[发明专利]一种带嵌件复合材料制品的成型方法

说明书

本发明属于材料制备技术领域。采用低温高压和高温低压的梯度施压方式，通过适宜的高压低温和低压高温匹配，结合物料预浸润处理，实现带嵌件复合材料的模压成型。本发明涉及的带嵌件复合材料成型方法，包括预浸料预处理，嵌件预处理，模具预热，预浸料入模和成型过程，用浸润剂预处理预浸料表面，入模条件90～110℃，15～25MPa；采用梯度升温降压程序固化成型，60℃以下出模，得到带嵌件的复合材料制品。该成型方法，物料充模良好，制品成型质量稳定，铝合金嵌件无损伤。既保证预浸料的流动性及充分固化，又保证嵌件在复合材料制品成型过程中不被高温高压破坏。适用于带耐温低的金属嵌件复合材料制品成型，特别适用于带铝合金嵌件复合材料制品成型。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种复合材料制品成型技术，特别涉及带嵌件复合材料制品成型技术。

背景技术

铝合金具有密度小，耐腐蚀性能好，成型及加工性能优异，比强度高等特点，已广泛应用于航空航天、机械装备等领域。特别是Al-Cu-Mg系铝合金（一种时效硬化型铝合金）的应用更为广泛。但由于该系铝合金在温度高于150℃时，主要的时效析出相θ’或S相将长大粗化而使合金性能急剧恶化，合金强度急剧下降，无法满足使用要求。为保证铝合金部件在高温烧蚀环境下正常工作，有必要在其表面覆一层具有热防护功能的树脂基复合材料。

通常情况下在铝合金嵌件表面制备复合材料一般采用两种方法，一种为先制备出复合材料，然后采用粘结工艺将复合材料和铝合金嵌件粘在一起，此种工艺制得的产品质量稳定性差，容易分层，特别是当制品含有复杂曲面结构时，产品往往无法直接粘结或粘结质量难以保证；另一种为模压成型工艺，但是铝合金在高温下（＞150℃）力学性能特别是耐压强度急剧下降，树脂基复合材料常规的高温高压成型工艺容易造成铝合金嵌件产生变形或裂纹。

发明内容

本发明针对带铝合金嵌件（高于150℃强度急剧下降）的复合材料制品热压成型时嵌件易开裂、变形的问题，提出一种复合材料制品热压成型新方法。

本发明的目的是这样实现的：采用低温高压和高温低压的梯度施压方式，通过适宜的高压低温和低压高温匹配，避免铝合金嵌件在常规模压成型的高温高压条件下的变形，结合物料预浸润处理，保证物料在相对较低的温度下的流动性，实现带嵌件复合材料的模压成型。

本发明涉及的带嵌件复合材料制品的成型方法，包括预浸料预处理，嵌件预处理，模具预热，预浸料入模和成型过程，其特征在于：

预浸料预处理：将浸润剂均匀喷洒在预烘后的预浸料表面，室温密封4～48h；所述浸润剂选自间苯二酚甲醛树脂溶液、间苯二酚乙醛树脂溶液或间苯二酚苯酚甲醛树脂溶液中的一种；

预浸料入模：入模温度90～110℃，入模压力15～25MPa；

成型:采用梯度升温降压程序固化成型，60℃以下出模，得到带嵌件的复合材料制品。

本发明涉及的带嵌件复合材料制品的成型方法，包括预浸料预处理，嵌件预处理，模具预热，预浸料入模和成型过程，其特征在于：所述浸润剂用量为预浸料的1～10wt%。

本发明涉及的带嵌件复合材料制品的成型方法，包括预浸料预处理，嵌件预处理，模具预热，预浸料入模和成型过程，其特征在于：梯度升温降压程序为：阶梯一：加热升温10～15℃，降压至8～10MPa，保温5～120min；阶梯二：升温至130～140℃，降压至4～5MPa，保温5～240min； 阶梯三：升温至145～150℃，将压力调整为0MPa；阶梯四：继续升温至155～380℃，保温10～240min。

本发明涉及的带嵌件复合材料制品的成型方法，包括预浸料预处理，嵌件预处理，模具预热，预浸料入模和成型过程，其特征在于：嵌件预处理还包括嵌件预热至入模温度。

本发明涉及的带嵌件复合材料制品的成型方法，包括预浸料预处理，嵌件预处理，模具预热，预浸料入模和成型过程，其特征在于：嵌件随模具预热。