力對(duì)應(yīng)某一下壓量的金屬層狀復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度。
[0041] 在本發(fā)明上述實(shí)施例的確定金屬層狀復(fù)合材料界面剝離強(qiáng)度的方法中，步驟1中， 可以通過(guò)設(shè)置一系列下壓量對(duì)第一金屬層和第二金屬層乳制，形成不同下壓量的金屬層狀 復(fù)合材料。例如下壓量分別為1 %、2%、4%、5%、……51%、52%、53%、54%、55%。但是這 種方法需要進(jìn)行多次乳制，一方面耗費(fèi)工時(shí)，另一方面耗費(fèi)原材料，造成材料浪費(fèi)。另一種 乳制方法如下，利用乳機(jī)對(duì)第一金屬層和第二金屬層進(jìn)行一道下壓量為N的乳制，保留變形 區(qū)試樣，該試樣的壓下量包括了從0到N%的變形狀態(tài)。例如，利用乳機(jī)對(duì)第一金屬層和第二 金屬層進(jìn)行一道下壓量為55的乳制，保留變形區(qū)試樣，該試樣的壓下量包括了從0到55%的 變形狀態(tài)。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，所述壓量為N大于臨界下壓量R。。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] (1)實(shí)驗(yàn)選用的材料為0.23mm厚的4A60鋁合金與4mm厚的08A1鋼板，其寬度為 460mm〇
[0044] (2)乳制復(fù)合前對(duì)4A60鋁合金、08A1鋼板先進(jìn)行鋼絲刷對(duì)表面進(jìn)行打磨，采用張力 乳制，在Φ420πιπι四輥乳機(jī)上經(jīng)55%-道次乳制，保留變形區(qū)試樣，該試樣的壓下量包括了 從0到55 %的變形狀態(tài)。
[0045] (3)通過(guò)機(jī)械加工制備剝離試樣，試樣長(zhǎng)度為150mm，寬度為10mm;剝離試驗(yàn)在 Zwick/Roel 1電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，剝離拉伸速率為2mm/min，獲得的剝離曲線如圖1所 示。剝離力包括使金屬層狀復(fù)合材料某一金屬層斷裂時(shí)的力為40.2N，以及對(duì)應(yīng)的 臨界下壓量1^為35%。
[0046] (4)4A60鋁的強(qiáng)度在乳制變形區(qū)內(nèi)隨著厚度(對(duì)應(yīng)不同變形量）的不同而變化，考 慮加工硬化的影響，4A60鋁的流變曲線可以用下式描述：
[0047] σΑι = 141.6ε0·20
[0048] 將0.23mm厚的4Α60錯(cuò)合金制成拉伸試樣，在Zwick/Roell電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 拉伸性能測(cè)試，得到應(yīng)力應(yīng)變的拉伸曲線，根據(jù)該曲線耦合得到真應(yīng)力應(yīng)變曲線〇caad = Ken， 根據(jù)曲線可知式1中Κ = 141 ·6;η = 0·20;
[0049] 另外，乳制過(guò)程中壓下量和應(yīng)變的關(guān)系可以通過(guò)下式來(lái)表達(dá)：
[0050]
[0051]設(shè)復(fù)層斷裂時(shí)界面結(jié)合強(qiáng)度的臨界值與復(fù)層斷裂強(qiáng)度相等，則可得出復(fù)層斷裂時(shí) 界面結(jié)合強(qiáng)度的臨界值按下式計(jì)算，為了建立剝離力和結(jié)合強(qiáng)度的關(guān)系，可以通 過(guò)估算剝離試樣的有效面積S來(lái)進(jìn)行。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，超過(guò)35%壓下量時(shí)鋁層斷裂，因此可 以得出〇B的臨界值為：
[0052]
[0053]
[0054]
[0055]
[0056]
[0057]通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出剝離角度為45°的有效的剝離面積為0.35mm2。
[0058] 通過(guò)有效面積S及剝離力可以計(jì)算出不同壓下量下的界面結(jié)合強(qiáng)度。通過(guò)計(jì)算可 以獲得壓下量為35%時(shí)界面結(jié)合強(qiáng)度為88±6MPa，此強(qiáng)度為正應(yīng)力狀態(tài)下界面的結(jié)合強(qiáng) 度。
[0059] 以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍 由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各 種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定金屬層狀復(fù)合材料界面剝離強(qiáng)度的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，將第一金屬層和第二金屬層通過(guò)乳制形成不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料，通 過(guò)剝離試驗(yàn)確定不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的剝離力;所述剝離力包括使金屬層 狀復(fù)合材料某一金屬層斷裂時(shí)的的力Fb,critical，以及對(duì)應(yīng)的臨界下壓量R。； 步驟2,通過(guò)拉伸獲得發(fā)生斷裂金屬層材料的拉伸曲線，并將拉伸曲線轉(zhuǎn)換為真應(yīng)力-應(yīng)變曲線如式1; 〇clad = Ken (式 1); 在式1中，Ocdad是發(fā)生斷裂金屬層材料的真應(yīng)力強(qiáng)度值，K是硬化系數(shù)，η是材料的硬化指 數(shù)； 乳制后發(fā)生斷裂金屬層材料的壓下量和應(yīng)變的關(guān)系可以通過(guò)式2來(lái)表達(dá)，設(shè)復(fù)層斷裂時(shí)界面結(jié)合強(qiáng)度的臨界值與復(fù)層斷裂強(qiáng)度相等，則可得出復(fù)層斷裂時(shí)界面 結(jié)合強(qiáng)度的臨界值〇B, critical按式3計(jì)算，根據(jù)金屬層狀復(fù)合材料某一金屬層斷裂時(shí)對(duì)應(yīng)的力Fbmmw結(jié)合式4可以計(jì)算出剝離 時(shí)界面分離的瞬時(shí)有效面積S，步驟3,利用步驟1中獲得的不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的剝離力以及瞬時(shí)有 效面積S，計(jì)算出與剝離力對(duì)應(yīng)某一下壓量的金屬層狀復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定金屬層狀復(fù)合材料界面剝離強(qiáng)度的方法，其特征在于，步 驟1中，將第一金屬層和第二金屬層通過(guò)乳制形成不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料的具體 過(guò)程為，利用乳機(jī)對(duì)第一金屬層和第二金屬層進(jìn)行一道下壓量為N的乳制，保留變形區(qū)試 樣，該試樣的壓下量包括了從〇到N%的變形狀態(tài)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的確定金屬層狀復(fù)合材料界面剝離強(qiáng)度的方法，其特征在于，所 述壓量為N大于臨界下壓量R。。4. 一種金屬層狀復(fù)合材料試樣，其特征在于，所述試樣包括第一金屬層和第二金屬層， 該試樣的壓下量包括了從0到N%的連續(xù)變形狀態(tài)。5. 權(quán)利要求4所述金屬層狀復(fù)合材料試樣的制備方法，利用乳機(jī)對(duì)第一金屬層和第二 金屬層進(jìn)行一道下壓量為N的乳制，保留變形區(qū)試樣，該試樣的壓下量包括了從0到N%的變 形狀態(tài)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種確定金屬層狀復(fù)合材料界面剝離強(qiáng)度的方法，包括：1，將第一金屬層和第二金屬層通過(guò)軋制形成不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料，通過(guò)剝離試驗(yàn)確定不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的剝離力；所述剝離力包括使金屬層狀復(fù)合材料某一金屬層斷裂時(shí)的力FB,critical，以及對(duì)應(yīng)的臨界下壓量Rc；2，通過(guò)拉伸獲得發(fā)生斷裂金屬層材料的拉伸曲線，并將拉伸曲線轉(zhuǎn)換為真應(yīng)力-應(yīng)變曲線；計(jì)算出剝離時(shí)界面分離的瞬時(shí)有效面積S，3，利用步驟1中獲得的不同下壓量的金屬層狀復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的剝離力以及瞬時(shí)有效面積S，計(jì)算出與剝離力對(duì)應(yīng)某一下壓量的金屬層狀復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明方法具有界面結(jié)合強(qiáng)度誤差較小、試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】G01N1/28, G01N19/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105675362
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610013230
【發(fā)明人】李龍, 張小軍, 陳鑫, 高闖, 周德敬
【申請(qǐng)人】銀邦金屬?gòu)?fù)合材料股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日