[发明专利]形成金属复合材料

说明书

本文描述了形成金属复合材料的实例。在一个实例中，使用超塑性热成形技术将金属片成形为预定形状。此外，通过热成形将碳纤维增强聚合物片成形为预定形状。通过在所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片之间施加粘合剂而将所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片接合以形成金属复合材料。

技术领域

本申请涉及金属复合材料及其制备方法。

背景技术

美学已经进入部件的功能设计中。换句话说，部件设计现在是功能设计和美学的组合。例如，用于设备的主体或覆盖物可以具有美学用的复杂表面形状，并且可以使用不同材料来实现设计的功能方面。例如，为了提供刚度，可以使用金属，而为了提供柔韧性并实现轻重量，可以使用聚合物。在某些其他情况下，可能必须实现刚度和轻重量两者的组合。因此，在这样的情况下，聚合物材料可以与金属一起用于制造部件。

发明内容

在第一方面，本申请提供了一种形成金属复合材料的方法，其包括：

使用超塑性热成形技术将金属片成形为预定形状；

通过热成形将碳纤维增强聚合物片成形为预定形状，其中所述聚合物为热塑性聚合物；和

通过在所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片之间施加粘合剂而将所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片接合以形成金属复合材料，

其中将所述金属片成形包括：

将所述金属片加热至所述金属的熔融温度的50％-60％的温度；和

使用加压气体对加热的金属片施加压力以将所述金属成形为预定形状；以及

所述碳纤维增强聚合物片的热成形通过首先加热碳纤维增强聚合物片、然后使用加压气体的压力来实现。

在第二方面，本申请提供了一种金属复合材料，其包括：

使用超塑性热成形技术成形为预定形状的金属片；和

碳纤维增强聚合物片，其通过热熔性粘合剂层接合至成形的金属片，其中通过热成形将所述碳纤维增强聚合物片成形为预定形状，以接合至成形的金属片以获得具有预定形状的金属复合材料，其中所述聚合物为热塑性聚合物，

其中将所述金属片成形包括：

将所述金属片加热至所述金属的熔融温度的50％-60％的温度；和

使用加压气体对加热的金属片施加压力以将所述金属成形为预定形状；以及

所述碳纤维增强聚合物片的热成形通过首先加热碳纤维增强聚合物片、然后使用加压气体的压力来实现。

在第三方面，本申请提供了一种形成金属复合材料的装置，其包括：

具有与金属复合材料待成形的形状相对应的预定形状的腔体的模头，其中所述模头用于：

接收待变形的金属片；和

接收待变形并接合至所述金属片的碳纤维增强聚合物片，其中所述聚合物为热塑性聚合物；

粘合剂分配单元，以在所述金属片和所述碳纤维增强聚合物片之间施加粘合剂；和

成形组件，所述成形组件用于：

使用超塑性热成形使金属片变形；和

使用热成形使碳纤维增强聚合物片变形，以将金属片和碳纤维增强聚合物片接合以形成金属复合材料，

其中所述成形组件包括：

将气体加压的压力室；

在金属片和碳纤维增强聚合物片上施加加压气体的压力的施加器，其中所述施加器的开口由阀门控制；和