[发明专利]一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺

说明书

本发明属于轻量化复合材料成形领域，具体涉及一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺，包括以下步骤：S1、准备待复合的不锈钢带和碳纤维预浸带；S2、对不锈钢带的复合面进行毛化处理；S3、将毛化后的不锈钢带进行预压表面处理；S4、将表面处理后的不锈钢带和碳纤维预浸带分别进行加热；S5、将加热后的两张不锈钢带通过导向辊导向碳纤维预浸带的上下两面，并进行辊压；S6、将辊压后的不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板进行风冷处理；S7、将风冷处理后的不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板收卷剪切。本发明结构简单、操作方便，制造成本低、生产效率高，可实现大规模批量生产。

技术领域

本发明属于轻量化复合材料成形领域，具体涉及一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺。

背景技术

随着在航空航天和汽车等结构领域轻量化的需求，对零件整体性能的要求越来越高。不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板是一种新型的复合材料，完美结合了不锈钢和碳纤维增强复合材料的优点，具有比强度高、比模量高、损伤容限好、疲劳性能好、耐腐蚀以及减重等特点。

传统工艺一般采用热压成形制备不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板，在进行热压时，需要对不锈钢板和纤维增强层进行铺层和定位，并对不锈钢板和纤维增强层进行夹紧，随后加热模具进行模压，最后还要经过一个较长的保温时间。该工艺的生产周期很高，难以实现快速制备不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板，且由于设备长度限制，无法实现不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板成卷制备。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺，包括以下步骤：

S1、准备待复合的不锈钢带和碳纤维预浸带；

S2、对不锈钢带的复合面进行毛化处理；

S3、将毛化后的不锈钢带进行预压表面处理；

S4、将表面处理后的不锈钢带和碳纤维预浸带分别进行加热；

S5、将加热后的两张不锈钢带通过导向辊导向碳纤维预浸带的上下两面，并进行辊压；

S6、将辊压后的不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板进行风冷处理；

S7、将风冷处理后的不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板收卷剪切。

进一步，所述步骤S1中，所述待复合的不锈钢带为厚0.02mm～1mm的不锈钢卷带，所述待复合的碳纤维预浸带为0.1mm～1mm连续碳纤维增强热塑性预浸带。选取较薄的不锈钢带和碳纤维预浸带可以实现不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板成卷制备；选择热塑性树脂作为碳纤维增强基体，免去了热固性树脂基体固化所需的较长的保温时间，使快速制备不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板成为可能。

再进一步，所述步骤S2中，对不锈钢带进行毛化处理的具体操作为：将不锈钢带的复合面用砂纸进行均匀地摩擦毛化，所述毛化的深度为0.1μm～20μm。使用砂纸打磨不锈钢可以去除在不锈钢表面的氧化物与杂质，提高不锈钢表面粗糙度，形成大量微米深的沟壑，这些微观沟壑有益于树脂渗入不锈钢基体内形成机械咬合结构，提高黏结性能。

更进一步，所述步骤S3中，将毛化后的不锈钢带进行预压表面处理的具体操作为：所述不锈钢带通过花纹辊和光辊组成的辊组进行预压，所述花纹辊放置在不锈钢带毛化处理后的一面，所述光辊放置不锈钢带的另一面，所述花纹辊和光辊的直径和线速度均相同。花纹辊压制的花纹增加了不锈钢与预浸带树脂的有效接触面积，更利于不锈钢带与连续碳纤维增强热塑性预浸带的结合，提高了界面黏接的机械咬合作用，增强了界面的结合强度，使层合板的强度和韧性得到提高。