CN101380833A - 一种x芯体结构夹层板的制备方法 - Google Patents

一种x芯体结构夹层板的制备方法 Download PDF

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卢天健
陈常青
张钱城
王春野
韩云杰
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Abstract

一种X芯体结构夹层板的制备方法，将退火处理后的金属板材采用穿孔剪进行剪切/扩展得到带有菱形状网孔的金属网板，或者通过冲孔机得到带有菱形状网孔的金属网板；然后，采用平整机对金属板网进行平整，再采用液压机和模具在金属板网的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；对X点阵结构的芯体和要复合的面板进行除锈除油，并烘干，采用钎焊、电阻焊或激光焊机将X点阵结构的芯体和面板焊接得到X芯体结构夹层板。本发明与金字塔结构相比，由于二维结点的存在可以提高芯体的力学性能。与金字塔结构比较，在相同芯体密度和原材料性能情况下，具有更加优良的力学性能。

Description

一种X芯体结构夹层板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种夹层板的制备方法，具体涉及一种X芯体结构夹层板的制备方法。
背景技术
金属层合板是近些年来随着材料制备以及机械加工技术的迅速发展而出现的一类新颖多功能材料。广泛应用于交通运输、航空航天、建筑、机械制造、国防工业等领域，但多采用国外的技术或者引进国外的产品，如Alusuisse Singer公司的铝蜂窝板和麦达斯铝业有限公司中空铝型材。
桁架层合结构是一种新型的层合板结构，其相对密度可低于10％，具有三维的联通性，与上述结构相比，具有更好的力学性能和广泛的多功能设计空间。美国CMI(Cellular Materials International，Inc.)公司和研究机构已经将金字塔等结构作为进一步应用开发的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与现有金字塔结构相比，具有更加优良的力学性能的X芯体结构夹层板的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：首先，将退火处理后的金属板材采用穿孔剪进行剪切/扩展得到带有菱形状网孔的金属网板，或者通过冲孔机得到带有菱形状网孔的金属网板，其菱形状网孔的短节距为2-30mm，长节距为4-70mm，板厚为0.5-5mm，梗宽为0.4-8mm；然后，采用10-50吨平整机对金属板网进行平整，再采用5-200吨位的液压机和模具在金属板网的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；对X点阵结构的芯体和要复合的面板进行除锈除油，并烘干，采用钎焊、电阻焊或激光焊机将X点阵结构的芯体和面板焊接得到X芯体结构夹层板。
本发明的金属板材为金属板材为304不锈钢、316不锈钢、纯铝、6061铝合金、钛或钛合金。
由于本发明采用带有菱形结构的金属网板，通过冲压模具沿网子结点偏距压制成型，再通过钎焊、电阻焊或激光焊机将X点阵结构的芯体和面板焊接得到产品。与金字塔结构相比，由于二维结点的存在可以提高芯体的力学性能。与金字塔结构比较，在相同芯体密度和原材料性能情况下，具有更加优良的力学性能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的夹层材料压缩实验曲线图，其中横坐标为名义应变，纵坐标为名义压缩应力；
图3是本发明的夹层材料剪切实验曲线图，其中横坐标为名义应变，纵坐标为名义剪切应变力。
具体实施方式
下面结合附图及实施实例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：首先将900-1050℃退火304不锈钢板采用穿孔剪进行剪切/扩展得到带有菱形状网孔的钢板网，其菱形状网孔的短节距为20mm，长节距为40mm，板厚为1mm，梗宽为1mm；然后采用10吨平整机对钢板网进行平整；再采用5吨位的液压机和模具在钢板网的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；将X点阵结构的芯体和要复合的面板采用金属清洗剂和40℃水按50：1比例配置的清洗液来除锈除油，再用烘箱50-100℃烘干；采用电阻焊机实现X点阵结构的芯体和面板焊接，从而得到如图1所示的X芯体结构夹层板。
实施例2：首先将900-1050℃退火304不锈钢板采用冲孔机得到带有菱形状网孔的不锈钢板，其菱形状网孔的短节距为8mm，长节距为15mm，板厚为1.5mm，梗宽为1.0mm；然后采用50吨平整机对钢板网进行平整；再采用200吨位的液压机和模具在钢板网的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；将X点阵结构的芯体和要复合的面板采用金属清洗剂和40℃水按50：1比例配置的清洗液来除锈除油，再用烘箱50-100℃烘干；采用高温钎焊炉550-630℃实现X点阵结构的芯体和面板焊接，从而得到如图1所示的X芯体结构夹层板。
实施例3：首先将200-300℃退火纯铝板采用穿孔剪进行剪切/扩展得到带有菱形状网孔的纯铝网板，其菱形状网孔的短节距为15mm，长节距为30mm，板厚为1.2mm，梗宽为4mm；然后采用40吨平整机对纯铝网板进行平整；再采用160吨位的液压机和模具在纯铝网板的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；将X点阵结构的芯体和要复合的面板采用金属清洗剂和40℃水按50：1比例配置的清洗液来除锈除油，再用烘箱50-100℃烘干；采用电阻焊机实现X点阵结构的芯体和面板焊接，从而得到如图1所示的X芯体结构夹层板。
实施例4：首先将200-300℃退火1050铝合金板采用冲孔机得到带有菱形状网孔的铝合金网板，其菱形状网孔的短节距为30mm，长节距为70mm，板厚为0.8mm，梗宽为8mm；然后采用20吨平整机对铝合金网板进行平整；再采用70吨位的液压机和模具在铝合金网板的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；将X点阵结构的芯体和要复合的面板采用金属清洗剂和40℃水按50：1比例配置的清洗液来除锈除油，再用烘箱50-100℃烘干；采用激光焊机实现X点阵结构的芯体和面板焊接，从而得到如图1所示的X芯体结构夹层板。
实施例5：首先将900-1100℃退火钛板采用穿孔剪进行剪切/扩展得到带有菱形状网孔的钛网板，其菱形状网孔的短节距为25mm，长节距为60mm，板厚为1.3mm，梗宽为6mm；然后采用30吨平整机对钛网板进行平整；再采用100吨位的液压机和模具在钛网板的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；将X点阵结构的芯体和要复合的面板采用金属清洗剂和40℃水按50：1比例配置的清洗液来除锈除油，再用烘箱50-100℃烘干；采用电阻焊机实现X点阵结构的芯体和面板焊接，从而得到如图1所示的X芯体结构夹层板。
实施例6：首先将900-1100℃退火钛合金板采用冲孔机得到带有菱形状网孔的钛合金网板，其菱形状网孔的短节距为2mm，长节距为4mm，板厚为0.5mm，梗宽为0.4mm；然后采用10吨平整机对钛合金网板进行平整；再采用50吨位的液压机和模具在钛合金网板的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；将X点阵结构的芯体和要复合的面板采用金属清洗剂和40℃水按50：1比例配置的清洗液来除锈除油，再用烘箱50-100℃烘干；采用高温钎焊炉550-630℃实现X点阵结构的芯体和面板焊接，从而得到如图1所示的X芯体结构夹层板。
本发明制备的X芯体结构夹层板，应用于城轨、地铁、高速列车的地板、天花、车厢厢体应用具有广泛应用前景，除了列车上的应用外，还可应用于建筑内外墙装饰，汽车厢体，船舶隔板，大型游艇艇身，地铁站台屏蔽门，电梯等，它可以有效减轻结构重量，改善隔热、磁屏蔽性能，节约能源等领域。
图2的曲线是两种结构的304不锈钢点阵材料压缩过程的应力-应变曲线，图3的曲线是两种结构的304不锈钢点阵材料剪切过程的应力-应变曲线，本实验材料芯体相对密度1.7％，其压缩和剪切强度x-core结构均比金字塔结构高出约40％，有限元模拟进一步表明在相同芯体密度下，x-core结构比金字塔结构具有更高的力学性能优势。

Claims (2)

1、一种X芯体结构夹层板的制备方法，其特征在于：
1)首先，将退火处理后的金属板材采用穿孔剪进行剪切/扩展得到带有菱形状网孔的金属网板，或者通过冲孔机得到带有菱形状网孔的金属网板，其菱形状网孔的短节距为2-30mm，长节距为4-70mm，板厚为0.5-5mm，梗宽为0.4-8mm；
2)然后，采用10-50吨平整机对金属板网进行平整，再采用5-200吨位的液压机和模具在金属板网的菱形孔偏距结点的位置冲压获得X点阵结构的芯体；
3)对X点阵结构的芯体和要复合的面板进行除锈除油，并烘干，采用钎焊、电阻焊或激光焊机将X点阵结构的芯体和面板焊接得到X芯体结构夹层板。
2、根据权利1的要求所述的X芯体结构夹层板的制备方法，其特征在于：所说的金属板材为金属板材为304不锈钢、316不锈钢、纯铝、6061铝合金、钛或钛合金。
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