CN104155237A - 一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，包括以下步骤：先将轧制后的铝钢复合样品切割成圆片样品，选取或制备两根直径与圆片样品的直径相同的金属棒，对圆片样品及金属棒的待粘贴表面进行清洗，然后对待粘贴表面进行打磨，再使用环氧树脂AB胶把圆片样品的铝钢面分别与两根金属棒的一端面粘合，并在常温下放置24小时以上，从而制好试样，最后把该试样放在拉伸机上做剥离试验，并计算出铝钢复合材料的界面结合强度。本发明为超薄金属复合材料界面结合强度的定量测量提供了一种可行的方法，该方法中的制样简单方便，且利用该方法可以准确检测出铝钢复合材料的界面剥离牢度，量化表征钎焊用铝钢复合材料的界面结合强度。
Description
技术领域
本发明主要涉及金属复合材料界面结合强度的检测技术领域，尤其涉及铝钢复合材料界面结合强度的检测技术领域。
背景技术
复合材料的出现对现代科学技术的发展有着十分重要的意义，复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模已经成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。采用钎焊式铝钢复合材料制造的电站空冷系统经济社会效益显著，钎焊式铝钢复合材料是我国“十二五”重点发展的金属层状结构复合材料，国内对于这种材料的开发应用处于起步阶段。而在铝钢复合材料出厂前，需对铝钢复合材料的界面结合强度进行检测。
中华人民共和国国家标准GB/T6396-2008规定了复合钢板的拉伸、剪切、弯曲、结合度、冲击、粘结和硬度试验方法，其中，剪切试验是利用静压缩力或静拉伸力，通过相应的试验装置，使平行于试验力方向的基材与复材的结合面承受剪切力直至分离，以测定其抗剪强度；弯曲试验是以圆形、方形、矩形或多边形横截面试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度；粘结试验是采用静压力通过相应的粘结试验装置，使垂直于作用力方向的基材和复材在结合面上受一法向拉力，直至断裂，以测定其粘合强度。
现有技术中对铝钢复合材料的界面结合强度的检测一般是采用弯曲试验或粘结试验(即剥离试验)检测其结合效果，但弯曲试验只能定性检测铝钢复合材料的界面的结合强度，弯曲合格的铝钢复合材料在钎焊时仍可能出现铝钢界面分层的现象，因此弯曲试验效果并不理想。若采用剥离试验可以定量测量铝钢复合材料的界面结合强度，但现有剥离试验的进行需在试验试样上制作拉伸用的引头，但对于大压下率(一般冷轧复合压下率大于50％)的电站空冷用铝钢复合材料总厚度为1.5mm，铝层厚度较薄，一般小于0.15mm，因而无法制作出引头部分，导致无法进行剥离试验，即无法完成定量测量铝钢复合材料的界面结合强度。
发明内容
为克服上述现有技术中存有的缺陷，本发明的目的在于提供一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，该检测方法采用剥离试验定量测量出铝钢复合材料的界面结合强度，结果更精确。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，包括以下步骤：
A、在铝钢复合材料上切割出一圆片样品备用，制作或选取两根横截面直径与圆片样品的直径相同的金属棒待用，所述金属棒的长度至少大于50mm；
B、清洗圆片样品及金属棒的待粘贴表面，其中圆片样品两侧的圆形平面、每根金属棒的一圆形端面分别作为待粘贴表面；
C、研磨各待粘贴表面；
D、使用环氧树脂AB胶将两金属棒的待粘贴表面分别粘合在圆片样品相对的两个待粘贴表面上，并于常温下放置24小时以上，从而制好试样；
E、将试样放至拉伸机上做剥离试验；
F、获取试样剥离时的最大剥离力的数值F，根据F/πr2计算得到试样的剥离强度，从而获得铝钢复合材料的界面结合强度，其中r为圆片样品的半径。
本发明的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法是通过在铝钢复合材料的两侧通过环氧树脂AB胶分别粘合有一金属棒，由于环氧树脂AB胶水的粘合强度比铝钢复合材料的界面结合强度大，因而两金属棒可分别充当钢片和铝片的引头，进而解决了因铝钢复合材料中的铝片太薄而无法制作出引头部分的缺陷，以使得剥离实验得以完成。
作为本发明的一种优选方案，该方法还包括步骤G，在铝钢复合材料上同时切割3-5个圆片样品，重复步骤A-F，计算圆片样品剥离强度的平均值，该平均值即为铝钢复合材料的界面结合强度。
作为本发明的一种优选方案，在所述步骤A中，圆片样品的直径为20mm，金属棒为一长为80mm的铝棒。
作为本发明的一种优选方案，在所述步骤B中，先使用盐酸清洗圆片样品及金属棒的待粘贴表面，再使用脱脂剂擦拭圆片样品及金属棒的待粘贴表面，以清洗掉待粘贴表面的油污和氧化层。
作为本发明的一种优选方案，在所述步骤C中，采用500#砂纸对各待粘贴表面进行研磨。
作为本发明的一种优选方案，在所述步骤E中，拉伸机上的夹头移动速度为2mm/min。
本发明所带来的有益效果有：
本发明为超薄金属复合材料界面结合强度的定量测量提供了一种可行的方法，在该方法中制备试样简单方便，且利用该方法可以准确检测出铝钢复合材料的界面剥离牢度，量化表征钎焊用铝钢复合材料的界面结合强度。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明：
附图说明
图1为本发明实施例中铝钢复合材料与铝棒粘合前铝钢复合材料与铝棒的结构示意图；
图2为本发明实施例中铝钢复合材料与铝棒粘合后、剥离试样前的试样结构示意图；
图3为本发明实施例中剥离试样后的试样结构示意图。
具体实施方式
本发明的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法包括以下步骤：
A、准备圆片样品3及金属棒1、2，在铝钢复合材料上切割出圆片样品3，制作或选取两根横截面直径与圆片样品3相同的金属棒1、2，金属棒1、2的长度至少大于50mm。其中，圆片样品3的总厚度为1.5mm，铝板31的厚度小于0.15mm。优选地，圆片样品3的直径及金属棒1、2的横截面直径为20mm，金属棒1、2的长度为80mm，金属棒1、2一般使用铝棒；
B、清洗圆片样品3及金属棒1、2的待粘贴表面，以清洗掉待粘贴表面的油污和氧化层，圆片样品3两侧的圆形平面、每根金属棒1、2的一圆形端面均为待粘贴表面。优选地，通过以下手段清洗圆片样品3及金属棒1、2的待粘贴表面：先用盐酸清洗步骤A中圆片样品3及金属棒1、2上的各待粘贴表面，然后用脱脂剂依次擦拭圆片样品3及金属棒1、2的各待粘贴表面，其中，脱脂剂一般为丙酮和酒精；
C、研磨各待粘贴表面，由于步骤B清洗过的待粘贴表面会有残留物，因此须对待粘贴表面进行研磨，通常是在各待粘贴表面风干后，采用500#砂纸对待粘贴表面进行研磨；
D、配制胶水及制样，由于环氧树脂AB胶水适用于(如铁皮、镀锌板、铝箔、铜箔、铝板、冷板以及其他金属卷材)金属与金属之间的复合，且经环氧树脂AB胶粘合的制品间的剥离强度可以达到40Mpa，该经环氧树脂AB胶粘合的制品间的剥离强度比铝钢复合材料的界面结合强度大，又由于环氧树脂AB胶具有粘接性强，透明度高，耐老化性好、耐高温、耐溶剂性好，无毒无味等特点，因而本发明选取环氧树脂AB胶进行制样，按该胶水的使用说明，将环氧树脂AB胶按比例2：1将A胶和B胶均匀混合，然后将该配制好的环氧树脂AB胶涂覆于待粘贴表面上，两金属棒1、2的待粘贴表面分别粘合在圆片样品3相对的两个待粘贴表面上，并于常温25℃的环境下放置24小时以上，从而制好试样；
E、剥离试样，对步骤4)制好的试样进行剥离试验。拉伸机的夹头分别夹在两金属棒1、2上，微机控制拉伸机上的夹头分别向两侧移动，夹头移动速度为2mm/min，从而使用圆片样品3上的钢片32与铝片31分离，其中，拉伸机一般使用电子万能试验机；
F、获得试样在剥离时的最大剥离力的数值F，进而根据F/πr2计算得到试样的剥离强度，从而获得铝钢复合材料的界面结合强度，其中r为圆片样品3的半径。
在本实施例中，该方法还包括步骤G，在铝钢复合材料上同时切割3-5个圆片样品3，重复步骤A-F，计算圆片样品3剥离强度的平均值，该平均值即为铝钢复合材料的界面结合强度。
本发明为超薄金属复合材料界面结合强度的定量测量提供了一种可行的方法，该方法中的制样简单方便，且利用该方法可以准确检测出铝钢复合材料的界面剥离牢度，量化表征钎焊用铝钢复合材料的界面结合强度。
上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (6)
1.一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，其特征在于：该检测方法包括以下步骤：
A、在铝钢复合材料上切割出一圆片样品备用，制作或选取两根横截面直径与圆片样品的直径相同的金属棒待用，所述金属棒的长度至少大于50mm；
B、清洗圆片样品及金属棒的待粘贴表面，其中圆片样品两侧的圆形平面、每根金属棒的一圆形端面分别作为待粘贴表面；
C、研磨各待粘贴表面；
D、使用环氧树脂AB胶将两金属棒的待粘贴表面分别粘合在圆片样品相对的两个待粘贴表面上，并于常温下放置24小时以上，从而制好试样；
E、将试样放至拉伸机上做剥离试验；
F、获取试样剥离时的最大剥离力的数值F，根据F/πr2计算得到试样的剥离强度，从而获得铝钢复合材料的界面结合强度，其中r为圆片样品的半径。
2.根据权利要求1所述的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，其特征在于：该方法还包括步骤G，在铝钢复合材料上同时切割3-5个圆片样品，重复步骤A-F，计算圆片样品剥离强度的平均值，该平均值即为铝钢复合材料的界面结合强度。
3.根据权利要求1所述的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，其特征在于：在所述步骤A中，圆片样品的直径为20mm，金属棒为一长为80mm的铝棒。
4.根据权利要求1所述的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，其特征在于：在所述步骤B中，先使用盐酸清洗圆片样品及金属棒的待粘贴表面，再使用脱脂剂擦拭圆片样品及金属棒的待粘贴表面。
5.根据权利要求1所述的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，其特征在于：在所述步骤C中，采用500#砂纸对各待粘贴表面进行研磨。
6.根据权利要求1所述的一种铝钢复合材料界面结合强度的检测方法，其特征在于：在所述步骤E中，拉伸机上的夹头移动速度为2mm/min。
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