[发明专利]一种高比刚度泡沫铝夹芯板及其制造方法

权利要求书

1.一种高比刚度泡沫铝夹芯板，其特征在于：该泡沫铝夹芯板由上、下两层面板和中间的泡沫铝芯层构成，泡沫铝的基材为铝合金，面板为颗粒增强铝基复合材料；

该高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，包括如下步骤：

(1)将铝合金粉与发泡剂氢化钛粉均匀混合制成混合粉末，其中铝合金粉的质量分数为98wt％～99.5wt％，氢化钛粉末的质量分数为0.5wt％～2wt％；

(2)对颗粒增强铝基复合材料板和锌带的表面分别依次进行化学处理和机械处理；

(3)将表面处理之后的颗粒增强铝基复合材料板、锌带以及混合粉末，按照复合材料板-锌带-混合粉末-锌带-复合材料板的顺序依次装入预先加工和组装好的钢模具中，制成预制坯；

(4)将预制坯进行真空热压，制成可发泡的预制件；

(5)将可发泡的预制件放入已预先加热和保温的加热炉中发泡，使芯层充分膨胀，面板保持不变，发泡完成后冷却获得高比刚度泡沫铝夹芯板。

2.根据权利要求1所述的高比刚度泡沫铝夹芯板，其特征在于：所述的颗粒增强铝基复合材料的增强体为碳化硅，基体为纯铝或铝合金。

3.根据权利要求2所述的高比刚度泡沫铝夹芯板，其特征在于：所述的颗粒增强铝基复合材料是碳化硅/铝复合材料，碳化硅颗粒的体积分数为10vol％～70vol％；泡沫铝的基材为Al-Si-Mg合金、Al-Si合金或6061Al合金。

4.根据权利要求1所述的高比刚度泡沫铝夹芯板，其特征在于：该泡沫铝夹芯板的厚度为10mm～90mm，泡沫铝芯层的厚度为9mm～80mm，单侧面板的厚度为0.5mm～5mm，面板与芯层的界面为冶金结合。

5.一种高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，包括如下步骤：

(1)将铝合金粉与发泡剂氢化钛粉均匀混合制成混合粉末，其中铝合金粉的质量分数为98wt％～99.5wt％，氢化钛粉末的质量分数为0.5wt％～2wt％；

(2)对颗粒增强铝基复合材料板和锌带的表面分别依次进行化学处理和机械处理；

(3)将表面处理之后的颗粒增强铝基复合材料板、锌带以及混合粉末，按照复合材料板-锌带-混合粉末-锌带-复合材料板的顺序依次装入预先加工和组装好的钢模具中，制成预制坯；

(4)将预制坯进行真空热压，制成可发泡的预制件；

(5)将可发泡的预制件放入已预先加热和保温的加热炉中发泡，使芯层充分膨胀，面板保持不变，发泡完成后冷却获得高比刚度泡沫铝夹芯板。

6.根据权利要求5所述的高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，其特征在于：所述的铝合金粉为Al-Si-Mg合金粉、Al-Si合金粉或6061Al合金粉；所述的颗粒增强铝基复合材料是碳化硅/铝复合材料，其中SiC颗粒的体积分数为10vol％～70vol％。

7.根据权利要求5所述的高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，其特征在于：所述的锌带的厚度为0.05mm～0.2mm。

8.根据权利要求5所述的高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，其特征在于：所述的化学处理是采用NaOH水溶液清洗去除表面的氧化膜；所述的机械处理是指将表面进行机械打磨增大粗糙度。

9.根据权利要求5所述的高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，其特征在于：所述的真空热压包括以下分步骤：

1)将装有预制坯的钢模具放入真空热压炉中，将热压炉抽真空直至炉内的真空示数小于1×10^-2Pa；

2)将炉温升高至400℃～440℃，施加3～30MPa的压力，保温保压1～3小时；

3)将炉温继续升高至450℃～520℃，保持压力20～100MPa，保温保压1～3小时；

4)保温结束后降温冷却。

10.根据权利要求5所述的高比刚度泡沫铝夹芯板的制造方法，其特征在于：所述发泡的温度为580℃～650℃，发泡时间为5～15分钟。