纤维增强聚合物片。

6.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳纤维增强聚合物片成形包括将所述碳纤维增强聚合物片加热至60℃-350℃的温度。

7.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳纤维增强聚合物片成形包括使用加压气体在所述碳纤维增强聚合物片上施加15kg/cm²-100kg/cm²的压力。

8.金属复合材料，其包括：

使用超塑性热成形技术成形为预定形状的金属片；和

碳纤维增强聚合物片，其通过热熔性粘合剂层接合至成形的金属片，其中通过热成形将所述碳纤维增强聚合物片成形为预定形状，以接合至成形的金属片以获得具有预定形状的金属复合材料，其中所述聚合物为热塑性聚合物，

其中将所述金属片成形包括：

将所述金属片加热至所述金属片的熔融温度的50％-60％的温度；和

使用加压气体对加热的金属片施加压力以将所述金属成形为预定形状；以及

所述碳纤维增强聚合物片的热成形通过首先加热碳纤维增强聚合物片、然后使用加压气体的压力来实现。

9.如权利要求8所述的金属复合材料，其中所述金属片为铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金及其组合中的一种。

10.如权利要求8所述的金属复合材料，其中所述碳纤维增强聚合物片通过用碳纤维浸渍热塑性聚合物而形成。

11.如权利要求10所述的金属复合材料，其中所述热塑性聚合物是丙烯酸类聚合物、聚碳酸酯、苯乙烯聚合物、尼龙、聚硫化物、聚酮及其组合中的一种。

12.如权利要求10所述的金属复合材料，其中所述碳纤维是基于聚丙烯腈的碳纤维、基于人造丝的碳纤维、基于沥青的碳纤维、基于纤维素的碳纤维、基于芳族聚酰胺的碳纤维及其组合中的一种。

13.一种形成金属复合材料的装置，其包括：

具有与金属复合材料待成形的形状相对应的预定形状的腔体的模头，其中所述模头用于：

接收待变形的金属片；和

接收待变形并接合至所述金属片的碳纤维增强聚合物片，其中所述聚合物为热塑性聚合物；

粘合剂分配单元，以在所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片之间施加粘合剂；和

成形组件，所述成形组件用于：

使用超塑性热成形使金属片变形；和

使用热成形使碳纤维增强聚合物片变形，以将金属片和碳纤维增强聚合物片接合以形成金属复合材料，

其中所述成形组件包括：

将气体加压的压力室；

在金属片和碳纤维增强聚合物片上施加加压气体的压力的施加器，其中所述施加器的开口由阀门控制；和

调节阀门以控制由加压气体施加的压力的调节器单元。