CN102691879B - 一种复合材料型材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料型材及其制造方法，其型材包括型材本体，所述型材本体内具有沿型材本体长度方向延伸的型芯孔，所述型芯孔内设置有型芯，所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起，所述型芯的机械强度大于所述型材本体的机械强度，所述型芯的密度大于所述型材本体的密度；其制造方法至少包括如下步骤：S1将型芯穿入到所述型材本体的型芯孔中；S2挤压所述型材本体，使所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起。本发明的复合材料型材，通过在低强度低密度轻质型材内复合强度材料，克服了现有轻质型材强度低和高强度材料密度大、结构笨重的缺点，具有总密度小重量轻、拉伸强度高的优势。

Description

一种复合材料型材及其制造方法

技术领域

本发明涉及型材，更具体地说，涉及一种复合材料型材及其制造方法。

背景技术

在建筑、工业等领域要大量用到各种材料、各种形式的型材，现有型材材料以钢制材料或铝合金材料、工程塑料等单一、均质材料为主，钢制材料型材的密度大，重量重，不易运输和安装，而且防锈性能差但成本低廉机械强度高；而铝合金材料、工程塑料等型材轻便好用防锈好，但强度低、成本高，在实际应用中各自都有优势和缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有材料的型材的上述缺陷，提供一种复合材料的型材及其制造方法，可以克服现有的钢制型材和铝合金、工程塑料等型材的缺点，发挥材料各自的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种复合材料型材，包括型材本体，所述型材本体内具有沿型材本体长度方向延伸的型芯孔，所述型芯孔内设置有型芯，所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起，所述型芯的机械强度大于所述型材本体的机械强度，所述型芯的密度大于所述型材本体的密度。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型芯孔为多个，每个所述型芯孔内设置有一根所述型芯。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型芯为线材。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型材本体以及所述型芯为金属或非金属材料。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型材本体由铝、铝合金、铜或铜合金制成，所述型芯由钢或铁质料制成。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型芯为型芯。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型芯为预应力型芯。

在本发明所述的复合材料型材中，所述型材本体由工程塑料制成，所述型芯由金属材料制成。

本发明还提供一种复合材料型材制造方法，所述复合材料型材包括型材本体，所述型材本体内具有沿型材本体长度方向延伸的型芯孔，所述型芯孔内设置有型芯，所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起，所述型芯的机械强度大于所述型材本体的机械强度，所述型芯的密度大于所述型材本体的密度；

所述复合材料型材制造方法至少包括如下步骤：

S1将型芯穿入到所述型材本体的型芯孔中；

S2挤压所述型材本体，使所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起。

在本发明所述的复合材料型材制造方法，所述步骤S2中，通过碾压、拉拔、热熔融、或热挤出的方式使所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起。

实施本发明的复合材料型材，具有以下有益效果：本发明的复合材料型材，通过在低强度低密度轻质型材内复合高强度材料，使两者紧密复合、共同受力、互相保护；克服了现有单一均质材料型材的缺点，结合了复合材料各自的优点；具有总密度小、整体重量轻、抗拉强度等机械性能好、总成本低、可以实现工厂成规模标准化加工、防锈性能好，结构形状多种多样，适用性、通用性强等显著特点，可以应用到现有型材应用的大多数地方。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的复合材料型材的第一实施例的示意图；

图2是本发明的复合材料型材的第二实施例的示意图；

图3是本发明的高复合材料型材的第二实施例的横截面示意图；

图4至图15为本发明的复合材料型材的第三至第十四实施例的横截面的示意图。

具体实施方式

本发明的复合材料型材采用复合结构，发挥各种材料自身的优点，又利用互补效应克服各种材料的缺点，复合材料型材包括型材本体，型材本体内具有沿型材本体长度方向延伸的型芯孔，型芯孔内设置有型芯，型材本体与型芯紧密复合在一起，型芯的机械强度大于型材本体的机械强度，型芯的密度大于型材本体的密度，这样形成的复合材料型材，克服了现有单一均质材料型材的缺点，结合了复合材料各自的优点；具有总密度小、整体重量轻、抗拉强度等机械性能好、总成本低、可以实现工厂成规模标准化加工、防锈性能好，结构形状多种多样，适用性、通用性强等显著特点，可以应用到现有型材应用的大多数地方。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1

如图1所述，为本发明的复合材料型材的第一实施例，本实施例的复合行型材包括型材本体1，型材本体1内具有沿型材本体1的长度方向延伸的型芯孔，型芯孔内设有型芯2，型材本体1和型芯2紧密复合在一起。在本实施例中，型材本体1的截面大致呈“工”形，型材本体1在“工”字形的竖直部和水平部的交接处各有一个型芯孔，每个型芯孔内设有一根型芯2。

实施例2

如图2所示，为本发明的复合材料型材的第二实施例，本实施例的复合材料型材包括由型材本体1，型材本体1内具有沿型材本体1延伸方向延伸的用于设置型芯2的型芯孔3，型芯2设置在型芯孔3内，型芯2与型材本体1紧密复合在一起，这是所说的紧密复合在一起是指，通过挤压型材本体1，使型材本体1紧紧的包覆在型芯2的外部，型芯2和型材本体1紧密结合，型芯2不能由型材本体1中脱出。

参看图3，本实施例中，型材本体1内复合有两根型芯2，型材本体1的横截面大致呈“8”字形，包括两个圆形部分、以及连接两个圆形部分的连接部分，每个圆形部分具有一个型芯孔，每个型芯孔内复合一根型芯2。

在本实施例中，进一步，为了方便复合材料型材之间的连接，型材本体1的两端开有方形缺口，型芯2的两端分别由型材本体1的两端伸出外露，外露在型材本体1缺口的型芯2形成型芯接头，通过与其他夹具的配合，可以方便的将型材连接起来。

实施例3

如图4所示，为本发明的复合材料型材的第三实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为“L形”，该型材本体1内复合有三根型芯2，如图所示，“L”形截面的的竖直部分的上端、水平部分的右端、以及所述竖直部分和水平部分的交接处分别设有型芯孔，每个型芯孔内复合有一根型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例4

如图5所示，为本发明的复合材料型材的第四实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为“工”形，该型材本体1内复合有两根型芯2，如图所示，“工”形的竖直部分与两个水平部分的交接处分别设有型芯孔，每个型芯孔内复合有一根型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例5

如图6所示，为本发明的复合材料型材的第五实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为“T”形，该型材本体1内复合有一根型芯2，如图所所示，“T”形的竖直部分和水平部分的交接处设有型芯孔，该型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例6

如图7所示，为本发明的复合材料型材的第六实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为圆形，圆形的中心设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例7

如图8所示，为本发明的复合材料型材的第七实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为环形，更具体的为方形环，方形环的四周设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例8

如图9所示，为本发明的复合材料型材的第八实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为矩形，更具体的为“一”字形，“一”字形的截面均布有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例9

如图10所示，为本发明的复合材料型材的第九实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面大致呈“C”形，“C”形截面上设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例10

如图11所示，为本发明的复合材料型材的第十实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为“H”形，“H”形的两竖直部上设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例11

如图12所示，为本发明的复合材料型材的第十一实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为环形，更具体的为圆环形，圆形截面沿周向均匀的设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例12

如图13所示，为本发明的复合材料型材的第十二实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面大致呈“干”形，“干”形的竖直部设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例13

如图14所示，为本发明的复合材料型材的第十三实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为带有开口的环形，更具体的为带有开口的方形环，方形环上设有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

实施例14

如图15所示，为本发明的复合材料型材的第十四实施例，在本实施例中，型材本体1的横截面为矩形，更具体的为方形，方形的截面上均布有型芯孔，型芯孔内复合有型芯2，本实施中的型材本体1和型芯2相复合的结构与第一实施例的结构相同，不在赘述。

以上为本发明的复合材料的几个实施例，需要理解的是，本发明的复合材料型材的型材本体的截面并不局限于上述几种，可以根据需要设计成各种形状，型材本体内的型芯的数目可以根据需要选择，并不局限于具体的数目。

在以上所述的复合材料型材的实施例中，型芯2的机械强度大于型材本体1的机械强度，型芯2的密度大于型材本体1的密度，机械强度主要是指抗拉、抗压等强度。型材本体1和型芯2的材料可以是金属或非金属材料，例如型材本体可以是铝、铝合金、铜、铜合金、工程塑料等等常用的型材材料，型芯可以材料铁、钢等一些金属或非金属材料等等。型芯可以选用线材，例如钢丝，预应力钢丝，或具有复杂截面形状的型材。

本发明的复合材料型材兼顾了型芯材料抗拉强度高和型材本体单位重量轻的优点。本发明的复合材料型材整体结构简单，易实现在工厂标准化工业化大规模加工生产；整体单位重量轻通用性强，安装方便，效率高，可实现安装施工材料零损耗，满足节能减排的环保要求。

以上介绍了本发明的复合材料型材的结构特点，下面介绍本发明的复合材料型材是如何制造的。

本发明的复合材料型材制造时，先根据需要，设计型材本体的截面形状，加工成符合要求的型材本体，形成型材本体，型材本体内设有沿型材本体延伸方向延伸的用于设置型芯的型芯孔，本发明的复合材料型材制造方法至少包括如下步骤：

S1将型芯穿入到型芯孔中；

S2挤压型材本体，使型芯与型材本体紧密复合在一起。

步骤S2中，挤压型材本体的方法是碾压或拉拔的方法，通过碾压、拉拔、热熔融、或热挤出的方式使所述型芯与所述型材本体紧密复合在一起。

对于截面形状简单的型材，可以采用碾压的方式来挤压型材本体，使型材本体紧紧包覆在型芯的外部，对于截面形状复杂的型材，可以将置入型芯的型材本体放入到模具中，通过拉拔的方式，使型材本体与型芯复合在一起。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种复合材料型材，其特征在于，包括型材本体，所述型材本体内具有沿型材本体长度方向延伸的型芯孔，所述型芯孔内设置有型芯，所述型材本体与所述型芯通过挤压紧密复合在一起，所述型芯的机械强度大于所述型材本体的机械强度，所述型芯的密度大于所述型材本体的密度；

所述型芯孔为多个，每个所述型芯孔内设置有一根所述型芯；

所述型材本体的横截面呈工字形、L形、T形、方形环、C形、H形、干字形或带开口的方形环，所述型材本体的竖直部分和水平部分的交接处设有所述型芯孔。

2.根据权利要求1所述的复合材料型材，其特征在于，所述型芯为线材。

3.根据权利要求2所述的复合材料型材，其特征在于，所述型材本体以及所述型芯为金属或非金属材料。

4.根据权利要求3所述的复合材料型材，其特征在于，所述型材本体由铝、铝合金、铜或铜合金制成，所述型芯由钢或铁质料制成。

5.根据权利要求4所述的复合材料型材，其特征在于，所述型芯为钢丝。

6.根据权利要求5所述的复合材料型材，其特征在于，所述型芯为预应力型芯。

7.根据权利要求3所述的复合材料型材，其特征在于，所述型材本体由工程塑料制成，所述型芯由金属材料制成。

8.一种复合材料型材制造方法，其特征在于，所述复合材料型材包括型材本体，所述型材本体内具有沿型材本体长度方向延伸的型芯孔，所述型芯孔内设置有型芯，所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起，所述型芯的机械强度大于所述型材本体的机械强度，所述型芯的密度大于所述型材本体的密度；并且所述型芯孔为多个，每个所述型芯孔内设置有一根所述型芯；所述型材本体的横截面呈工字形、L形、T形、方形环、C形、H形、干字形或带开口的方形环，所述型材本体的竖直部分和水平部分的交接处设有所述型芯孔；

所述复合材料型材制造方法至少包括如下步骤:Sl将型芯穿入到所述型材本体的型芯孔中；S2挤压所述型材本体，使所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起。

9.根据权利要求8所述的复合材料型材制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过碾压、拉拔、热熔融、或热挤出的方式使所述型材本体与所述型芯紧密复合在一起。