优化夹层复合板材结构及粘接强度提升对成形性能的影响

涂覆塑料的钢板、不同金属板叠合在一起（如冷轧叠合）得到的复合板等破裂时的变形比单体材料破裂时的变形大，它的某些材料特性值（比如n值）也大。

以钢为基体、多孔性青铜为中间层、塑料为表层的三层复合板材，特别适用于汽车、飞机及核反应堆氦循环器中的轴承零件等。因为这类复合板材的冲压性能取决于基体钢，摩擦磨损性能取决于塑料，钢与塑料间通过多孔性青铜层为媒介，获得可靠的结合力，所以性能大大优于一般涂层板材。塑料—铜—钢三层复合板材的结构组成如图1-1-1所示。

图1-1-1 三层复合板材的结构组成

1—塑料 2—铜 3—钢

当今，为适应汽车实现振动小、噪声低、舒适性高的需要而重点开发研究的新型汽车用减振复合钢板，是在两层薄钢板之间用粘弹性材料（树脂）为夹层，形成所谓的“三明治”型夹层复合板材。它禀承了钢板强度高、塑性好及树脂阻尼性好的双重优良性能。

选择不同性质的中间夹层材料可实现不同的目的要求。以抗振为目的的夹层复合板材树脂层的厚度一般为0.05mm左右，由于树脂具有较好的粘弹特性，能吸收机械振动，使之转换成热能，并释放出去，从而可达到减少振动，降低噪声的效果。以减轻重量为目的的夹层复合板材中间夹层厚度较大，所用材料是具有高强度的尼龙等。图1-1-2所示为两种防振复合板材的结构组成示意图。(www.xing528.com)

图1-1-2 防振复合板材组成示意图

a）钢厚0.2～0.3mm，塑料厚0.3～0.5mm b）钢厚0.3～1.6mm，塑料厚0.05～0.2mm

1—钢 2—塑料

20世纪80年代初期，国际上对复合板材进行的研究结果表明：温度和板间粘接强度对复合板材的成形性能影响较大。提高粘接强度可以明显地改善复合板材的成形性能。当粘接强度达到15MPa以上时，复合板材的n值、r值及均匀伸长率等均与塑料夹层的关系不大，取决于表层钢板性能，大体上接近表层钢板性能水平。此外，复合板材的极限拉深比随夹层厚度的增加而减少，抗起皱能力随厚度的增加而下降，而胀形高度和扩孔率λ几乎不受塑料夹层性能的影响，而主要取决于表层钢板的冲压性能。