[发明专利]一种金属泡沫铝夹芯材料、加工方法及加工装置

说明书

本发明公开了一种金属泡沫铝夹芯材料、加工方法及加工装置。所述的金属泡沫铝夹芯材料的加工方法，其特征在于，所述的金属泡沫铝夹芯材料通过泡沫铝板材与面板材料叠加而成，在所述金属泡沫铝夹芯材料的面板材料与泡沫铝材料的界面处进行搅拌摩擦加工；所述的搅拌摩擦加工的参数为：旋转速度为300～1180rpm，前进速度为30～120mm/min，压下量为0.2～0.3mm，道次偏移量为4～8mm。本方法不仅具有工艺简单、可控性强及成品率高的特点，可实现流水作业、规模化生产；还可通过本方法获得成本低廉，效率高，可控性好，抗弯、抗冲击性能好，吸声、隔声性能优异的泡沫铝夹芯材料，对指导工业化生产泡沫铝夹芯材料具有重要的参考价值。

技术领域

本发明属于结构复合材料制备技术领域，具体涉及一种金属泡沫铝夹芯材料、加工方法及加工装置。

背景技术

泡沫铝夹芯材料具有密度低、比刚度高、能量吸收好、阻尼特性优良、绝热、隔音性能佳等优点，被广泛应用于航空、航天、船舶、交通运输等领域。如飞机的机身、机翼以及尾翼，船的船板，公共汽车车身、有轨电车车身。

目前，泡沫铝夹芯材料制备方法主要有胶粘、钎焊和前驱体发泡法。但采用上述方法制备泡沫铝夹芯材料均存在诸多问题。比如，胶粘法制备的泡沫铝夹芯材料无法在高温条件下(>200℃)服役；在钎焊法制备泡沫铝夹芯材料过程中，会引入钎料，容易导致泡沫铝夹芯层和面板与钎料之间发生不良的界面反应，生成脆性金属间化合物；前驱体发泡法不仅工艺复杂，而且制备的泡沫铝夹芯材料尺寸较小。因此，针对传统方法制备的泡沫铝夹芯材料，无法在高温下服役，或引入其它材料，发生不良的界面反应，造成性能严重下降等问题，急需开发一种制备泡沫铝夹芯材料及新方法，以获得界面结合好、无不良界面反应，同时具有较高抗弯、抗冲击和优良的吸声、隔声性能的泡沫铝夹芯材料。

发明内容

为了克服上述技术存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种金属泡沫铝夹芯材料、加工方法及加工装置，以解决传统泡沫铝夹芯材料制备方法的瓶颈问题，获得成本低廉，效率高，可控性好，抗弯、抗冲击性能好，吸声、隔声性能优异的泡沫铝夹芯材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种金属泡沫铝夹芯材料的加工方法，所述的金属泡沫铝夹芯材料以泡沫铝为芯材，金属板材为面板材料的三明治结构，在所述金属泡沫铝夹芯材料的面板材料与芯材的界面处进行搅拌摩擦加工；

所述的搅拌摩擦加工的参数为：旋转速度为300～1180rpm，前进速度为30～120mm/min，压下量为0.2～0.3mm，道次偏移量为4～8mm。

可选的，所述的泡沫铝板材为闭孔泡沫铝板材；

所述的闭孔泡沫铝板材宽为100～2000mm，长为100～3000mm，厚为2～50mm。

可选的，所述的面板材料包括铝、镁、钢、钛或铜；

所述的金属面板材料宽为100～2000mm，长为100～3000mm，厚为1～8mm。

可选的，所述的搅拌摩擦加工路线为蛇形或漩涡形。

可选的，在搅拌摩擦加工过程中，两条相邻平行的加工轴线之间的距离为加工装置搅拌针的直径。

可选的，所述的面板材料和芯材在加工前均用砂纸对其表面进行打磨。