[发明专利]一种用于航空、航天飞行器隔离层中的金属蜂窝材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于航空、航天飞行器隔离层中的金属蜂窝材料及其制备方法，属于航空航天高性能复合材料领域。 

背景技术

金属蜂窝是金属骨架和蜂窝孔(形状与蜜蜂的巢穴极其相似)相间的一种新型功能复合材料。因其内部结构含有许多蜂窝状直通孔而得名。这种材料具有独特的性能：优良的抗冲击能力、耐热防腐、导电、导热、隔热、隔音、蓄能、吸能减震、电磁屏蔽等。在最近几年，金属蜂窝得到多方面的研究、开发与应用。应用已涉及到航空航天、交通运输、军工、电子、环保、能源、机械、化工、建筑等。特别在航空航天方面，因金属蜂窝能很好的减轻结构重量，得到了广泛的应用。目前，金属蜂窝已经应用于飞机整流罩、阻流板、副翼、方向舵、侧壁、车门等承受载荷不大，但是刚性要求高、重量轻的次要结构部件。更可望在电子设备减震垫、宇宙飞船起落架、减震元件和精密仪器的保护、机内装饰等方面有更广泛、更优良的应用。金属蜂窝的开发与应用已初步形成一种高新技术产业。 

现有制造金属蜂窝的方法是钎焊和胶粘，但是这些方法都存在如下问题：(1)结合强度不高。由于胶粘和钎焊的结合强度不高，金属蜂窝内部金属片易出现开裂脱开。(2)使用温度不高。使用胶粘和钎焊连接的金属蜂窝，因为粘胶和钎焊剂的耐用温度不高，限制了金属蜂窝的使用温度，例如胶粘金属蜂窝耐用温度一般不超过200℃，而钎焊金属蜂窝耐用温度一般不超过500℃。(3)夹杂其它成分。在生产过程中，由于使用粘胶和钎焊剂，带入了其它金属和非金属成分，限制了金属蜂窝的推广和应用。 

发明内容

发明目的：本发明提供一种用于航空、航天飞行器隔离层中的金属蜂窝材料及其制备方法，其结合强度、耐用温度比胶粘法和钎焊法都高，中间不夹杂任何其它元素成分，并且生产率高，便于大批量生产。 

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

(1)该金属蜂窝材料包括上面板(1)、下面板(5)和金属蜂窝夹层。其夹层材料为铝合金或钛合金等常见航空用轻型材料，其面板材料为钛合金、镍基合金或不锈钢等耐热航空材料。 

(2)用砂轮和抛光机将上面板(1)、下面板(5)和多张薄金属板(3)的上、下表面抛光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。 

(3)将下面板(5)放置于平整的地基上，上放间隙柱(2)将多层薄金属板(3)支撑起来，并在金属板每隔一段距离交叉涂上一定宽度的防焊剂(4)，板上未涂防焊剂的宽度和涂防焊剂的宽度之比是2：1。在多层薄金属板之间放置同样的间隙柱(2)，将他们均匀的分隔，并叠放在一起，在金属板上方放置上面板(1)，然后在上面板上布放炸药(6)，插上雷管(7)，点燃雷管(7)，引爆炸药(6)产生爆轰波，推动上面板撞击多层薄金属板(3)，使得各层金属板依次相互碰撞并焊接起来，但是涂抹防焊剂的位置的金属板并没有焊接在一起。 

(4)为了消除爆炸焊接时爆轰波对金属板冲击留下的应力，根据面板和夹层材料的退火温度优选适当的退火温度，将该双金属板放入热处理炉中进行退火。 

(5)将上、下面板分别夹持，并往垂直于叠放方向进行拉伸，使得中间未焊合部位被拉伸开，形成金属蜂窝组织。 

本发明有益效果：本发明最大的特点是采用“爆炸焊接”为多层金属薄板之间一起金属薄板与面板间的连接方法，解决了金属蜂窝存在的层间结合强度低和存在钎焊料的问题，大大提高了金属蜂窝的热稳定性和承载能力，且其制作过程高效，成本低廉。 

附图说明

图1是金属蜂窝材料制备安装示意图。 

具体实施方式

实施例1： 

上、下面板采用钛材，中间的多层金属薄板采用LY12CZ航空铝合金。 

其制备方法： 

(1)该金属蜂窝材料包括上面板(1)、下面板(5)和金属蜂窝夹层。其夹 层材料为铝合金或钛合金等常见航空用轻型材料，其面板材料为钛合金、镍基合金或不锈钢等耐热航空材料。 

(2)用砂轮和抛光机将上面板(1)、下面板(5)和多张薄金属板(3)的上、下表面抛光打磨至表面粗糙度Ra<6nm。