CN113844123A - 一种高温蜂窝夹芯板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温蜂窝夹芯板及其制造方法，该高温蜂窝夹芯板由三部分组成：夹板层、铁基合金蜂窝芯层和铝粘结层，高温蜂窝夹芯板制造方法的主要步骤包括：对铁基合金带材压制成型为瓦楞状基材，对瓦棱状基材进行叠加放置和焊接形成蜂窝芯层，对蜂窝芯层进行镀铝膜处理，对依次叠放的夹板层、铝箔、铁基合金蜂窝芯层、铝箔和夹板层使用热模压工艺生产出高温蜂窝夹芯板。本发明显著提高了粘结层的抗高温能力和粘结强度，采用具有较高耐热温度的铁基合金带材通过压制和焊接工艺制造蜂窝芯层，并对蜂窝芯层进行镀铝处理以进一步提高其抗高温氧化能力和增强蜂窝芯层与夹板层之间的结合力，显著提高了蜂窝芯层的抗高温能力和延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高温蜂窝夹芯板及其制造方法。
技术背景
蜂窝夹芯板具有质量轻、强度高、隔热隔音性能优异和生成成本低等特点，已在上到飞机机身下到纸箱箱体等方面实现了大量应用。蜂窝夹芯板主要由三部分组成：夹板层、蜂窝芯层和粘结层。其中夹板层可以是钢、铝、塑料和纸张等各种各样的材料，蜂窝芯层的材质一般为铝箔、高分子或纸张，而粘结层则通常为有机物。作为粘结用的有机物一方面自身力学强度较弱，另一方面往往在加热到200度以下的某一温度时开始软化，这导致常规的蜂窝夹芯板只能在常温下或略高于常温下使用，这在一定程度上限制了其在更多场景上的应用。
为了拓展蜂窝夹芯板在较高温度下的应用，本发明提出使用纯铝或铝合金作为粘结层，这是因为纯铝或铝合金具有相对较高的软化温度和力学强度。同时，本发明使用耐热温度较高的铁基合金来制作蜂窝芯层，为了提高蜂窝芯层与夹板层的粘结强度以及提高芯层的高温抗氧化性，本发明对芯层进行镀铝处理。
发明内容
本发明目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供了一种高温蜂窝夹芯板及其制造方法，以解决传统蜂窝夹芯板中有机物粘结层抗高温能力弱和力学强度低等问题，以及增强蜂窝芯层与夹板层之间的结合力，并且显著提高了蜂窝芯层的抗高温能力，延长蜂窝夹芯板的使用寿命。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高温蜂窝夹芯板，所述夹芯板包括第一夹板101、第二夹板102、蜂窝芯层3、第一粘结层201和第二粘结层202，所述蜂窝芯层3设置于第一夹板101和第二夹板102之间，所述蜂窝芯层3一侧设置有第一粘结层201，所述蜂窝芯层3通过第一粘结层201与第一夹板101固定连接，所述蜂窝芯层3的另一侧设置有第二粘结层202，所述蜂窝芯层3通过第二粘结层202与第二夹板102固定连接。
进一步地，本发明所述第一夹板101和第二夹板102的材质均为不锈钢或表面附着有高温保护层的铁基合金。
进一步地，本发明所述蜂窝芯层3的材质为镀有铝膜的铁基合金。
进一步地，本发明所述蜂窝芯层3的制造方法包括：
步骤1：将厚度1-50微米的铁基合金带材沿长度方向辊压或冲压制成瓦楞状基材；
步骤2：将多片瓦楞状基材依次叠加放置，每叠加一层后采用超声焊接、激光焊接或冷焊技术中的一种将相邻两片基材固定连接以形成蜂窝状网格；
步骤3：对蜂窝芯层进行充分清洗和干燥；
步骤4：采用热浸镀铝工艺对蜂窝芯层进行镀铝。
进一步地，本发明所述第一粘结层201和第二粘结层202材质为纯铝或铝合金，厚度1-100微米。
进一步地，本发明所述蜂窝夹芯板的制备步骤是：依次在模具上铺第一夹板101、单层或多层叠放的铝箔201、蜂窝芯层3、单层或多层叠放的铝箔202、第二夹板102，铺装完成后进行热模压成型，成型完成后即得到高温蜂窝夹芯板。
本发明高温蜂窝夹芯板制备方法的热模压成型工艺分为四个阶段：第一段是从室温升至90～99℃，保温10～30min，单位面压保持为0.1～0.2MPa；第二段是从室温升至550～650℃，保温10～30min，单位面压保持为0.1～0.2MPa；第三段是继续升温至650～750℃，保温1.0～2.0h，单位压力保持为0.1～1.0MPa；第四段是从650～750℃降温至30～60℃，最后泄压至大气压。
有益效果：
1、本发明采用软化温度较高的纯铝或铝合金替代传统方法中使用软化温度较低的有机物制作粘结层，并且显著提高了粘结层的抗高温能力和力学强度。
2、本发明采用具有较高耐热温度的铁基合金带材通过压制和焊接工艺制造蜂窝芯层，并对蜂窝芯层进行镀铝处理以进一步提高其抗高温氧化能力和增强蜂窝芯层与夹板层之间的结合力，并且显著提高了蜂窝芯层的抗高温能力和延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明高温蜂窝夹芯板的结构示意图。
标记说明：101-第一夹板；102-第二夹板；201-第一粘结层；202-第二粘结层；3-蜂窝芯层。
图2为本发明采用铁基合金带材经压制成型为瓦棱状基材的结构示意图。
图3为本发明将瓦棱状基材叠加成蜂窝状网格的结构示意图。
图4为本发明对相邻两片瓦楞状基材进行焊接的截面示意图。
标记说明：301-瓦楞状基材；302-焊接点。
图5为本发明高温蜂窝夹芯板的制造流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明创造作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明夹芯板包括第一夹板101、第二夹板102、蜂窝芯层3、第一粘结层201和第二粘结层202，所述蜂窝芯层3设置于第一夹板101和第二夹板102之间，所述蜂窝芯层3一侧设置有第一粘结层201，所述蜂窝芯层3通过第一粘结层201与第一夹板101固定连接，所述蜂窝芯层3的另一侧设置有第二粘结层202，所述蜂窝芯层3通过第二粘结层202与第二夹板102固定连接。
本发明所述第一夹板101和第二夹板102的材质均为不锈钢或表面附着有高温保护层的铁基合金，所述第一夹板101和第二夹板102厚度均为0.1毫米至20毫米。
本发明所述蜂窝芯层3的材质为镀有铝膜的铁基合金。
本发明所述蜂窝芯层3的制备步骤按图5所示进行，包括：
步骤1：将厚度1-50微米的铁基合金带材沿长度方向辊压或冲压制成如图2所示的瓦楞状基材；
步骤2：将多片瓦楞状基材依次按图3所示的方式叠加放置，每叠加一层后采用超声焊接、激光焊接或冷焊技术中的一种将相邻两片基材按图4所示的方式固定连接以形成蜂窝状网格；
步骤3：对蜂窝芯层进行充分清洗和干燥；
步骤4：采用热浸镀铝工艺对蜂窝芯层进行镀铝。
本发明所述蜂窝芯层上铝膜的厚度通过调节热熔铝液粘度和镀铝次数进行控制，铝膜的厚度在1-100微米之间。
本发明所述第一粘结层201和第二粘结层202材质为纯铝或铝合金，厚度1-100微米。
本发明所述蜂窝夹芯板的制造步骤如下：依次在模具上铺第一夹板101、单层或多层叠放的铝箔201、蜂窝芯层3、单层或多层叠放的铝箔202、第二夹板102，铺装完成后进行热模压成型，成型完成后即得到高温蜂窝夹芯板。
本发明高温蜂窝夹芯板制备方法的热模压成型工艺分为四个阶段：第一段是从室温升至90～99℃，保温10～30min，单位面压保持为0.1～0.2MPa；第二段是从室温升至550～650℃，保温10～30min，单位面压保持为0.1～0.2MPa；第三段是继续升温至650～750℃，保温1.0～2.0h，单位压力保持为0.1～1.0MPa；第四段是从650～750℃降温至30～60℃，最后泄压至大气压。
为了便于理解本发明，本发明将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种高温蜂窝夹芯板，其特征在于：所述夹芯板包括第一夹板(101)、第二夹板(102)、蜂窝芯层(3)、第一粘结层(201)和第二粘结层(202)，所述蜂窝芯层(3)设置于第一夹板(101)和第二夹板(102)之间，所述蜂窝芯层(3)一侧设置有第一粘结层(201)，所述蜂窝芯层(3)通过第一粘结层(201)与第一夹板(101)固定连接，所述蜂窝芯层(3)的另一侧设置有第二粘结层(202)，所述蜂窝芯层(3)通过第二粘结层(202)与第二夹板(102)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温蜂窝夹芯板，其特征在于：所述第一夹板(101)和第二夹板(102)的材质均为不锈钢或表面附着有高温保护层的铁基合金。
3.根据权利要求1所述的一种高温蜂窝夹芯板，其特征在于：所述蜂窝芯层(3)的材质为镀有铝膜的铁基合金。
4.根据权利要求1所述的一种高温蜂窝夹芯板，其特征在于：蜂窝芯层(3)的制造方法包括：
步骤1：将厚度1-50微米的铁基合金带材沿长度方向辊压或冲压制成瓦楞状基材；
步骤2：将多片瓦楞状基材依次叠加放置，每叠加一层后采用超声焊接、激光焊接或冷焊技术中的一种将相邻两片基材固定连接以形成蜂窝状网格；
步骤3：对蜂窝芯层进行充分清洗和干燥；
步骤4：采用热浸镀铝工艺对蜂窝芯层进行镀铝。
5.根据权利要求1所述的一种高温蜂窝夹芯板，其特征在于：第一粘结层(201)和第二粘结层(202)材质为纯铝或铝合金，厚度1-100微米。
6.根据权利要求1所述的一种高温蜂窝夹芯板，其特征在于：按照蜂窝夹芯板的层状结构顺序，依次在模具上铺第一夹板(101)、铝箔(201)、蜂窝芯层(3)、铝箔(202)、第二夹板(102)，铺装完成后进行热模压成型，成型完成后即得到高温蜂窝夹芯板。
7.一种高温蜂窝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述方法的热模压成型工艺分为四个阶段：第一段是从室温升至90～99℃，保温10～30min，单位面压保持为0.1～0.2MPa；第二段是从室温升至550～650℃，保温10～30min，单位面压保持为0.1～0.2MPa；第三段是继续升温至650～750℃，保温1.0～2.0h，单位压力保持为0.1～1.0MPa；第四段是从650～750℃降温至30～60℃，最后泄压至大气压。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211228 |
|
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