专利名称：硼铝复合材料管的制造方法
技术领域：
本发明是以硼纤维脂条带及铝箔为铺层材料以真空除胶技术热等静压方法制备硼铝复合材料管的技术。本技术适用于所有连续纤维增强金属基复合材料管制作。
纤维增强金属基复合材料(FRM)，是60年代问世的一类新型材料系列，硼纤维增强铝复合材料，在纤维体积密度为50％时，抗拉强度可达到1300-1500MPa，拉伸弹性模量在200-230GPa之间，而密度公为2.6克g/cm3使得该材料在航空航天技术领域，占有重要地位。
复合材料管材是工程技术应用的重要元件之一。因制作工艺上的特殊性，FPM管材的成形工艺，大体上可归结为热等静压法和特种铸造法两类。例如英国BNF金属工艺中心用真空渗透加压铸造法，制取在直径330mm，高330mm的硼铝复合材料管，估计管壁厚度超过6mm.美国则以预固结单层硼铝条带为铺层材料，等用热静压工艺制取硼铝管构件，并成功应用于航天飞机中机身衍架支柱，减重达145kG，取得巨大技术应用效益。
但其加工过程中，采用了两次热等静压工艺，一次为预固结硼铝条带；另一次是将铺设好的硼铝条带热等静压成复合材料管。由于经历了两次加热、加压过程，使材料本身的性能损失增加，直接影响到构件的制造和使用而且其横向工程支撑投资强度高，目前在我国，尚不适宜。
本发明的目的在于针对上述不足而提供了一种独创的硼铝复合材料管的制造方法。
本发明的目的是通过以下工艺来达到的，本发明工艺是以硼纤维树脂带及铝箔为铺层材料，逐层铺卷在热等静压内模套上，用真空除胶技术除去硼纤维树脂条带中的树脂，再铺以热等静压方法将铺设好的硼纤维与铝箔固结成一体，得到硼铝复合材料管。
附图的图面说明如下
图1为用热等静压方法成形硼铝复合材料管的加工示意图；以下将结全附图和实施例对本发明作进一步的详述采用化学气相沉积工艺制取φ140μm的钨芯硼纤维，纤维含约3μ厚的B4C涂层。
在缠绕装置上，纤维通过溶胶按30克聚苯乙烯及100ml二甲苯的比例配制。以每毫米5.5根纤维的密度制备硼纤维树脂纤维树脂条带。
参见图1所示，按纤维平行于管轴的方向将六层硼纤维(2)和七层铝箔(4)一起逐层铺卷在热等静压内模套(1)上。管子内外表铝层取用0.16mm厚的铝箔，层间采用0.05mm厚的铝箔。然后将组件放在管状真空室中，加热到450℃，保温2小时，同时用机械泵抽去溶胶挥发物。将除胶后的组件，直接插入外模套(3)中，组装成一体。并将内外模套两端焊接在一起，在确信焊缝列泄露情况下，对组合模套抽真空，当真空度高于3pa时，即将抽气管加热焊封。经上述工序的组合模套，在热等静压机中经50-90mpa的压力，540-580℃热压1-3小时。热等静压后用机加工去除部分外模瘳最后用5％硝酸溶液腐蚀掉剩余的内外模套。即得到硼铝复合材料管，管材的外径即等于外模套的内径，壁厚则取决于铝箔的厚度及铝箔与硼纤维树脂带的铺层数。
本发明与现有技术相比具有以下优点
该项在国内外均属首创的工艺，跨越了费时、费钱，技术难度大的预固结单层硼铝条带的研制阶段，工艺简单易行，产品质量好。
权利要求
1.一种硼铝复合材料管的制造方法，其特征在于工艺步骤为1)将硼纤维通过溶胶槽在缠绕装置上制取硼纤维树脂条带；2)将铝箔与硼纤维树脂条带逐层铺卷在热等静压机的内模套上构成组件；3)将组件放在真空中加热除胶同时用机械泵抽去溶胶挥发物；4)将组件直接插入外模套中，并将内、外模套两端焊接在一起，其间抽真空，之后，将抽气管加热焊封；5)放入热等静压机中加热、加压；6)用机加工去除部分外模套并用50％的硝酸溶液腐蚀掉剩余的内外模套；
2.根据权利要求1所述的一种硼铝复合材料管的制造方法，其特征在于步骤1中溶胶是按30克聚苯乙烯及100克二甲苯的比例配制，
3.根据权利要求1所述的一种硼铝复合材料管的制造方法，其特征在于步骤3在真空室中加热的温度为360-460℃并保温1-3小时.
4.根据权利要求1所述的一种硼铝复合材料管的制造方法，其特征在于步骤4中抽真空的真空度高于3Pa。
5.根据权利要求1所述的一种硼铝复合材料管的制造方法，其特征在于步骤5在热等静压机中，压力为50-90mpa，温度为540-580℃，保持时间为1.5-3小时。
全文摘要
本发明涉及一种硼铝复合材料管的制造方法，它是以硼纤维树脂条带及铝箔为铺层材料，用真空除胶技术除去硼纤维树脂条带中的树脂，再辅以热等静压方法将铺设好的硼纤维与铝箔固结成一体，得到硼铝复合材料管。该项技术在国内均属首创工艺，跨越了费时、费钱、技术难度大的预固结单层硼铝条带的研制阶段，工艺简单易行，成品质量好。
文档编号B32B15/14GK1115269SQ92110398
公开日1996年1月24日 申请日期1992年9月12日 优先权日1992年9月12日
发明者孙长义, 姚治平, 高山 申请人:航空航天工业部第六二一研究所