一种金属复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属复合材料领域，公开了一种金属复合板材及其制备方法，该金属复合板材由两片金属板夹持结合泡沫金属纤维层而成，其中，所述泡沫金属纤维层由泡沫金属、纤维以及填料形成，所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面，且所述泡沫金属的至少部分孔隙被填料填充。本发明专利技术提供的金属复合板材，上下金属板与中间层的层间结合力较高。

Metal composite plate and preparation method thereof

The invention relates to the field of metal composite material and discloses a metal composite plate and preparation method thereof, the metal composite plate is composed of two pieces of metal plate clamping with foam metal fiber layer and, among them, the foam metal fiber layer formed by metal foam, fiber and filler, two end surface of the fiber is inserted in the the foam metal, at least part of the pore and the metal foam is filled with filler. The metal composite plate provided by the invention has a high bonding force between the upper and lower metal plates and the interlayer.

【技术实现步骤摘要】
一种金属复合板材及其制备方法
本专利技术涉及一种金属复合板材及其制备方法。
技术介绍
目前，金属复合板材通常是将金属板、预浸纤维布和金属板进行叠合，然后进行热压而形成。但是，通过上述方法得到的金属复合板材，其上下金属板与中间层的层间结合力还有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种上下金属板与中间层的层间结合力较高的金属复合板材及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种金属复合板材，其中，该金属复合板材由两片金属板夹持结合泡沫金属纤维层而成，其中，所述泡沫金属纤维层由泡沫金属、纤维以及填料形成，所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面，且所述泡沫金属的至少部分孔隙被填料填充。本专利技术还提供上述金属复合板材的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：1)使所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面；2)在所述泡沫金属的至少部分孔隙填充所述填料，得到泡沫金属纤维层；3)使上下金属板和所述泡沫金属纤维层通过振动摩擦焊的扣合，成为一体。通过上述技术方案，使用泡沫金属纤维层代替树脂预浸纤维布层，同时将其间的空洞进行填塞，泡沫金属及填料起到抗压作用和增强层间结合力作用，泡沫金属及填料在一定程度上保护了纤维层在压合的情况下出现的断裂现象，进而通过振动摩擦焊增强了金属板之间的结合强度，冲击时不易出现层间的滑动，从而加强了金属复合板材整体的力学性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种金属复合板材，其中，该金属复合板材由两片金属板夹持结合泡沫金属纤维层而成，其中，所述泡沫金属纤维层由泡沫金属、纤维以及填料形成，所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面，且所述泡沫金属的至少部分孔隙被填料填充。在本专利技术中，所述纤维可以在同一平面上对所述泡沫金属进行穿插，也可以在不同的平面上对所述泡沫金属进行穿插。在本专利技术中所述纤维可以为一条，也可以为多条，优选为多条。更优选地，同一平面的多条纤维不相交；进一步优选地，多条纤维大致平行。在此，所述“多条纤维大致平行”是指多条纤维均以大致相同的方向进行穿插，且多条纤维均不相交。在本专利技术中，在同一平面，相邻两条纤维之间的间距可以根据泡沫金属孔径与孔隙率来适当地进行选择，优选地，在同一平面，相邻两条纤维之间的间距为0.1-2.5mm，更优选为1-2.5mm。根据本专利技术，优选地，所述纤维穿插于所述泡沫金属长度方向上的两个端面，或者所述纤维穿插于所述泡沫金属宽度方向上的两个端面，或者所述纤维穿插于所述泡沫金属厚度方向上的两个端面。进一步优选地，所述纤维位于同一平面上，且位于同一平面上的纤维大致平行；更进一步优选地，所述纤维位于同一平面上，且位于同一平面上的纤维大致平行，在同一平面，相邻两条纤维之间的间距为0.1-2.5mm。特别优选地，所述纤维位于多个平面上，多个平面上的纤维大致平行，且位于同一平面上的相邻的两条纤维之间的间距为0.1-2.5mm，相邻两层平面之间的垂直间距为0.1-0.9mm(优选为0.4-0.8mm，更优选为0.6-0.7mm)。根据本专利技术，所述纤维优选为玻璃纤维和/或碳纤维。另外，在本专利技术中，所述纤维通常是以一束纤维的形式使用，纤维束的直径根据所述泡沫金属的孔径来选择，只要能够穿插所述泡沫金属即可(通常为小于所述泡沫金属的孔径即可，优选小于所述泡沫金属的孔径的2倍以上)。例如，在所述泡沫金属的孔径为0.5-5mm时，所述纤维束的直径可以为0.05-0.1mm。根据本专利技术，所述泡沫金属可以为本领域常规使用的各种泡沫金属。优选地，所述泡沫金属的材质为铝合金、钛合金、镁合金、合金钢或铜合金。作为上述泡沫金属的孔隙率优选为80-98％，更优选为90-98％。所述泡沫金属的孔径为0.5-5mm；优选为0.5-2.5mm。在本专利技术中，泡沫金属的孔隙率是指泡沫金属中所有孔隙的体积与泡沫金属总体积之比。根据本专利技术，所述泡沫金属纤维层(也即泡沫金属的厚度)的厚度没有特别的限定，例如可以为0.8-50mm，优选为0.8-30mm，更优选为0.8-10mm，进一步优选为0.8-5mm。根据本专利技术，优选地，所述填料为树脂、无机填料或两者的组合。作为所述树脂可以为热塑性树脂和热固性树脂中的一种或多种。优选地，所述热塑性树脂例如可以为聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、环氧树脂和酚醛树脂中的一种或多种。另外，作为上述无机填料为陶瓷粉末、金属颗粒、石英砂、玻璃粉末和玻璃纤维中的一种或多种。在本专利技术中，在所述填料为粉末状或颗粒状时，其平均粒度优选为10-1000μm，更优选为10-500μm，进一步优选为10-100μm。在所述填料为棒状(例如为玻璃纤维)时，其直径可以为1-300μm，优选为3-80μm；其长度可以为100-1000μm，优选为100-300μm。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述填料为玻璃纤维和聚苯硫醚，所述玻璃纤维的含量为15-35重量％，优选为28-32重量％。为该填料时，可以通过模内镶嵌注塑工艺将填料填充到所述泡沫金属中。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，通过将所述填料灌入所述泡沫金属中后，进行抽真空干燥得到所述泡沫金属纤维层。所述填料例如可以为玻璃纤维和环氧树脂，所述玻璃纤维的含量为15-35重量％，优选为28-32重量％。为该填料时，可以将泡沫金属置于器皿中，使用混合有玻璃纤维的液态环氧树脂灌入泡沫金属中，将器皿放置真空干燥箱内，抽真空，然后待其气泡消散后，在15-40℃的条件下进行固化2-6h，得到泡沫金属纤维层。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述填料为陶瓷粉末。为该填料时，可以通过冷压工艺将填料填充到所述泡沫金属中。另外，为了进一步提高得到的金属复合板材的强度，优选所述泡沫金属的孔隙的至少90％以上被填料填充；更优选所述泡沫金属的孔隙被填料填充满。根据本专利技术，所述金属板的材质为铝合金、镁合金、钛合金、铜或合金钢。优选地，所述金属板的材质为铝合金或镁合金。所述金属板的厚度可以为0.15-5mm，优选为0.2-2mm。根据本专利技术，优选地，上下金属板和所述泡沫金属纤维层通过振动摩擦焊的扣合，成为一体。在本专利技术中，上下金属板和所述泡沫金属纤维层通过振动摩擦焊的扣合，成为一体，具有显著加强层间结合力的效果。本专利技术还提供上述金属复合板材的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：1)使所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面；2)在所述泡沫金属的至少部分孔隙填充所述填料；3)使上下金属板和所述泡沫金属纤维层通过振动摩擦焊的扣合，成为一体。本专利技术的方法用于制备上述的上述金属复合板材，所述金属板、纤维、填料以及泡沫金属与上述相同。另外，所述纤维的穿插方向等也与上述相同。根据本专利技术，优选地，步骤2)，在所述泡沫金属的90％以上的孔隙填充所述填料，更优选地，在所述泡沫金属的孔隙填充满所述填料。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述填料为玻璃纤维和聚苯硫醚，所述玻璃纤维的含量为15-35重量％，优选为28-32重量％。为该填料时，可以通过模内镶嵌注塑工艺将填料填充到所述泡沫金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属复合板材，其特征在于，该金属复合板材由两片金属板夹持结合泡沫金属纤维层而成，其中，所述泡沫金属纤维层由泡沫金属、纤维以及填料形成，所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面，且所述泡沫金属的至少部分孔隙被填料填充。

【技术特征摘要】
1.一种金属复合板材，其特征在于，该金属复合板材由两片金属板夹持结合泡沫金属纤维层而成，其中，所述泡沫金属纤维层由泡沫金属、纤维以及填料形成，所述纤维穿插于所述泡沫金属的两个端面，且所述泡沫金属的至少部分孔隙被填料填充。2.根据权利要求1所述的金属复合板材，其中，所述纤维为多条；优选地，同一平面的多条纤维不相交；更优选地，多条纤维大致平行；进一步优选地，同一平面相邻的纤维的间距为0.1-2.5mm。3.根据权利要求1所述的金属复合板材，其中，所述纤维穿插于所述泡沫金属长度方向上的两个端面，或者所述纤维穿插于所述泡沫金属宽度方向上的两个端面，或者所述纤维穿插于所述泡沫金属厚度方向上的两个端面。4.根据权利要求3所述的金属复合板材，其中，所述纤维位于同一平面上，且位于同一平面上的纤维大致平行。5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的金属复合板材，其中，所述纤维为玻璃纤维和/或碳纤维。6.根据权利要求1-4中的任意一项所述的金属复合板材，其中，所述泡沫金属的材质为铝合金、钛合金、镁合金、合金钢或铜合金；优选地，所述泡沫金属的孔隙率为80-98％；更优选地，所述泡沫金属的孔径为0.5-5mm。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏仕进，王磊，赵丽红，罗文海，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44