复合材料的金属镀层制造技术

一种制造复合件以及将金属镀层固定到树脂基复合材料上的方法，包括在金属电镀预制件上提供咬合结构以及将咬合结构和复合材料在引起复合材料与咬合结构互锁的条件下放在一起。本发明专利技术也提供复合件（１０），其包括树脂基复合材料（１２），其表面或部分表面（１６）具有金属镀层（１４），金属镀层（１４）包括外部电镀预制件和内部咬合结构（２０），内部咬合结构（２０）通常位于所述电镀预制件（１８）和复合材料（１２）之间，以提供在复合材料（１２）上电镀预制件（１８）的附着。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料的金属镀层本专利技术涉及复合材料的金属镀层，具体地但不是仅仅地，涉及将金属 镀层镀到树脂基复合材料上以及由此制造的产品。树脂基复合材料，特别是纤维增强的树脂复合材料，具有许多己知的 有利特性和特征，这些有利特性和特征使得它们以及由它们制造的产品在 非常多的不同工业中具有应用。也有许多这种材料和产品的应用会从金属表面或镀层获得好处或者 需要金属表面或镀层，特别是复合材料上的硬金属镀层。例如，用于制造 元件的丁具设备和模具一一其进一步包括复合材料元件——可能由于金 属镀层特别是工具或模具表面上的金属镀层而更耐久和更耐磨。复合燃气 涡轮桨和直升机桨可具有提高的耐磨和耐腐蚀特性，可被制成的打印辊复 合材料轻而硬，复合材料使结合精度提高以及金属打印表面更耐磨优点。 复合液压汽缸可以受益于与硬金属表面结合的复合材料的轻质和高强度 特性，以用于液压密封。复合的碟式反射器、地面反射镜、空间反射镜是 其它的例子，这里仅举几例。对于许多应用，重要的是将金属镀层牢固地附着在复合材料上。在一 些应用中，可能遇到相当大的剪切力，其会作用而试图从复合材料剪切或 撕下金属镀层。在同样的或其它应用中，可能遇到热应力，其会往往发挥 作用而削弱该镀层与复合材料体之间的附着。在本说明书内，术语"镀层"涉及覆盖一个或多个表面中一些或所有表 面的层或其它形式。根据木专利技术，提供将金属镀层固定到树脂基复合材料上的方法，所述方法包括在金属电镀预制件上形成咬合结构，以提供镀层；将该镀层和复 合材料放在一起；以及使它们经受使复合材料与咬合结构互锁的条件。根据本专利技术的第二方面，提供制造复合件的方法，所述方法包括通过 在电镀预制件上提供咬合结构，将该电镀预制件固定到可固化复合材料 上，该可固化复合材料与该电镀预制件互锁，特别是当被固化时。优选地，咬合结构被施加到金属电镀预制件上，并且直接施加，以牢 固地与之附着。优选地，咬合结构是金属的，并且优选地在形成期间被熔合到电镀预 制件上。咬合结构可以在预制件上形成，以及优选地通过将金属材料喷镀到金 属电镀预制件上形成，优选地采用热喷镀技术。咬合结构可使用下述的一种或多种技术形成高速火焰喷涂(HVOF)、电弧喷镀、等离子喷镀和/或冷喷镀技术。咬合结构可以包括下列屮的一种或多种镍-铁合金、铝、铝合金、不 胀钢、铁、钢、镍、铜、钛和这些中一种或多种的合金。优选地，咬合结构从选择的热膨胀系数等于或相似于复合材料的材料 制成，优选地从电镀预制件制成。这将有助丁防止分层或者在任何热变化 期间防止削弱这些之间的附着，所述热变化可能在加工和/或使用期间发 生。优选地，咬合结构具有粗糙的并R.优选地至少部分开放的结构，提供 来自复合材料的树脂可以定位的间隙，以便互锁并且提供牢同的附着。优选地，电镀预制件采用传统电镀技术形成。预制件可以直接在工具、 模型或模具上形成，以使其一个或多个表面符合预定的形状。电镀前， 可将脱模剂施加于工具、模型或模具上，以有利于从其移去镀层。咬合结 构优选地原位施加到丄具、模型或模具上的电镀预制件上。电镀预制件可 以从下列的一种或多种形成镍合金、铁合金、不胀钢、铜、镍、金、络 以及这些中任何一种或多种的合金。优选地，复合材料包括可固化树脂材料，其当经受合适条件例如升高 的温度和/或压力条件时，迁移到咬合结构的间隙中，其中该树脂材料优选 地同化为非流动和优选地坚硬的状态，以便互锁和牢间附着镀层到复合材 料上。树脂材料优选地是热固性树脂或树脂混合物。复合材料可以包含纤维增强的复合材料，包括例如下列的一种或多 种玻璃、芳族聚酰胺、碳、芳纶、天然纤维、陶瓷和任何其他合适的增 强纤维。复合材料可以包括任何已知类型和构造的预浸料或复合预制件，并且可以是单层或多层层压件的形式。根据本专利技术的第三方面，提供这样的复合件，其包括表面或部分表面 上具有金属镀层的复合材料，所述复合件如前十三段的任一段所述而形 成。根据本专利技术的第四方面，提供这样的复合件，其包括表面或部分表面 上具有金属镀层的树脂复合材料，所述金属镀层包括通过电镀形成的外部 预制件和在电镀层上的咬合结构，复合材料与电镀层接合。本专利技术的优选实施方式现在将仅通过举例进行描述，参考附图，其中附图说明图1是根据本专利技术的方法的示意图；图2是根据本专利技术的复合件的光学显微镜横截面图像； 图3是图2中区域III的放大图； 图4是根据木专利技术的复合件的横截面图；和图5是图4的复合件在工具上固化期间的横截面图。本专利技术涉及在树脂基复合材料上提供金属镀层或表面的方法、形成复 合件的方法以及复合件和由复合件形成的其他产品。参见图L提供制造复合件以及将金属镀层同定在树脂基复合材料上 的方法，包括在金属电镀预制件上提供咬合结构以及在一定条件下将咬合 结构和复合材料放在在一起，使复合材料与咬合结构互锁。本专利技术也提供复合件10 (具体参见图4)，其包括树脂基复合材料12， 其表面或部分表面16上具有金属镀层14，金属镀层14包括外部电镀预制 件——在本实施方式中为层18的形式，以及内部咬合结构20，其通常位 于所述电镀预制件18和复合材料12之间，以提供电镀预制件18在复合 材料12上的附着。本专利技术也提供具有金属镀层14的复合件，其根据本专利技术的方法如本 文所述形成。本专利技术特别应用于提供金属镀层或表面给热固性树脂基复合材料，该 树脂基复合材料包括树脂或树脂混合物，其在固化后，固定为非流动、通 常为坚硬的状态。这些包括但不限于下列中任何一种或多种环氧苯酚酚 醛树脂、环氧酚醛树脂、环氧甲酚酚醛树脂、环氧树脂、双酚A环氧树脂、 双酚F环氧树脂、多官能树脂、多官能环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯、BMI、7聚酯。也可以使用热塑性材料。这些树脂材料特别在用增强纤维材料如玻璃、芳族聚酰胺、芳纶禾D/或碳增强时具有很好理解和已报道的性质和特性， 这些性质和特性提供特别的优势和在一些工业上的有益应用。当然，其它 纤维也可以用于本专利技术的范围。提供牢固附着的金属镀层或表面给这样的复合材料的能力使它们用 于进一歩的应用，其中一些已在前面描述。通常重要的是，金属表面或镀层被牢固附着在树脂复合材料上，因为 在许多应用中，它们之间的界面经受强剪切力和/或其他力或条件，这些力 或条件起作用试图使它们脱离或分层。根据本专利技术提供咬合结构提供了金 属镀层14和复合材料12的互锁和牢固附着，如现在将描述的。首先，电镀预制件或层18用已知的电镀技术形成。经常的情况是， 电镀层18将形成复合件10的工作表面——无论作为产品或元件的最终表 面，还是当复合件10将被用作在其上形成其它产品的模具或工具时作为 模具或工具的表面。电镀层18优选地直接形成于工具或模型的已加工或另外己精确成形 的表面19 (一个或多个)上(如图5所示-以及后面将描述的)，这样将精 确符合期望的外形，而只有很少的或没有内在孔。这意味着，电镀层18 不仅提供高质量和精确成形的外表面22，而且起作用以防止来自复合材料 12的树脂完全移动通过金属镀层而出现在外面的最终表面上。电镀也是一 种相对温和的过程，不需要高温或其他可能有害地影响丄具或模型的条 件，该工具或模型本身由复合材料或其他温度敏感的或相对柔软的材料制 成。如果需要，脱模剂可以在电镀前施加于模具或工具表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将金属镀层固定在树脂基复合材料上的方法，所述方法包括在金属电镀预制件上形成咬合结构，以提供镀层；将所述镀层和所述复合材料放在一起，以及经受条件以引起所述复合材料和所述咬合结构互锁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯约瑟夫科登，马克雷蒙德斯蒂尔，
申请(专利权)人：高级复合材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]