一种高强度轻质蜂窝芯复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及轻量化板材技术领域，具体涉及一种高强度轻质蜂窝芯复合板材及其制备方法，包括自下而上依次设置的铝板底层、石绵层、蜂窝芯、加强层、铝板面层和抗刮层，加强层内设有空腔，空腔内设有横截面呈六边蜂窝状的加强筋，加强筋的上端面与空腔的上腔壁抵接，加强筋的下端面与空腔的下腔壁抵接，加强层采用高强度铝合金板冲压而成。本发明专利技术的蜂窝芯复合板材结构简单、新颖，具有重量轻、强度大、刚度好、耐磨损和隔热阻燃性好的特点，同时，该蜂窝芯复合板材还具带有一定的金属美感，有较强的抗划伤能力，可以更好的满足人们的需求，延长了该蜂窝芯复合板材的使用寿命。该蜂窝芯复合板材的使用寿命。该蜂窝芯复合板材的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度轻质蜂窝芯复合板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及轻量化板材
，具体涉及一种高强度轻质蜂窝芯复合板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]在全球兴起节约资源、保护生态环境的呼声下，一种成本较低、节省木材的一种新型节能材料
‑‑
蜂窝板应运而生。蜂窝板是由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材。蜂窝板材料因具备多重物理特性，同时加工方便易成型，近年来大量运用于航天制造业、船上建筑、商用运输车和货柜车车体、公共汽车、火车、地铁及轨道交通车辆等领域。
[0003]但现有的蜂窝芯复合板存在以下问题：强度小，搬运安装或是在长期的使用过程中容易受到外界的碰撞和其他作用力，导致复合板材的弯折或是断裂；质量重，搬运安装或是在使用过程中质量过重导致其应用范围小；另外，目前的蜂窝芯复合板存在阻燃、隔音、隔热和耐磨性能较差的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，该蜂窝芯复合板材结构简单、新颖，具有重量轻、强度大、刚度好、耐磨损和隔热阻燃性好的特点，同时，该蜂窝芯复合板材还具带有一定的金属美感，有较强的抗划伤能力，可以更好的满足人们的需求，延长了该蜂窝芯复合板材的使用寿命。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种高强度轻质蜂窝芯复合板材的制备方法，该方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得的蜂窝芯复合板材具有重量轻、强度大、刚度好、耐磨损和隔热阻燃性好的特点，同时适用于大规模生产。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，包括蜂窝芯、设置于所述蜂窝芯上表面的加强层、设置于所述加强层上表面的铝板面层、设置于所述铝板面层上表面的抗刮层、设置于所述蜂窝芯下表面的石绵层，以及设置于所述石绵层下表面的铝板底层，所述加强层内设有空腔，所述空腔内设有横截面呈六边蜂窝状的加强筋，所述加强筋的上端面与所述空腔的上腔壁抵接，所述加强筋的下端面与所述空腔的下腔壁抵接，所述加强层采用高强度铝合金板冲压而成。
[0007]本专利技术中的蜂窝芯复合板材结构简单、新颖，通设置将加强层内设空腔的方式配合蜂窝芯显著减轻了蜂窝芯复合板材的重量，并利用在空腔内设置六边蜂窝状的加强筋保证了在减轻重量的情况下使加强层具有很好的强度和刚度；而石绵层的设置可以辅助提升该蜂窝芯复合板材的隔热阻燃性和强度；另外，抗刮层的设置可增加耐磨损性，同时，而铝板面层和铝板底层的设置还可使该蜂窝芯复合板材还具带有一定的金属美感，有较强的抗划伤能力，可以更好的满足人们的需求，延长了该蜂窝芯复合板材的使用寿命；冲压而成的铝制加强层7由于其独特的结构不但在同等体积的其他材料中质量最轻，而且刚度和整体
稳定性都非常好，还具有隔音隔热性能。
[0008]优选的，所述高强度铝合金板包括如下质量百分比的原料：Si0.15
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0.25％、Zn0.04
‑
0.08％、Cu2.0
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3.0％、Hg0.01
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0.05％、Sr0.003
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0.08％、Ti0.05
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0.1％、Mg0.6
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1.0％、Mn0.1
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0.3％、Ce0.05
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0.1％、Ni0.05
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0.1％、Er0.02
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0.05％、余量为Al及不可避免的杂质。
[0009]更优选的，所述高强度铝合金板包括如下质量百分比的原料：Si0.15
‑
0.25％、Zn0.04
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0.06％、Cu2.0
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3.0％、Hg0.01
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0.05％、Sr0.003
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0.08％、Ti0.05
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0.1％、Mg0.6
‑
1.0％、Mn0.1
‑
0.3％、Ce0.05
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0.1％、Ni0.05
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0.1％、Er0.02
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0.05％、余量为Al及不可避免的杂质。
[0010]本专利技术中的高强度铝合金板通过采用上述原料制得，使制得的高强度铝合金板具有优异的抗拉强度和屈服强度高，断裂伸长率大，硬度高，延展性好，性价比高，其中采用的Ti与Al可形成TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用，而且适量的Ti的加入可有效提高铝合金的强度、抗高温蠕变性和耐腐蚀性，但加入的Ti对铝合金的延展性有一定影响，因而加入适量的Cu可加强铝合金的延展性，进而形成强化相CuAl2固溶于铝合金中时，使铝合金板的强度和硬度均得到提高；Mg与Al可形成Al
‑
Mg相，可提升制得铝合金板的抗腐蚀性和强度，而Be可防止铝合金板的酸化、模具反作用，以及提高铝合金板的韧性；Zn与Hg形成强化HgZn2对合金产生明显强度作用；加入适量的Ce、Er和Sr，Ce的加入可以配合Ti使铝合金的晶粒更细小，可以有效提高铝合金的强度；Er的加入可以与Si形成稳定的金属间化合物，减少Si对铝合金强度的影响，在不明显降低合金导电性的同时提高了合金的强度；而适量Sr的加入在结晶学上Sr能改变金属间化合物相的行为，提高材料力学性能和塑性加工性能，便于热轧和冷轧，在含硅的合金材料中加入Sr0.003
‑
0.08％可使初晶减少至最低限度，力学性能也显著提升；另外对铝合金中Si、Mg、Cu等成分比例进行设计和调整，并添加Ce、Er和Hg等元素，各成分相互配合，使铝合金的微观组织结构得到优化，提高了铝合金板的导热性能，同时提高了最终制得铝塑复合背板的综合性能。
[0011]优选的，所述不可避免的杂质不大于0.1wt％，不可避免的杂质中的每种元素不大于0.03wt％。
[0012]优选的，所述高强度铝合金板由如下步骤制得：
[0013]1)将各原料按照质量百分比投入熔炼炉中进行熔炼，得铝合金熔液，所述铝合金熔液升温至710
‑
730℃的温度下保温1
‑
2h，充分搅拌后将以惰性气体为载体的质量百分比为0.1
‑
0.5％的精炼剂吹入进行精炼除气、除渣、静置熔体；
[0014]2)将经步骤1)中制得的铝合金溶液提纯，采用50
‑
80目高温陶瓷过滤板过滤，将陶瓷过滤板烘烤至210
‑
240℃，使过滤板网孔烤透，能顺利通过铝水，得到提纯后的铝合金溶液；
[0015]3)将经步骤2)中将过滤处理后的铝合金溶液注入模具中，然后进行均质处理并冷却，得合金棒；
[0016]4)将步骤3)中得到的铝棒在温度为350
‑
450℃条件下等温保温20
‑
30min后立即进行淬火处理；
[0017]5)将淬火后的合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，其特征在于：包括蜂窝芯、设置于所述蜂窝芯上表面的加强层、设置于所述加强层上表面的铝板面层、设置于所述铝板面层上表面的抗刮层、设置于所述蜂窝芯下表面的石绵层，以及设置于所述石绵层下表面的铝板底层，所述加强层内设有空腔，所述空腔内设有横截面呈六边蜂窝状的加强筋，所述加强筋的上端面与所述空腔的上腔壁抵接，所述加强筋的下端面与所述空腔的下腔壁抵接，所述加强层采用高强度铝合金板冲压而成。2.根据权利要求1所述的一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，其特征在于：所述高强度铝合金板包括如下质量百分比的原料：Si0.15
‑
0.25％、Zn0.04
‑
0.08％、Cu2.0
‑
3.0％、Hg0.01
‑
0.05％、Sr0.003
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0.08％、Ti0.05
‑
0.1％、Mg0.6
‑
1.0％、Mn0.1
‑
0.3％、Ce0.05
‑
0.1％、Ni0.05
‑
0.1％、Er0.02
‑
0.05％、余量为Al及不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，其特征在于：所述高强度铝合金板包括如下质量百分比的原料：Si0.15
‑
0.25％、Zn0.04
‑
0.06％、Cu2.0
‑
3.0％、Hg0.01
‑
0.05％、Sr0.003
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0.08％、Ti0.05
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0.1％、Mg0.6
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1.0％、Mn0.1
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0.3％、Ce0.05
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0.1％、Ni0.05
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0.1％、Er0.02
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0.05％、余量为Al及不可避免的杂质。4.根据权利要求2所述的一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，其特征在于：所述不可避免的杂质不大于0.1wt％，不可避免的杂质中的每种元素不大于0.03wt％。5.根据权利要求2所述的一种高强度轻质蜂窝芯复合板材，其特征在于：所述高强度铝合金板由如下步骤制得：1)将各原料按照质量百分比投入熔炼炉中进行熔炼，得铝合金熔液，所述铝合金熔液升温至710
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730℃的温度下保温1
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2h，充分搅拌后将以惰性气体为载体的质量百分比为0.1
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0.5％的精炼剂吹入进行精炼除气、除渣、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜作政，邢锦，罗奕桢，
申请(专利权)人：东莞华尔泰装饰材料有限公司，
类型：发明
国别省市：