一種纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件成形方法技術

本發明專利技術公開了一種纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件成形方法，包括如下步驟：(1)將纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板放置于凹模與凸模之間；(2)鋁合金層加熱，加熱纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板中的鋁合金層至纖維增強熱塑性樹脂熔化溫度并保溫一定時間；(3)合模保壓，合模后保持一定的壓力，并持續一定時間；(4)脫模冷卻。本發明專利技術通過鋁合金電流自阻加熱熔化纖維增強熱塑性樹脂，并對成形后的零件進行保壓固化，解決了成形過程中鋁合金層與纖維熱塑性樹脂層間的分層問題；通過在熔化纖維增強熱塑性樹脂之前對纖維增強熱塑性樹脂進行軟化，提高纖維增強熱塑性樹脂層的變形能力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及纖維金屬層板的成形方法
，尤其涉及。
技術介紹
纖維金屬層板是一種由高強度鋁合金薄板與纖維預浸料相互交替鋪層，經一定固化工藝成形后得到的超混雜結構材料。與單一鋁合金板材相比，纖維金屬層板具有輕質、高強、良好的導電性、優良的抗沖擊和損傷容限性能；而且還可通過改變層板中鋁合金層和復合材料層的鋪層厚度、鋪層數量及纖維的方向來最大限度地實現結構的優化設計。纖維金屬層板各層之間性能差異較大，且纖維的變形能力有限，使得采用常規金屬板材成形方法難于成形層板零件；其中纖維金屬層板的界面分層是層板成形過程中最容易出現的缺陷，且難于克服。界面分層是由于纖維樹脂層與鋁合金板材二者之間的韌性、硬度、彎曲強度等力學性能差別較大，在變形過程中當界面的剪切應力增加，將出現層與層之間的開膠或脫層。層板的界面分層問題已成為制約纖維金屬層板塑性成形方法的“瓶頸”問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，以解決成形過程中鋁合金板材與纖維熱塑性樹脂層間的分層問題。為達此目的，本專利技術采用以下技術方案:—種纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件成形方法，包括如下步驟:(I)將纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板放置于凹模與凸模之間；(2)鋁合金層加熱，加熱纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板中的鋁合金層至纖維增強熱塑性樹脂熔化溫度并保溫一定時間；(3)合模保壓，合模后保持一定的壓力，并持續一定時間；(4)脫模冷卻。進一步的，在執行所述步驟(2)之前，將壓邊圈及凸模分別接觸纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板，然后采用加熱棒對模具以及纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板整體加熱至纖維增強熱塑性樹脂軟化溫度并保溫一定時間，。進一步的，所述步驟(2)中，使壓邊圈和凸模均不接觸纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板，然后采用電加熱的方式加熱纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板中的鋁合金層，且可通過熱電偶或紅外測溫儀實時測量鋁合金層的溫度，根據檢測到的溫度調整電源的輸出電流。進一步的，所述纖維增強熱塑性樹脂的厚度為0.1mm?0.5mm。進一步的，所述纖維增強熱塑性樹脂的增強體為碳纖維或玻璃纖維；所述纖維增強熱塑性樹脂的基體為聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚苯酰亞胺或聚醚酮酮中的一種。進一步的，所述纖維增強熱塑性樹脂的增強體為單向纖維、平紋織物、斜紋織物或緞紋織物中的一種。進一步的，所述鋁合金層由2K系或6K系鋁合金板材或鋁鋰合金板材制成，其厚度為 0.1mm ?0.5mmο進一步的，所述步驟(2)中加熱鋁合金層290°C?350°C，保溫時間為Imin?3min0進一步的，所述步驟(3)中所述壓力為0.1MPa?0.5MPa，保持該壓力的時間為5min ?15min0進一步的，加熱模具整體至200°C?250°C，保溫時間為15min?25min。本專利技術的有益效果:本專利技術通過鋁合金電流自阻加熱熔化纖維增強熱塑性樹脂，并對成形后的零件進行保壓固化，解決了成形過程中鋁合金層與纖維熱塑性樹脂層間的分層問題；通過在熔化纖維增強熱塑性樹脂之前對纖維增強熱塑性樹脂進行軟化，提高纖維增強熱塑性樹脂層的變形能力；同時，由于鋁合金溫度升高后強度降低，塑性變形能力提高，彈性模量降低，有利于降低成形后層板零件的回彈，提高零件尺寸精度?！靖綀D說明】圖1是對鋁合金層進行加熱的過程示意圖；圖2是纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件成形用模具的合模過程示意圖；圖3是纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件在一定壓力下固化過程示意圖；圖4是開模過程示意圖；圖5是對模具以及纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板整體加熱過程示意圖。圖中:1、凸模；2、壓邊圈；3、加熱棒；4、支架；5、凹模；6、電源；7、纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板?！揪唧w實施方式】下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本專利技術的技術方案。本實施例中所用的纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板7采用2/1結構，其厚度約為Imm ;其中鋁合金材料為2024-T3，厚度約為0.4mm ;纖維增強熱塑性樹脂的基體為聚苯硫醚，增強體為碳纖維T300，其纖維鋪層方式為編織，即為平紋織物、斜紋織物或緞紋織物中的任一種，纖維增強熱塑性樹脂的厚度約為0.2mm?！N纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件成形方法，具體包括如下步驟:如圖1所示，將纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板7放置于凹模5與凸模I之間，利用支架4將纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板7托起；接通電源6，電源6與纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板7形成電流回路，進而通過鋁合金電流自阻加熱對纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板7中的鋁合金層加熱，并在加熱過程中通過熱電偶或紅外測溫儀實時測量鋁合金層的溫度，根據檢測到的溫度調整電源的輸出電流；當鋁合金層溫度達到熱塑性樹脂熔化溫度290°C -350°C后，保溫2分鐘，使纖維增強熱塑性樹脂熔化；如圖2所示，向下移動支架4，使纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板7置于凹模5上，向下移動壓邊圈2及凸模1，使壓邊圈2及凸模I分當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板零件成形方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)將纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板放置于凹模與凸模之間；(2)鋁合金層加熱，加熱纖維增強熱塑性樹脂鋁合金層板中的鋁合金層至纖維增強熱塑性樹脂熔化溫度并保溫一定時間；(3)合模保壓，合模后保持一定的壓力，并持續一定時間；(4)脫模冷卻。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉建光，岳廣全，薛佳，馬立敏，張嘉振，
申請(專利權)人：中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心，中國商用飛機有限責任公司，
類型：發明
國別省市：北京;11