[發明專利]一種低應力復合材料預埋金屬件產品的制備方法

有效

• 申請號: 202210402480.9
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114939938B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 鄒志偉;秦闖;曹延君;王宏禹;孟凡壹;遲賀;樂強;李志超;馮昌青
• 申請（專利權）人: 長春長光宇航復合材料有限公司
• 主分類號: B29B11/14
• 分類號: B29B11/14;B29C70/30;B29C70/54;B29C70/68
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 唐盼

本發明涉及一種低應力復合材料預埋金屬件產品的制備方法，包括步驟S1、對金屬預埋件進行初加工，所述金屬預埋件包括內部為空心結構的六面體主體，六面體主體的六個連接面根據實際需要選擇設置接口凸臺或減重孔，在金屬預埋件與復合材料接觸的六個連接面上均加工有凹槽，凹槽的內部為連通的結構，凹槽在靠近連接面邊緣的位置有一圈外擋邊，凹槽在靠近連接面上的接口凸臺或減重孔的位置有一圈內擋邊；步驟S2、對金屬預埋件進行噴砂處理；步驟S3、鋪覆過渡層；步驟S4、鋪放預浸料；步驟S5、合模；步驟S6、固化，固化制度為110℃/2h～130℃/4h。該方法解決具有預埋金屬件的復合材料制品內應力過大產生形變及界面間隙的問題，提高復合材料制件尺寸穩定性。

技術領域

本發明屬于復合材料產品加工領域，涉及到具有預埋金屬件的復合材料產品的制備，特別是一種低應力復合材料預埋金屬件產品的制備方法。

背景技術

復合材料產品大多利用金屬件作為加工、裝配接口。此類復合材料產品設計過程中，為保證產品結構緊湊，提高承載能力，減少裝配連接件，金屬件常設計成為預埋在復合材料內部結構，此種結構金屬件完全被復合材料包裹。然而，由于復合材料成型固化在較高溫度下進行，金屬件熱膨脹系數高于復合材料，固化完成降到室溫后金屬件形變量大于復合材料，在復合材料與金屬件界面存在應力，如果達到極限應力，金屬件與復合材料會產生微觀間隙或造成金屬件變形，影響二次加工精度與制品長期使用尺寸、形位公差的穩定性。

為解決金屬件與復合材料之間的應力問題，通常會在復合材料產品加工過程中在金屬件表面鋪覆膠膜，但此種方式膠膜作為工藝層，在復材成型過程受壓力較大，固化后流失較多，厚度不易控制，解決效果不穩定。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種低應力復合材料預埋金屬件產品的制備方法，該方法通過在金屬件與復合材料界面間鋪設過渡層，過渡層采用膠膜與短切纖維，金屬件表面加工凹槽控制過渡層厚度，利用過渡層在復材成型固化后降溫過程的塑性形變，消除金屬件與復合材料熱脹系數不匹配，固化后產生內應力的問題，解決具有預埋金屬件的復合材料制品內應力過大產生形變及界面間隙的問題，提高復合材料制件尺寸穩定性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種低應力復合材料預埋金屬件產品的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1、對金屬預埋件進行初加工

步驟S11、準備金屬預埋件，所述金屬預埋件包括內部為空心結構的六面體主體，所述六面體主體的六個連接面根據實際需要選擇設置接口凸臺或減重孔；

步驟S12、在金屬預埋件與復合材料接觸的六個連接面上均加工有凹槽，所述凹槽的內部為連通的結構，凹槽在靠近連接面邊緣的位置有一圈外擋邊，凹槽在靠近連接面上的接口凸臺或減重孔的位置有一圈內擋邊；

步驟S2、對金屬預埋件進行噴砂處理

步驟S3、鋪覆過渡層

在金屬預埋件的六個連接面的凹槽內鋪覆過渡層，所述過渡層從下至上依次為第一膠膜層、短切纖維層、第二膠膜層；鋪覆時，先在金屬預埋件的凹槽內鋪1層第一膠膜層，然后將玻璃纖維剪碎，鋪覆在第一膠膜層表面作為短切纖維層，然后再鋪1層第二膠膜層；

步驟S4、鋪放預浸料

金屬預埋件與模具一起鋪放預浸料；

步驟S5、合模

將鋪放完成的模具、金屬預埋件放入內模平板上，組合外模，放入固化爐中后進行升溫，當模具溫度達到70℃后，進一步對外模進行加壓，預壓過程注意控制合模間隙，避免冷合過程金屬預埋件受力過大；

步驟S6、固化

合模完成后，將模具整體放入固化爐中，固化制度為110℃/2h～130℃/4h，完成產品成型。