專利名稱：：碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法。
背景技術(shù)：
：隨著航天航空技術(shù)的發(fā)展，對可減少維護費用和減少飛行器結(jié)構(gòu)重量，且具有更長的耐久性和更好的損傷容限的結(jié)構(gòu)材料的需求越來越強烈。當(dāng)前飛行器的結(jié)構(gòu)材料主要包括兩類一類為金屬材料，它具有一定的剛度和強度，韌性和可加工性較好，可靠性高。常用的金屬材料包括鋁及其合金作為航天航空工業(yè)中應(yīng)用最高的金屬材料，具有較高的強度、較高的斷裂韌性、較強的阻止纖維斷裂處的裂紋擴展能力及較強的抗腐蝕性，且成本低廉。鋁合金通常用來制造導(dǎo)彈的蒙皮、彈翼和一些受力構(gòu)件，如翼梁、桁條、翼肋等。美國鋁制品公司為波音公司生產(chǎn)的6.4m長的空射巡航導(dǎo)彈AGM286B，其彈體的五分之四由薄壁鋁合金鑄件構(gòu)成。F22戰(zhàn)機采用了高性能鋁合金705和2124，用作機體內(nèi)部結(jié)構(gòu)如框架、加強肋、腹板、接頭件以及某些蒙皮等，其用量分別占前機身重量的50%、中機身重量的35%、后機身重量的22%、中央翼重量的23%。F-35戰(zhàn)機上采用了兩種可用于損傷容限設(shè)計的2524和71500鋁合金，其總用量在30%至50%之間，占機體材料的主體地位。鈦及其合金具有密度低、比強度高、屈強比高、耐蝕性及高溫力學(xué)性能優(yōu)異等突出特點，在航空、航天、石化、船舶等領(lǐng)域中用量越來越大，以航空應(yīng)用為例，如波音公司和空客公司研制的新一代民用客機(B2787型、A2380型)中鈦合金用量己由第三代的不到4%上升到9%以上。第三代殲擊機中鈦合金結(jié)構(gòu)件用量由F16型的約3。/。增加到了F18、蘇27型的15%以上，而第四代殲擊機F22型的鈦合金結(jié)構(gòu)件用量已占機身結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的41%。但金屬材料的缺點是質(zhì)量較大，這無疑增加了飛行器的飛行成本，并且金屬的疲勞性能也不盡如人意。另一類為復(fù)合材料，它具有很高的比剛度和比強度，疲勞性能好，耐腐蝕，阻燃。"科曼奇，，直升機的機身有70%是由復(fù)合材料制成的。由國內(nèi)三家科研單位合作開發(fā)研制的某殲擊機復(fù)合材料垂尾壁板，比原鋁合金結(jié)構(gòu)輕21kg，減少質(zhì)量30%。北京航空制造工程研究所研制并生產(chǎn)的雙馬來酰亞胺單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料已用于飛機前機身段、垂直尾翼安定面、機翼外翼、阻力板、整流壁板等構(gòu)件。由北京航空材料研究院研制的熱塑性樹脂(PEEK)單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料，具有優(yōu)異的抗斷裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲勞性能，適合制造飛機主承力構(gòu)件，可在12(TC下長期工作，已用于飛機起落架艙護板前蒙皮。盡管上述所述復(fù)合材料具有高比強度、高比模量的優(yōu)點，但復(fù)合材料是各向異性材料，其高比強度、高比模量的性能是基于其單向?qū)訅喊宓臏y試數(shù)據(jù)而言的，即沿纖維鋪層方向的縱向性能很高，而垂直于纖維方向的橫向性能很低。實際應(yīng)用時，必須根據(jù)構(gòu)件的承載情況進行鋪層設(shè)計，將纖維按一定的比例分配到0。、士45°、90。等方向上，以同時滿足構(gòu)件的強度、剛度與抗扭、抗失穩(wěn)的要求。但這樣一來，材料的強度和模量大幅度下降。如T300增強環(huán)氧648復(fù)合材料經(jīng)正交鋪層設(shè)計后，其模量值將降低到接近鋁合金的相應(yīng)值。并且復(fù)合材料的抗沖擊性能，高溫性能較差?？梢?，常規(guī)的復(fù)合材料很難滿足飛行器結(jié)構(gòu)材料的要求。為了不斷提高實用復(fù)合材料的力學(xué)性能，.國外相繼開發(fā)應(yīng)用了高強度、高模量的碳纖維，Sic纖維及金屬基復(fù)合材料。但這些材料由于價格昂貴，也很難在我國推廣應(yīng)用。截至目前為止，國內(nèi)還沒有用于制造高比剛度和比強度，并且具有韌性和可加工性的飛行器結(jié)構(gòu)材料的制造方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，以解決目前為止，國內(nèi)還沒有用于制造高比剛度和比強度，并且具有韌性和可加工性的飛行器結(jié)構(gòu)材料的制造方法。本發(fā)明的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法是這樣完成的一、表面處理.取三塊尺寸和材質(zhì)均相同的金屬板，并對每塊金屬板依次進行脫脂處理和酸洗處理，最后將其水洗至中性，然后放入烘干箱中烘干備用，所述三塊金屬板均為鋁板或鋁合金板；二、纏繞碳纖維復(fù)合材料層所述碳纖維復(fù)合材料層是在經(jīng)步驟一處理后的三塊金屬板中的任意一塊金屬板上環(huán)向纏繞浸過膠液的碳纖維制成的，所述膠液由環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑及無水乙醇溶劑按照質(zhì)量比為l:0.10.18:0.150.2的比例混配制成；三、層合板的層壓成型；所述層合板的層壓成型由以下四個步驟完成a、模具處理；對模具表面涂刷脫模劑處理；b、模壓；將經(jīng)步驟一處理過的另外兩塊金屬板分別固裝在碳纖維復(fù)合材料層的上表面和下表面上并一同放入模具中，合模，之后再放入烘干箱內(nèi)；c、固化、脫模；將放入烘干箱內(nèi)的模具采用梯度升溫法固化，即從室溫加熱至5(TC，恒溫3h4h;再加熱至8(TC，恒溫2h3h;最后再加熱至120°C，恒溫2h3h，再在烘干箱內(nèi)冷卻至室溫，之后，將模具取出脫模制成碳纖維金屬復(fù)合層合板。本發(fā)明具有以下有益效果一、本發(fā)明所制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板(FMLs)是一種由金屬板和碳纖維復(fù)合材料層交替鋪設(shè)后，在一定溫度和壓力下形成的一種層間混雜復(fù)合材料。FMLs綜合了傳統(tǒng)纖維復(fù)合材料和金屬材料的特點，彌補了單一復(fù)合材料和金屬材料的不足，不但具有高比剛度和比強度，還具有金屬材料的韌性和可加工性，并且優(yōu)良的疲勞性能和損傷容限性能是FMLs最主要的特點。同時，F(xiàn)MLs還具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、阻燃、耐沖擊、抗疲勞性能好等優(yōu)點，這使其成為航空航天結(jié)構(gòu)材料的理想選擇。二、鋁作為航空航天工業(yè)中應(yīng)用最高的金屬材料，具有較高的強度、較高的斷裂韌性、較強的阻止纖維斷裂處的裂紋擴展能力和較強的抗腐蝕性。三、目前已商品化的纖維金屬復(fù)合層合板主要采用玻璃纖維和芳綸纖維。但玻璃纖維存在模量低、耐熱性不理想的缺陷；芳綸纖維抗壓、抗扭性能很低，這都難以滿足航空航天工業(yè)對受力結(jié)構(gòu)材料越來越高的應(yīng)用需求。本發(fā)明的增強纖維選用碳纖維；碳纖維具有極高的比強度和高比模量的特性。碳纖維復(fù)合材料具有質(zhì)輕、高強、高模、耐高溫、抗氧化等特性，這些特性使其在各個領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。由于航空航天方面要求材料重量輕，比模量、比強度高，耐高溫、耐磨擦等特點，故碳纖維復(fù)合材料被大量地用于飛機、人造衛(wèi)星、火箭等航天器的結(jié)構(gòu)部件上。四、由于環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、且粘結(jié)力強，固化方便，介電性能優(yōu)良，耐化學(xué)腐蝕性好，因此是航空航天領(lǐng)域重要的聚合物基體材料。本發(fā)明所采用的環(huán)氧樹脂，其型號為TDE85。它是脂環(huán)族縮水甘油酯型的，其分子結(jié)構(gòu)上帶有三個環(huán)氧基，有較高的環(huán)氧值(0.85左右)。TDE85環(huán)氧樹脂粘度低、工藝性能良好、操作簡便、無揮發(fā)味、固化收縮率小，反應(yīng)活性要比一般的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂大。五、本發(fā)明的碳纖維金屬復(fù)合層合板可用于航空航天中飛行器的結(jié)構(gòu)材料，如大型民用客機的蒙皮材料，還可用于汽車的金屬覆蓋件的替代材料、磁懸浮列車、輕型防彈裝甲、艦船、容器、管道等。六、本發(fā)明的制造方法簡單、容易操作，采用本發(fā)明的制造方法制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板能滿足航空航天中飛行器的結(jié)構(gòu)材料的要求。圖1是采用本發(fā)明的制造方法制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式具體實施方式一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的碳纖維金屬復(fù)合層合板由三塊金屬板和碳纖維復(fù)合材料層1組成；所述三塊金屬板均為鋁板或鋁合金板，所述三塊金屬板中的其中一塊金屬板2-l上纏繞碳纖維復(fù)合材料層1，所述三塊金屬板中的另外兩塊金屬板2-2分別固裝在碳纖維復(fù)合材料層1的上表面和下表面上，所述金屬板的厚度為0.2mm0.4mm。本實施方式中，用具有高比強度、比剛度且耐腐蝕的碳纖維增強復(fù)合材料和綜合性能優(yōu)良且抗疲勞、抗沖擊性能好的鋁或者鋁合金制造出力學(xué)性能優(yōu)異的碳纖維金屬復(fù)合層合板。具體實施方式二本實施方式的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法是這樣完成的一、表面處理取三塊尺寸和材質(zhì)均相同的金屬板，并對每塊金屬板依次進行脫脂處理和酸洗處理，最后將其水洗至中性，采用冷水噴淋清洗金屬板表面，然后放入烘干箱中烘干備用，所述三塊金屬板均為鋁板或鋁合金板，金屬板的厚度為0.2mm0.4mm;二、纏繞碳纖維復(fù)合材料層1:所述碳纖維復(fù)合材料層1是在經(jīng)步驟一處理后的三塊金屬板中的其中一塊金屬板2-l上環(huán)向纏繞浸過膠液的碳纖維制成的，所述膠液由環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑及無水乙醇溶劑按照質(zhì)量比為h0.1~0.18:0.150.2的比例混配制成;三、層合板的層壓成型；所述層合板的層壓成型由以下四個步驟完成a、模具處理；對模具表面涂刷脫模劑處理；b、模壓；將經(jīng)步驟一處理過的另外兩塊金屬板2-2分別固裝在碳纖維復(fù)合材料層1的上表面和下表面上并一同放入模具中，合模，之后再放入烘千箱內(nèi)；c、固化、脫模；將放入烘干箱內(nèi)的模具采用梯度升溫法固化，即從室溫加熱至50'C，恒溫3h4h;再加熱至80。C，恒溫2h3h;最后再加熱至120。C，恒溫2h3h，再在烘干箱內(nèi)冷卻至室溫，之后，將模具取出脫模得到平整無翹曲的碳纖維金屬復(fù)合層合板。纏繞成型的特點是纖維能保持連續(xù)完整，可按性能要求配置增強材料，并具有效率高、強度高、可連續(xù)化、機械化生產(chǎn)及生產(chǎn)周期短的優(yōu)點。經(jīng)纏繞成型得到的碳纖維復(fù)合材料層具有耐疲勞、高強度、低密度等特點，是制備輕質(zhì)量、高強度、尺寸穩(wěn)定、耐疲勞的碳纖維金屬復(fù)合層合板的基礎(chǔ)。此外，膠液的濃度是碳纖維金屬復(fù)合層合板質(zhì)量的重要影響因素。濃度過低，則含膠量低，達不到要求；濃度過高，導(dǎo)致膠液粘度過高，不利于碳纖維的浸漬。因此，采用本實施方式所述的膠液配比可保證制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板的質(zhì)量。由本實施方式制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板具有良好的基本力學(xué)性能，具體數(shù)據(jù)見表一表一碳纖維金屬復(fù)合層合板、鋁合金及鈦的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注金屬沒有彎曲和層間剪切的性能指標(biāo)。優(yōu)良的疲勞性能是碳纖維金屬復(fù)合層合板最主要的特點之一，疲勞性能試驗是在MTS810系列疲勞測試系統(tǒng)上進行，根據(jù)靜載下的極限拉伸強度分別取樣在8KN、IOKN的載荷下做疲勞極限測試(頻率f^0Hz，疲勞比R-O.l)，疲勞壽命分別達到了近18萬次和6萬次。由實驗過程可觀察到，復(fù)合層合板都是金屬首先出現(xiàn)裂紋，裂紋擴展速率基本呈線性，直到出現(xiàn)貫穿性裂紋后一段時間，也就是在金屬失去承載能力后纖維才會斷裂，這說明在金屬的夾層中加入纖維增強復(fù)合材料對增強整體碳纖維金屬復(fù)合層合板的疲勞極限有顯著提高。從上面的各種力學(xué)性能的結(jié)果可以看出，碳纖維金屬復(fù)合層合板的縱向橫向拉伸強度良好，超過了金屬鋁合金和鈦的相應(yīng)值。同時，碳纖維金屬復(fù)合層合板還具有較高的彎曲強度及模量和較強的層間剪切強度。在定載荷條件下的疲勞極限測試也體現(xiàn)出該碳纖維金屬復(fù)合層合板優(yōu)良的耐疲勞性能。具體實施方式三本實施方式的步驟一中的脫脂處理是這樣完成的用脫脂棉沾濕丙酮對每塊金屬板表面進行擦拭，除去油污后，再用棉布擦拭干凈即可。其它處理步驟與具體實施方式二相同。具體實施方式四本實施方式的步驟一中的酸洗處理是這樣完成的將金屬板浸泡于酸蝕液中10min15min，用鑷子輔助使金屬板在酸蝕液中左右移動，避免腐蝕不均勻，保證表面處理效果，所述酸蝕液由高錳酸鉀、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸和蒸餾水按照質(zhì)量比為1:2.53:810的比例配制而成。其它處理步驟與具體實施方式二相同。具體實施方式五本實施方式的步驟二中的膠液由環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑及無水乙醇溶劑按照質(zhì)量比為1:0.13:0.18的比例混配制成，采用上述所述配比的膠液可保證碳纖維金屬復(fù)合層合板的質(zhì)量。其它處理步驟與具體實施方式二相同。具體實施方式六本實施方式的步驟二中的環(huán)氧樹脂是脂環(huán)族縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂，可滿足碳纖維復(fù)合材料層的性能要求。其它處理步驟與具體實施方式二或五相同。具體實施方式七本實施方式是本發(fā)明的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法的一個具體實施例，所述制造方法是這樣完成的-1、表面處理1.1脫脂處理用脫脂棉沾濕丙酮對三塊尺寸和材質(zhì)相同的三塊金屬板進行擦拭，除去油污后，再以清潔的棉布擦拭幾次即可，所述金屬板的厚度為0.2mm0.4mm，金屬板為鋁板或鋁合金板；1.2酸洗采用高錳酸鉀、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸和蒸餾水按質(zhì)量比為1:2.5~3:810的比例配成酸蝕液，將所述三塊金屬板浸泡于酸蝕液中10min15min，用鑷子輔助使金屬板在酸蝕液中左右移動，避免腐蝕不均勻，保證表面處理效果，所述三塊金屬板均為鋁板或鋁合金板；1.3水洗至中性酸洗完畢后采用冷水噴淋清洗金屬板表面，然后放入烘干箱中烘干備用；2、纏繞碳纖維復(fù)合材料層2.1碳纖維的處理和烘干纏繞前碳纖維需要進行熱處理，以除去碳纖維表面游離的水分，因為過量的游離水分不僅影響樹脂基體與碳纖維的粘合，同時將引起應(yīng)力腐蝕，并使微裂紋等缺陷進一步擴展，從而使制成的強度和耐老化性能下降，具體做法是將碳纖維在608(TC溫度下烘干20h25h;2.2膠液配制將環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑和無水乙醇溶劑按照重量配比為l:0.10.18:0.15-0.2的比例混合配成膠液，膠液濃度是制品質(zhì)量的重要影響因素，濃度過低，則含膠量低，達不到要求；濃度過高，導(dǎo)致膠液粘度過高，不利于纖維的浸漬，也會使含膠量較低；2.3纏繞(1)纏繞張力在碳纖維纏繞過程中，纏繞張力是纏繞工藝的重要參數(shù)，如果張力過低，制品強度就會偏低；反之，張力過大，碳纖維就會磨損，強度就會下降，預(yù)浸帶的孔隙率也會隨纏繞張力的變化而變化。另外，纏繞張力對預(yù)浸帶的含膠量也會造成一定的影響，控制不好會出現(xiàn)膠液含量沿壁厚不均勻的內(nèi)低外高現(xiàn)象。因此，纏繞時應(yīng)盡量保持束間、束內(nèi)纖維張力均勻。且由于碳纖維的浸漬能力很差，在有張力的情況下，其浸漬能力相當(dāng)差，為使其充分浸漬，纏繞時，在碳纖維束浸膠之前不對其施加張力，以保證碳纖維束稍分散開，使膠液充分浸漬。在經(jīng)過膠槽后，碳纖維束通過膠輥及導(dǎo)絲嘴時會產(chǎn)生張力。通過觀察，此張力比較合適，能使膠液均勻不流淌且保證碳纖維束鋪放均勻。(2)纏繞速度采用濕法纏繞，紗線速度受碳纖維浸膠過程的限制。纏繞速度既不能太快也不能太慢，太快會使碳纖維浸漬不完全且會將預(yù)浸帶表面上的樹脂甩出去，太慢則會使膠液在預(yù)浸帶表面流動不均勻，且會從預(yù)浸帶上"掉"下來，影響了預(yù)浸帶的質(zhì)量。經(jīng)過試驗，碳纖維纏繞的線速度為100轉(zhuǎn)/min120轉(zhuǎn)/min比較合適。(3)環(huán)向纏繞環(huán)向纏繞是沿金屬板周向進行的纏繞。纏繞時，金屬板繞自己的軸線做勻速轉(zhuǎn)動，單向平行張緊的碳纖維通過喂絲架輸送到樹脂槽內(nèi)浸漬溶液狀樹脂，然后經(jīng)壓輥系統(tǒng)，使碳纖維充分浸漬樹脂。為了不增加張力，碳纖維經(jīng)過導(dǎo)絲頭后直接在金屬板上纏繞。金屬板每轉(zhuǎn)一周，碳纖維沿金屬板長度方向移動一個碳纖維寬度。如此循環(huán)下去，直至碳纖維均勻地布滿金屬板表面為止。(4)烘干碳纖維復(fù)合材料層纏好以后，并不立即取下，保持原速度空轉(zhuǎn)，繼續(xù)用烤燈烘烤，溫度保持在4(TC5(TC，持續(xù)2h3h，待樹脂中的溶劑揮發(fā)充分，冷卻至室溫后取下。3、層壓成型FMLs的鋪層方式有多種，其中以3/2、5/4為主要鋪層形式。本實施方式制備的碳纖維金屬復(fù)合層合板是3/2型，也就是三層金屬板夾兩層復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料層是單向的連續(xù)碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層，其碳纖維體積含量在50%60%之間，具體層壓成型工藝如下(1)模具處理與涂刷脫模劑先將模具的表面用粗砂紙打磨，除去模具表面殘留的樹脂和灰塵等雜物，然后再用細(xì)砂紙打磨，使模具表面光滑平整，以便于脫模且保證碳纖維金屬復(fù)合層合板的表面質(zhì)量，清理好模具后，均勻地涂上脫模劑。本實施方式中采用的是外脫模劑，即硅油，即在裝模前直接涂刷在模具的成型表面上。因為材料的成型溫度比較高，如果選用脫模紙，當(dāng)樹脂粘流后容易造成粘結(jié)不易脫模。(2)模壓將切去多余的尺寸的碳纖維復(fù)合材料層和金屬板壓疊，使碳纖維方向與金屬板的軋制方向相同。在壓疊時要沿碳纖維方向從中央到邊緣施壓以驅(qū)趕空氣，對滯留于界面內(nèi)的氣泡，用薄刀片沿碳纖維方向挑破(不損壞碳纖維)使氣泡逸出、壓平。然后再將另兩塊金屬板固裝在碳纖維復(fù)合材料層的上表面和下表面上后，放入模具內(nèi)，合模，放入烘干箱中。對于層合板成型而言，加壓時機的控制是一個重要的方面。如加壓過早，此時樹脂流動性大，加壓導(dǎo)致樹脂流失較多，制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板貧膠，孔隙率大，且壓力會導(dǎo)致可揮發(fā)物沸點升高不易排走。加壓過晚，此時樹脂已凝膠，無流動性，壓力排不走氣泡，導(dǎo)致復(fù)合材料不嚴(yán)實，層間粘結(jié)力低，空隙率大，厚度差。一般希望在樹脂凝膠前但尚未凝膠時加壓，利用少量的流膠帶走氣泡，壓實材料。(3)固化在樹脂基復(fù)合材料中，樹脂起到連接纖維、傳遞應(yīng)力的作用，因此樹脂性能的好壞直接影響到復(fù)合材料的整體性能。樹脂性能本身受很多因素的影響，如原材料、配比、工藝成型、固化條件等，其中固化是成型工藝中重要的環(huán)節(jié)。樹脂固化就是高分子材料的交聯(lián)反應(yīng)，即樹脂由線形分子結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。同樣的樹脂體系在加熱固化時，因固化時間、固化溫度的不同可以形成物理力學(xué)性能不同的、甚至是差異很大的分子結(jié)構(gòu)。時間短或溫度低樹脂無法完全固化，而時間過長或溫度過高則造成不必要的能源浪費，甚至?xí)p傷其性能。另外，樹脂的選定準(zhǔn)則一般是以其延伸率略高于纖維的延伸率而達到最佳匹配，以犧牲其他條件為代價而獲得遠(yuǎn)高于使用要求的延伸率實際上是一種性能浪費。因此根據(jù)具體使用要求尋求最佳的固化升溫制度顯得極為必要。本實施方式中的碳纖維金屬復(fù)合層合板的固化制度為在烘干箱中采用梯度升溫法固化，從室溫加熱至5(TC，恒溫3h4h;加熱至80。C，恒溫2h3h;加熱至12(TC，恒溫2h3h;再在爐內(nèi)冷卻至室溫。(4)脫模脫模得到平整無翹曲的碳纖維金屬復(fù)合層合板。權(quán)利要求1、一種碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，其特征在于所述制造方法是這樣完成的一、表面處理取三塊尺寸和材質(zhì)均相同的金屬板，并對每塊金屬板依次進行脫脂處理和酸洗處理，最后將其水洗至中性，然后放入烘干箱中烘干備用，所述三塊金屬板均為鋁板或鋁合金板；二、纏繞碳纖維復(fù)合材料層(1)所述碳纖維復(fù)合材料層(1)是在經(jīng)步驟一處理后的三塊金屬板中的其中一塊金屬板(2-1)上環(huán)向纏繞浸過膠液的碳纖維制成，所述膠液由環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑及無水乙醇溶劑按照質(zhì)量比為1∶0.1～0.180.15～0.2的比例混配制成的；三、層合板的層壓成型；所述層合板的層壓成型由以下四個步驟完成a、模具處理；對模具表面涂刷脫模劑處理；b、模壓；將經(jīng)步驟一處理過的另外兩塊金屬板(2-2)分別固裝在碳纖維復(fù)合材料層(1)的上表面和下表面上并一同放入模具中，合模，之后再放入烘干箱內(nèi)；c、固化、脫模；將放入烘干箱內(nèi)的模具采用梯度升溫法固化，即從室溫加熱至50℃，恒溫3h～4h；再加熱至80℃，恒溫2h～3h；最后再加熱至120℃，恒溫2h～3h，再在烘干箱內(nèi)冷卻至室溫，之后，將模具取出脫模制成碳纖維金屬復(fù)合層合板。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，其特征在于所述步驟一中的金屬板的厚度為0.2mm0.4mm。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，其特征在于所述步驟一中的脫脂處理是這樣完成的用脫脂棉沾濕丙酮對每塊金屬板表面進行擦拭，除去油污后，再用棉布擦拭干凈即可。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，其特征在于所述步驟一中的酸洗處理是這樣完成的將金屬板浸泡于酸蝕液中10min15min，所述酸蝕液由高錳酸鉀、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸和蒸餾水按照質(zhì)量比為l:2.5~3:810的比例配制而成。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，其特征在于所述步驟二中的膠液由環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑及無水乙醇溶劑按照質(zhì)量比為l:0.13:0.18的比例混配制成。6、根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，其特征在于所述環(huán)氧樹脂是脂環(huán)族縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂。全文摘要碳纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法，它涉及一種纖維金屬復(fù)合層合板的制造方法。針對國內(nèi)沒有用于制造高比剛度和比強度，并且具有韌性和可加工性的飛行器結(jié)構(gòu)材料制造方法問題。本發(fā)明的方法是對三塊金屬板表面處理；在其中一塊金屬板上纏繞浸過膠液的碳纖維復(fù)合材料層，膠液由環(huán)氧樹脂、間苯二胺固化劑及無水乙醇溶劑按照質(zhì)量比為1∶0.1～0.18∶0.15～0.2的比例混配制成的；將另外兩塊金屬板固裝在碳纖維復(fù)合材料層的上、下表面上并一同放入模具中，合模、烘干、采用梯度升溫法固化、脫模。本發(fā)明的制造方法簡單、容易操作，用本發(fā)明的制造方法制成的碳纖維金屬復(fù)合層合板具有高比剛度和比強度，還具有金屬材料的韌性和可加工性，疲勞性能和損傷容限性能優(yōu)良。文檔編號B32B37/02GK101417524SQ2008101373公開日2009年4月29日申請日期2008年10月17日優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日發(fā)明者劉文博,方一帆,玉樊,王榮國,鑫計,赫曉東申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)