一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法

本发明涉及材料工艺领域，特别涉及一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法。

背景技术：

1、纤维金属层板是基于金属薄板和层状纤维增强复合材料交替铺层并在一定温度和压力下复合而成的层间复合材料。纤维金属层板可充分发挥金属板材和纤维增强复合材料的优点并在很大程度上抑制各自的弱点，具有高损伤容限、轻量化、高比强度、比刚度等显著优点，已成为航空航天、造船、交通运输等领域应用的重要轻质高性能材料。随着我国航空航天等高科技领域对自主研发技术水平要求的不断提高，纤维金属层板材料的设计开发、制备技术与生产装备等的研究备受行业关注。

2、镁合金和玻璃纤维增强树脂复合材料都是优良的轻质材料，其在强度、损伤容限等方面互补性好，二者的复合可发挥各自的性能优势，形成轻质高性能的纤维镁合金层板。目前纤维金属层板采用热压成型制备，然而，此类纤维金属层板构件成形时因两种组成材料层具有极大的物性差异，导致在热力复合作用下难以协调成形、界面结合力弱易分层、断裂等问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、镁合金金属板预处理：清除金属板表面的粉尘和油污，浸渍在三氯甲基硅烷溶液中，干燥固化，得到镁合金金属板，备用；

5、s2、玻璃纤维层预处理：将玻璃纤维、环氧树脂和三甲基氯硅烷混合，在高速分散机进行分散乳化，干燥固化，得到玻璃纤维层，备用；

6、s3、夹层铺设：先铺设固定一层镁合金金属板，接着在上面铺设固定玻璃纤维层，最后铺设固定一层镁合金金属板；

7、s4、搅拌摩擦加工焊接：在焊接位置进行搅拌摩擦焊接，得到玻璃纤维镁合金层板。

8、进一步的，步骤s1中，所述浸渍的时间为30-60min。

9、进一步的，步骤s1中，所述三氯甲基硅烷溶液的浓度为3％-5％。

10、进一步的，步骤s2中，所述玻璃纤维、环氧树脂和三甲基氯硅烷的质量比为1:4-6:0.1-0.3。

11、进一步的，步骤s2中，所述高速分散机的转速为800-1000r/min；所述分散乳化的时间5-10min。

12、进一步的，步骤s2中，所述玻璃纤维层的厚度为0.35-1.0mm。

13、进一步的，步骤s3中，所述镁合金金属板与玻璃纤维层的厚度比为2-5:1。

14、进一步的，步骤s4中，所述搅拌摩擦采用的搅拌头转速为600-1000rpm，加工速度为30-80mm/min。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1、本发明的焊接方法采用搅拌摩擦加工，能够避免目前传统的热压工艺使物性差异大的两种组成材料层组成的层板界面结合力弱易分层和机械性能差的问题。本发明利用搅拌摩擦的热力复合作用实现层板间界面的有效结合，提高层间剪切强度，制备的玻璃纤维镁合金层板具有优异的机械性能。同时本发明简化工艺流程，提高工作效率，节约能耗，减少成本，玻璃纤维镁合金层板轻量化。

17、2、本发明对镁合金金属板用三氯甲基硅烷预处理，可以在金属板表面形成一层硅氧化物薄膜，使其表面能增加，提高金属板表面的亲液性和耐腐蚀性，增强涂覆或粘合的附着力。

18、3、本发明的玻璃纤维层预处理将玻璃纤维、环氧树脂和三甲基氯硅烷混合，预处理后的玻璃纤维层更具加工性能，易于成型，提高生产效率和降低制造成本，最终制备的玻璃纤维镁合金层板具有良好耐候性和耐腐蚀性，提升了力学性能和稳定性。

技术特征：

1.一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述浸渍的时间为30-60min。

3.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述三氯甲基硅烷溶液的浓度为3％-5％。

4.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述玻璃纤维、环氧树脂和三甲基氯硅烷的质量比为1:4-6:0.1-0.3。

5.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述高速分散机的转速为800-1000r/min；所述分散乳化的时间5-10min。

6.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述玻璃纤维层的厚度为0.35-1.0mm。

7.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述镁合金金属板与玻璃纤维层的厚度比为2-5:1。

8.如权利要求1所述的一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述搅拌摩擦采用的搅拌头转速为600-1000rpm，加工速度为30-80mm/min。

技术总结本发明提供一种玻璃纤维镁合金层板的制备方法，具体步骤包括：S1、清除金属板表面的粉尘和油污，浸渍在三氯甲基硅烷溶液中，干燥固化，得到镁合金金属板；S2、将玻璃纤维、环氧树脂和三甲基氯硅烷混合，在高速分散机进行分散乳化，干燥固化，得到玻璃纤维层；S3、先铺设固定一层镁合金金属板，接着在上面铺设固定玻璃纤维层，最后铺设固定一层镁合金金属板；S4、在焊接位置进行搅拌摩擦焊接，得到玻璃纤维镁合金层板。本发明利用搅拌摩擦的热力复合作用实现层板间界面的有效结合，提高层间剪切强度，制备的玻璃纤维镁合金层板轻量化，具有优异的机械性能。本发明简化工艺流程，提高工作效率，减少成本。技术研发人员：耿家源,梁汉优,牧青,刘怀海,肖雪,李洋,史振灵,刘乐涛受保护的技术使用者：湖南应用技术学院技术研发日：技术公布日：2024/6/23