一种碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件的制作方法

本实用新型涉及一种复合组件，特别是一种碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件。

背景技术：

现有技术中，碳纤维复合材料与金属衬套的结合一般采用嵌套式结构，在高温高压下实现一体成型，但由于碳纤维复合材料与金属衬套是两种不同的材质，二者的物理性能相差很大，在不同环境下，膨胀系数不同，在两者结合处容易发生脱胶开裂，会造成两者不正常脱离。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种结合紧密的碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，包括碳纤维复合材料构件本体和金属衬套，其特点是：在金属衬套的外周面沿其周向设有一圈凹槽，碳纤维复合材料构件本体设有填充在金属衬套凹槽内的防脱凸沿，在金属衬套与碳纤维复合材料构件本体相接的表面设有防电偶腐蚀的过渡材料层。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，金属衬套为正圆形、椭圆形、正方形或长方形。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，金属衬套外周面上的凹槽设置在外周面的正中位置。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，金属衬套外周面上的凹槽偏向任意一侧设置。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述防电偶腐蚀的过渡材料层为在金属衬套外周面涂覆的防腐蚀漆层或为磷化处理层。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述防电偶腐蚀的过渡材料层为在金属衬套外周面包覆的玻璃纤维布层。

本实用新型与现有技术相比，在金属衬套的外周面沿其周向设有一圈凹槽，碳纤维复合材料构件本体设有填充在金属衬套凹槽内的防脱凸沿，该金属衬套与碳纤维复合材料一体本体成型，一体成型后能形成相互之间的物理形阻现象，从而实现金属衬套与碳纤维复合材料厚度方向的双向防压脱，其连接结构更加紧密稳固。并且在金属衬套上设置防电偶腐蚀的过渡材料层，避免产生电偶腐蚀现象，大大延长构件的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图；

图2为图1的剖面图；

图3为方形金属衬套的结构示意图。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

一种碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，包括碳纤维复合材料构件本体1和金属衬套2，在金属衬套的外周面沿其周向设有一圈凹槽，碳纤维复合材料构件本体设有填充在金属衬套凹槽内的防脱凸沿，在金属衬套与碳纤维复合材料构件本体相接的表面设有防电偶腐蚀的过渡材料层3。

金属衬套为正圆形、椭圆形、正方形或长方形。

金属衬套外周面上的凹槽设置在外周面的正中位置。

金属衬套外周面上的凹槽偏向任意一侧设置

所述凹槽的截面可以是矩形、u形、v形等形状。

所述防电偶腐蚀的过渡材料层为在金属衬套外周面涂覆的防腐蚀漆层或为磷化处理层。

所述防电偶腐蚀的过渡材料层为在金属衬套外周面包覆的玻璃纤维布层。

具体的如图所示：

如图1所示，该衬套厚度是l1，外径d3，内径d1，且在厚度方向环向加工有凹槽，凹槽外径为d2，该金属衬套与碳纤维复合材料一体成型，从而实现金属衬套与碳纤维复合材料厚度方向的防压脱，连接结构更加稳固。

所述的金属衬套为不锈钢、碳钢、铝合金、钛合金等所有已知的金属材质，但不仅限于此。

所述金属衬套的厚度l1与成型后碳纤维复合材料的厚度一致，l1的厚度可以是0.5～50mm中间的任意值。

所述金属衬套的凹槽的壁厚l2尺寸可以是0.2～10mm中间的任意值；

所述金属衬套的外形不局限于正圆，可以是椭圆、正方形、长方形等任意形状。

所述金属衬套凹槽的两侧壁厚可以一样也可以不一样。

所述金属衬套凹槽的两侧壁的高度l3和l4可以相等，也可以不等。

所述的金属衬套与碳纤维复合材料一体成型是通过以下方法实现，首先在碳纤维预浸布上加工内径d3+2mm的孔，再将多层预浸布的孔对齐叠加到一起，保证厚度大于衬套厚度的1～10％，再将金属衬套嵌入到多层叠加的预浸布的孔中，最后通过模具在高温高压下实现一体成型。

由于碳纤维复合材料保留了碳本身的电化学特性，具有导电性，较高的电极电位，当它与某些电极电位较负的金属接触，会加快金属的腐蚀速率，这就是电偶腐蚀现象。为了避免该种现象的产生，在金属与碳纤维复合材料的接触面之间增加一种过渡材质层：如在金属衬套表面涂漆或磷化，或增加玻璃纤维布层，从而避免电偶腐蚀。

技术特征：

1.一种碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，包括碳纤维复合材料构件本体和金属衬套，其特征在于：在金属衬套的外周面沿其周向设有一圈凹槽，碳纤维复合材料构件本体设有填充在金属衬套凹槽内的防脱凸沿，在金属衬套与碳纤维复合材料构件本体相接的表面设有防电偶腐蚀的过渡材料层。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，其特征在于：金属衬套为正圆形、椭圆形、正方形或长方形。

3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，其特征在于：所述的金属衬套外周面上的凹槽设置在外周面的正中位置。

4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，其特征在于：所述的金属衬套外周面上的凹槽偏向任意一侧设置。

5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，其特征在于：所述防电偶腐蚀的过渡材料层为在金属衬套外周面涂覆的防腐蚀漆层或为磷化处理层。

6.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，其特征在于：所述防电偶腐蚀的过渡材料层为在金属衬套外周面包覆的玻璃纤维布层。

技术总结
一种碳纤维复合材料与金属衬套结合的构件，包括碳纤维复合材料构件本体和金属衬套，在金属衬套的外周面沿其周向设有一圈凹槽，碳纤维复合材料构件本体设有填充在金属衬套凹槽内的防脱凸沿，在金属衬套与碳纤维复合材料构件本体相接的表面设有防电偶腐蚀的过渡材料层。该金属衬套与碳纤维复合材料一体本体成型，从而实现金属衬套与碳纤维复合材料厚度方向的防压脱，连接结构更加紧密稳固。并且在金属衬套上设置防电偶腐蚀的过渡材料层，避免产生电偶腐蚀现象，大大延长构件的使用寿命。

技术研发人员：尚武林;张二勇;朱龙超;罗明丰;龙浩
受保护的技术使用者：连云港神鹰复合材料科技有限公司
技术研发日：2019.11.01
技术公布日：2020.08.04