[发明专利]一种纤维增强金属复合板的制备工艺

说明书

本发明涉及一种纤维增强金属复合板的制备工艺，所述工艺包括选材、制备预制件和制备复合板等步骤，本发明通过将聚酰胺6和纯环氧树脂预先温轧到铝合金表面上的工艺优化了铝合金和纤维增强层的粘接问题，通过在金属层和纤维增强层之间形成过渡层的方式实现了对复合板的界面问题的优化，有效的解决了环氧树脂基碳纤维增强铝合金复合板在成形过程中金属和树脂之间粘接能力弱等问题。本发明可在提高界面粘接质量的前提下实现对纤维增强金属复合板的生产，具有成本较低、适用范围广以及操作简单等特点，能够适应自动化发展的潮流，具有非常理想的技术效果。

技术领域

本发明涉及轻量化复合材料成形领域，尤其涉及一种纤维增强金属复合板的制备工艺。

背景技术

纤维增强复合板因为其具有的轻质、高比模量、高比强度、耐腐蚀等优良性能，已经在航空航天、汽车工业、风力发电和体育休闲器械等领域有非常广泛的应用。

金属是直接由金属原子通过金属键堆砌而成的一体，树脂属于高分子材料，它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成，纤维增强复合板由于树脂和金属的物性相差甚远，所以在粘接强度方面一直受到局限。传统工艺一般通过物理和化学两种方式实现粘接强度的提高，物理方式是通过增加金属的粗糙度实现界面粘接强度的提高，但是通过提高粗糙度的方式有提高上限，而且在增大粗糙度的过程种对金属板造成的不可避免的损害，比如金属板的残余应力和应力集中的增加；而化学方式则是通过在金属板和树脂之间产生化学键的方式实现粘接强度的提高，该种方式虽然可提高粘接强度，但对制备过程中设备的要求较高，而且生产周期较长，同时还会用到大量的化学药剂，导致生产成本的增加，因此，现有技术方案在实际生产过程中能否产生理想的技术效果还有待于进一步探讨。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种通过处理过渡层的方式来解决粘接强度低、制备过程复杂、生产成本较高以及生产周期较长等问题的一种纤维增强金属复合板的制备工艺。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种纤维增强金属复合板的制备工艺，包括以下步骤：步骤1、选材：选取合规的铝合金薄板、聚酰胺6薄膜和纯环氧树脂薄膜，对铝合金薄板进行预处理，聚酰胺6薄膜和纯环氧树脂薄膜备用；步骤2、制备预制件：将聚酰胺6薄膜铺放在铝合金薄板的一个表面上，并将纯环氧树脂薄膜铺放在聚酰胺6薄膜的表面上，然后整体进行温轧制得树脂和铝合金薄板复合的预制件；步骤3、制备复合板：取两张由步骤2制得的预制件，在两张预制件中间铺放环氧树脂基碳纤维增强层，并进行热压罐成形，即可得到纤维增强金属复合板；整组坯的结构顺序依次为铝合金薄板层、聚酰胺6薄膜层、纯环氧树脂薄膜层、环氧树脂基碳纤维增强层、纯环氧树脂薄膜层、聚酰胺6薄膜层和铝合金薄板层。

进一步的，所述步骤1中，铝合金薄板的预处理的具体过程如下：将铝合金薄板用水清洗去污、去油，然后采用砂纸对铝合金薄板表面进行机械打磨，然后将铝合金薄板放置在氢氧化钠溶液中进行碱洗处理，然后再将碱洗处理后的铝合金薄板放置在硝酸溶液中，做进一步酸洗处理。

进一步的，所述步骤2中，温轧的具体过程如下：首先将聚酰胺6薄膜铺放在铝合金薄板的一个表面上，然后共同加热至240-280℃，同时将纯环氧树脂薄膜单独加热至40-80℃，然后将温度为40-80℃的纯环氧树脂薄膜快速的铺放在上述温度为240-280℃的聚酰胺6薄膜的表面，然后将将纯环氧树脂薄膜、聚酰胺6薄膜和铝合金薄板一起通过轧机进行温轧，得到纯环氧树脂薄膜、聚酰胺6薄膜和铝合金薄板复合的预制件；

进一步的，所述环氧树脂基碳纤维增强层中的树脂和纯环氧树脂薄膜为同一种树脂材料。