机械工程学报

作者：丁杰泰, 李熹平, 赵元, 汪斌, 李梦佳, 董卫平

单位：1. 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;2. 浙江师范大学工学院 金华 321004

关键词：一体化成型,界面强度,注塑工艺,复合构件；

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)和国家级大学生创新创业训练计划资助项目。

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。

来源：2023年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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