钢-聚氨酯柔性复合构件一体化注塑成型及界面强度研究

作     者：丁杰泰 李熹平 赵元 汪斌 李梦佳 董卫平 DING Jietai;LI Xiping;ZHAO Yuan;WANG Bin;LI Mengjia;DONG Weiping

作者机构：浙江师范大学浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室金华321004 浙江师范大学工学院金华321004 

基　　金：浙江省自然科学基金(LY20E050008) 国家自然科学基金(12002315) 浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室基金(ZSDRTZZ2020003) 浙江师范大学自主设计(2020ZS04) 国家级大学生创新创业训练计划资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第14期

页      码：73-82页

摘      要：金属-聚合物异质复合构件具有强度高、轻质和减振等优点,在航空航天、汽车制造、能源等领域得到广泛应用。探索成形便利、界面结合强度高、且可形成复杂特征的成形工艺是工业领域共同追求的目标。提出了一种利用注塑工艺一体化成型钢-热塑性聚氨酯(TPU)复合构件的方法。首先,对钢表面进行喷砂、氧化和硅烷化处理,改变钢材表面的微结构形态和成分;然后,将处理后的试样放入模具型腔中,在其表面直接注塑TPU熔体一体化成型钢-TPU复合构件;最后,对成型的复合构件进行退火处理,既消除了成型构件的残余应力,又促使金属表面硅烷化后氨基类官能团与TPU中官能团产生作用,进一步提高其界面强度。拉剪测试表明,当复合构件界面结合强度达到17.8 MPa时,TPU材料自身发生破坏,而其结合界面并未产生脱落。利用提出的方法成功制得了钢-TPU柔性可变形夹具,可用于对不同直径的工件施加径向力以实现夹紧的作用,提高了夹具的通用性。

主 题 词：一体化成型 界面强度 注塑工艺 复合构件 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2023.14.073

馆 藏 号：203115085...