耐腐蚀蜂窝体制造技术

一种由多个具有单元壁的蜂窝单元组成的耐腐蚀金属蜂窝体，单元壁包括形成蜂窝体边缘的单元边缘；一种包含聚酰胺酰亚胺的防蚀涂层被用来覆盖单元壁和单元边缘；防蚀涂层优选在蜂窝结构形成后被涂覆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1.
本专利技术涉及金属蜂窝体以及此类蜂窝体的防腐保护方法。更具体地，本专利技术涉及改善用于腐蚀环境的金属蜂窝体的耐腐蚀性。2.
技术介绍
蜂窝结构是为大家所熟知并且广泛地应用于需要高强度和低重量材料的用途。蜂窝结构所具有的低重量和强度的混和特征使其尤其适合用于飞行器以及其它特别需要高强度和低重量的用途。蜂窝结构已经由各种材料制造，包括金属例如铝和铝合金。此类结构被称为铝蜂窝体或铝核。这里使用的术语＂铝＂理解为包括铝和铝合金。由树脂-浸渍纤维和纸制造的复合材料也被广泛用于蜂窝结构。制造蜂窝结构的一种通常方法包括将多层铝薄片沿着特定取向的节点线(node line)粘合在一起。节点线以这样一种方式在不同层之间偏移以致当层膨胀时形成蜂窝结构。这类方法通常称为＂膨胀(expansion)＂法。当使用某些类型的铝时膨胀法在某些时候不适合制造蜂窝结构。例如，相对较厚的薄片或某些铝合金制成的薄片太硬，使用膨胀法不能形成蜂窝结构。在膨胀法不适合的场合，使用通常被称为＂波纹(corrugation)＂法的制造工艺或方法来形成高强度蜂窝结构。波纹法包括将铝薄片初始成型为波纹构型。波纹的铝薄片然后沿着节点线粘合到一起形成最终的蜂窝体。在膨胀法和波纹法中，典型地使用粘合剂将铝薄片粘合到一起。此类粘合剂通常称为＂节点粘合剂＂。铝薄片的表面通常涂有基于聚合物的涂层或以其它方式处理以保证节点粘合剂和薄片之间的良好粘合。粘合剂和处理的铝薄片之间的粘合强度通常通过测量粘合剂的剥离强度来确定。剥离强度典型地使用ASTMD 1781说明的标准方法测量。该试验基本上包括将两个3英寸(7.6cm)或两个1英寸(2.54cm)宽的金属片状带条胶粘在一起以及测量剥离两带条所需力的大小。-->实现给定粘合剂的最大剥离强度是制造高强度蜂窝体时的重要目标。铝薄片之间的粘合失败会导致整个结构的完全失效。因此，需要提供表面涂层和/或对铝处理以增强节点粘合剂与金属表面的粘合力。铝蜂窝体是用于夹心板结构的通用芯材料，蜂窝体被夹在通常称为＂皮层＂的两层材料片之间。典型地使用粘合剂将蜂窝体的边缘粘合到皮层。有时，皮层是自粘合的，不需要使用粘合剂层。蜂窝体边缘和皮层之间的粘合强度也是处理或以其它方式涂覆铝芯中的一个重要因素。边缘粘合剂的失效也会导致结构的失效。通常也对铝进行处理以增加抗腐蚀能力。铬酸盐是一种已经被广泛使用的用于铝的通用防蚀涂层。然而，存在很多与铬酸盐的使用有关的环境顾虑。已经开始开发很多其它用于铝的防蚀涂层。例如，美国专利号3，687，882描述了用硅烷-钛酸盐(titanante)分散体涂覆铝。用磷酸对铝进行阳极化处理和/或用环氧或改性酚醛树脂涂覆铝也是使得蜂窝体防腐的通用方法。在制备铝蜂窝体的领域，现在并且还将继续需要不仅能在节点和边缘提供良好的剥离强度，而且提供良好腐蚀保护的表面处理，特别当蜂窝体将用于已知的腐蚀环境中时。开发能提供上述所有特征的涂料体系或处理方式是用铝制备适用于需要高强度和轻重量场合的蜂窝体的重要目标。专利技术概述根据本专利技术，提供耐腐蚀的金属蜂窝体，其中该蜂窝体边缘和/或壁涂有包含聚酰胺酰亚胺的防蚀涂层。另外，本专利技术涉及在金属材料形成蜂窝体之前和/或之后将防蚀涂层施涂到金属材料表面的方法。根据本专利技术，发现通过在蜂窝体的边缘和/或壁覆盖包含聚酰胺酰亚胺的防蚀涂层可以使金属蜂窝体的耐腐蚀性增加。还发现，防蚀涂层优选在蜂窝体形成之后施涂于蜂窝体以便填充金属材料薄片形成最终蜂窝结构的加工中形成的微细龟裂。本专利技术为金属蜂窝体提供耐腐蚀性，该金属蜂窝体具有多个包括具有边缘的单元壁的蜂窝单元。单元壁的边缘形成蜂窝体的边缘。作为本专利技术的特征，包含聚酰胺酰亚胺的防蚀涂层被用来至少覆盖单元壁并且优选同时覆盖单元壁和边缘。该防蚀涂层对于处理金属材料，例如铝和铝合金是-->有用的，它们已经预先进行了阳极化处理和/或涂有聚合物以增加耐腐蚀性。本专利技术的防蚀涂层对于密封当形成蜂窝体时预先施涂防蚀涂层中可能产生的微细龟裂是特别有效的。根据本专利技术，防蚀涂层在层合板结构时可以作为最终的防腐蚀涂层施涂于蜂窝体而不会对蜂窝体边缘与面板之间的粘合产生不利影响。因此，该涂层提供了增加耐腐蚀性和良好的皮层-芯粘结特性的双重好处。以上描述的和许多其它特征以及本专利技术的附加优点将通过参考以下详细说明并结合附图被更好地理解。附图说明图1显示了根据本专利技术当面板或皮层施加于蜂窝体边缘以形成夹心板之前的示范性的耐腐蚀金属蜂窝体。图2显示了粘合到面板以形成夹心板之后的示范性的耐腐蚀金属蜂窝体。图3是示范性的图1所示蜂窝体的局部剖视图，它显示了处于粘合至一块面板的位置的蜂窝体边缘。本专利技术的详细说明本专利技术涉及通过使用聚酰胺酰亚胺涂覆蜂窝体的暴露表面来增加金属蜂窝体的耐腐蚀性。本专利技术可以用来处理由任何制造蜂窝体的金属材料例如铝和铝合金制造的蜂窝体。示范性的铝合金包括常用于蜂窝结构的5052和5056合金。优选的蜂窝体是由铝或铝合金制造的蜂窝体。用于制造蜂窝体的金属材料典型地是薄片或箔的形式，其厚度为0.0005英寸直到0.05英寸，如果需要可以更厚或更薄。该蜂窝体可以是任何尺寸或形状并且可以通过任何已知生产蜂窝体的方法来生产，包括膨胀和波纹法。该蜂窝体可以用于许多目的。然而，该蜂窝体优选用于制造在航空航天工业中具有多种用途的夹心板。该夹心板被用作宇航飞行器的结构和非结构的部件。该蜂窝体特别适合制造用于飞行器的夹心板。示范性的夹心板或结构用于发动机短舱、机翼和尾部结构和机身部件例如地板和其它内部分区。本专利技术提供的耐腐蚀性在此类飞机部件中尤其令人满意，因为这些部件通常会遭受具有潜在腐蚀性的各种环境。-->用于航空航天用途的示范性的蜂窝体夹心板的三个基本部件在形成面板之前被示于图1。该部件包括具有壁11的蜂窝体状芯12，其形成多个蜂窝单元13，壁具有形成蜂窝体面层或边缘的边缘，如图14和16所示。另两个部件是面板或皮层17和19，面板17和19分别包括内表面21和23，用于粘合到蜂窝体边缘。面板17和19还分别包括外表面25和27。面板17和19可由各种金属和/或复合材料制造，它们被粘合到蜂窝体的边缘14和16。蜂窝体的尺寸可以在很大范围内变化。用于航空和航天用途的蜂窝体芯典型地具有1/8到1/2英寸(3.2到12.7毫米)蜂窝单元(即直径横截面)，具有1/4英寸(6.4毫米)到2英寸(50.8毫米)厚(蜂窝体边缘之间距离)的芯。蜂窝体壁的厚度也可以变化，典型的蜂窝体壁为大约0.001英寸(0.25毫米)到0.005英寸(0.13毫米)的厚度。蜂窝单元大小、壁厚和所用材料的密度共同决定了芯的重量，它由磅/立方英尺(pcf)表示。优选具有大约2pcf到8pcf重量的铝和铝合金蜂窝体。粘合到蜂窝体12的面板17和19可以由任何用于构造具有金属蜂窝体芯的夹心板的材料制造。此类材料包括金属和复合材料。当金属或预固化复合材料面板被粘合到蜂窝体时，使用粘合剂。可选择地，被称为＂预浸渍体＂的未固化复合材料片被放置于蜂窝体的边缘并被现场粘合/固化。此类预浸渍体可以是自粘合的或可以使用附加的粘合剂。在图1中，面板17和19优选是自粘合的预浸渍体，被现场固化形成最终的夹心板10(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀的蜂窝体，包括：包括多个蜂窝单元的金属蜂窝体，所述蜂窝单元具有包括单元边缘的单元壁；以及至少覆盖所述单元壁的防蚀涂层，所述防蚀涂层包括聚酰胺酰亚胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-27 11/476,9641、一种耐腐蚀的蜂窝体，包括：包括多个蜂窝单元的金属蜂窝体，所述蜂窝单元具有包括单元边缘的单元壁；以及至少覆盖所述单元壁的防蚀涂层，所述防蚀涂层包括聚酰胺酰亚胺。2、如权利要求1所述的耐腐蚀蜂窝体，其中所述防蚀涂层覆盖所述单元壁和所述单元边缘。3、如权利要求1所述的耐腐蚀蜂窝体，其中所述金属蜂窝体是铝或铝合金。4、如权利要求3所述的耐腐蚀蜂窝体，其中所述金属蜂窝体是磷酸蚀刻的铝或铝合金。5、如权利要求1所述的耐腐蚀蜂窝体，其中所述蜂窝体包括位于所述防蚀涂层和所述单元壁之间的聚合物层，所述聚合物层包括选自以下的聚合物：环氧树脂和改性酚醛树脂。6、如权利要求1所述的耐腐蚀蜂窝体，其中所述防蚀涂层基本上由聚酰胺酰亚胺组成。7、如权利要求4所述的耐腐蚀蜂窝体，其中所述防蚀涂层基本上由聚酰胺酰亚胺组成。8、一种向蜂窝体提供耐腐蚀性的方法，所述方法包括如下步骤：提供包括多个蜂窝单元的金属蜂窝体，所述蜂窝单元具有包括单元边缘的单元壁；以及至少向所述单元壁施涂防蚀涂层，所述防蚀涂层包括聚酰胺酰亚胺。9、如权利要求8所述的用于向蜂窝体提供耐腐蚀性的方法，其中所述防蚀涂层施涂于所述单元边缘。10、如权利要求8所述的用于向蜂窝体提供耐腐蚀性的方法，其中所述金属蜂窝体是铝或铝合金。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仰贤，
申请(专利权)人：赫克赛尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]