[發(fā)明專利]一種用于航空、航天飛行器隔離層中的金屬蜂窩材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310450592.2
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103612433A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 段綿俊;魏玲;高福銀;陳俊
• 申請（專利權）人: 魏玲
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B3/12;B23K20/08;B23K20/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于航空、航天飛行器隔離層中的金屬蜂窩材料及其制備方法，屬于航空航天高性能復合材料領域。?

背景技術

金屬蜂窩是金屬骨架和蜂窩孔(形狀與蜜蜂的巢穴極其相似)相間的一種新型功能復合材料。因其內(nèi)部結構含有許多蜂窩狀直通孔而得名。這種材料具有獨特的性能：優(yōu)良的抗沖擊能力、耐熱防腐、導電、導熱、隔熱、隔音、蓄能、吸能減震、電磁屏蔽等。在最近幾年，金屬蜂窩得到多方面的研究、開發(fā)與應用。應用已涉及到航空航天、交通運輸、軍工、電子、環(huán)保、能源、機械、化工、建筑等。特別在航空航天方面，因金屬蜂窩能很好的減輕結構重量，得到了廣泛的應用。目前，金屬蜂窩已經(jīng)應用于飛機整流罩、阻流板、副翼、方向舵、側壁、車門等承受載荷不大，但是剛性要求高、重量輕的次要結構部件。更可望在電子設備減震墊、宇宙飛船起落架、減震元件和精密儀器的保護、機內(nèi)裝飾等方面有更廣泛、更優(yōu)良的應用。金屬蜂窩的開發(fā)與應用已初步形成一種高新技術產(chǎn)業(yè)。?

現(xiàn)有制造金屬蜂窩的方法是釬焊和膠粘，但是這些方法都存在如下問題：(1)結合強度不高。由于膠粘和釬焊的結合強度不高，金屬蜂窩內(nèi)部金屬片易出現(xiàn)開裂脫開。(2)使用溫度不高。使用膠粘和釬焊連接的金屬蜂窩，因為粘膠和釬焊劑的耐用溫度不高，限制了金屬蜂窩的使用溫度，例如膠粘金屬蜂窩耐用溫度一般不超過200℃，而釬焊金屬蜂窩耐用溫度一般不超過500℃。(3)夾雜其它成分。在生產(chǎn)過程中，由于使用粘膠和釬焊劑，帶入了其它金屬和非金屬成分，限制了金屬蜂窩的推廣和應用。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種用于航空、航天飛行器隔離層中的金屬蜂窩材料及其制備方法，其結合強度、耐用溫度比膠粘法和釬焊法都高，中間不夾雜任何其它元素成分，并且生產(chǎn)率高，便于大批量生產(chǎn)。?

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：?

(1)該金屬蜂窩材料包括上面板(1)、下面板(5)和金屬蜂窩夾層。其夾層材料為鋁合金或鈦合金等常見航空用輕型材料，其面板材料為鈦合金、鎳基合金或不銹鋼等耐熱航空材料。?

(2)用砂輪和拋光機將上面板(1)、下面板(5)和多張薄金屬板(3)的上、下表面拋光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。?

(3)將下面板(5)放置于平整的地基上，上放間隙柱(2)將多層薄金屬板(3)支撐起來，并在金屬板每隔一段距離交叉涂上一定寬度的防焊劑(4)，板上未涂防焊劑的寬度和涂防焊劑的寬度之比是2：1。在多層薄金屬板之間放置同樣的間隙柱(2)，將他們均勻的分隔，并疊放在一起，在金屬板上方放置上面板(1)，然后在上面板上布放炸藥(6)，插上雷管(7)，點燃雷管(7)，引爆炸藥(6)產(chǎn)生爆轟波，推動上面板撞擊多層薄金屬板(3)，使得各層金屬板依次相互碰撞并焊接起來，但是涂抹防焊劑的位置的金屬板并沒有焊接在一起。?

(4)為了消除爆炸焊接時爆轟波對金屬板沖擊留下的應力，根據(jù)面板和夾層材料的退火溫度優(yōu)選適當?shù)耐嘶饻囟龋瑢⒃撾p金屬板放入熱處理爐中進行退火。?

(5)將上、下面板分別夾持，并往垂直于疊放方向進行拉伸，使得中間未焊合部位被拉伸開，形成金屬蜂窩組織。?

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明最大的特點是采用“爆炸焊接”為多層金屬薄板之間一起金屬薄板與面板間的連接方法，解決了金屬蜂窩存在的層間結合強度低和存在釬焊料的問題，大大提高了金屬蜂窩的熱穩(wěn)定性和承載能力，且其制作過程高效，成本低廉。?

附圖說明

圖1是金屬蜂窩材料制備安裝示意圖。?

具體實施方式

實施例1：?

上、下面板采用鈦材，中間的多層金屬薄板采用LY12CZ航空鋁合金。?

其制備方法：?

(1)該金屬蜂窩材料包括上面板(1)、下面板(5)和金屬蜂窩夾層。其夾?層材料為鋁合金或鈦合金等常見航空用輕型材料，其面板材料為鈦合金、鎳基合金或不銹鋼等耐熱航空材料。?

(2)用砂輪和拋光機將上面板(1)、下面板(5)和多張薄金屬板(3)的上、下表面拋光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。?