[发明专利]一种低应力复合材料预埋金属件产品的制备方法

说明书

本发明涉及一种低应力复合材料预埋金属件产品的制备方法，包括步骤S1、对金属预埋件进行初加工，所述金属预埋件包括内部为空心结构的六面体主体，六面体主体的六个连接面根据实际需要选择设置接口凸台或减重孔，在金属预埋件与复合材料接触的六个连接面上均加工有凹槽，凹槽的内部为连通的结构，凹槽在靠近连接面边缘的位置有一圈外挡边，凹槽在靠近连接面上的接口凸台或减重孔的位置有一圈内挡边；步骤S2、对金属预埋件进行喷砂处理；步骤S3、铺覆过渡层；步骤S4、铺放预浸料；步骤S5、合模；步骤S6、固化，固化制度为110℃/2h～130℃/4h。该方法解决具有预埋金属件的复合材料制品内应力过大产生形变及界面间隙的问题，提高复合材料制件尺寸稳定性。

技术领域

本发明属于复合材料产品加工领域，涉及到具有预埋金属件的复合材料产品的制备，特别是一种低应力复合材料预埋金属件产品的制备方法。

背景技术

复合材料产品大多利用金属件作为加工、装配接口。此类复合材料产品设计过程中，为保证产品结构紧凑，提高承载能力，减少装配连接件，金属件常设计成为预埋在复合材料内部结构，此种结构金属件完全被复合材料包裹。然而，由于复合材料成型固化在较高温度下进行，金属件热膨胀系数高于复合材料，固化完成降到室温后金属件形变量大于复合材料，在复合材料与金属件界面存在应力，如果达到极限应力，金属件与复合材料会产生微观间隙或造成金属件变形，影响二次加工精度与制品长期使用尺寸、形位公差的稳定性。

为解决金属件与复合材料之间的应力问题，通常会在复合材料产品加工过程中在金属件表面铺覆胶膜，但此种方式胶膜作为工艺层，在复材成型过程受压力较大，固化后流失较多，厚度不易控制，解决效果不稳定。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种低应力复合材料预埋金属件产品的制备方法，该方法通过在金属件与复合材料界面间铺设过渡层，过渡层采用胶膜与短切纤维，金属件表面加工凹槽控制过渡层厚度，利用过渡层在复材成型固化后降温过程的塑性形变，消除金属件与复合材料热胀系数不匹配，固化后产生内应力的问题，解决具有预埋金属件的复合材料制品内应力过大产生形变及界面间隙的问题，提高复合材料制件尺寸稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低应力复合材料预埋金属件产品的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、对金属预埋件进行初加工

步骤S11、准备金属预埋件，所述金属预埋件包括内部为空心结构的六面体主体，所述六面体主体的六个连接面根据实际需要选择设置接口凸台或减重孔；

步骤S12、在金属预埋件与复合材料接触的六个连接面上均加工有凹槽，所述凹槽的内部为连通的结构，凹槽在靠近连接面边缘的位置有一圈外挡边，凹槽在靠近连接面上的接口凸台或减重孔的位置有一圈内挡边；

步骤S2、对金属预埋件进行喷砂处理

步骤S3、铺覆过渡层

在金属预埋件的六个连接面的凹槽内铺覆过渡层，所述过渡层从下至上依次为第一胶膜层、短切纤维层、第二胶膜层；铺覆时，先在金属预埋件的凹槽内铺1层第一胶膜层，然后将玻璃纤维剪碎，铺覆在第一胶膜层表面作为短切纤维层，然后再铺1层第二胶膜层；

步骤S4、铺放预浸料

金属预埋件与模具一起铺放预浸料；

步骤S5、合模

将铺放完成的模具、金属预埋件放入内模平板上，组合外模，放入固化炉中后进行升温，当模具温度达到70℃后，进一步对外模进行加压，预压过程注意控制合模间隙，避免冷合过程金属预埋件受力过大；

步骤S6、固化

合模完成后，将模具整体放入固化炉中，固化制度为110℃/2h～130℃/4h，完成产品成型。