超声波辅助热压成型的聚丙烯/铝合金界面微-纳互锁结构与性能研究

塑料/金属直接成型技术是当前汽车轻量化技术的热点之一。采用酸碱处理和阳极氧化的表面处理方法,在铝合金表面制备了微-纳针尖状结构,通过自主开发的超声辅助热压技术成功实现了聚丙烯/铝合金直接复合成型,探讨了超声波参数对聚丙烯/铝合金复合界面结构与性能的影响,采用超薄切片、反溶解铝合金方法研究了界面形貌。拉伸-剪切试验结果显示,非超声压制件的界面拉伸-剪切强度为12.04MPa,界面层平均厚度为6.47μm,失效形式主要为混合失效;超声压制件的界面拉伸-剪切强度可达19.90 MPa,提高了65.3%,界面层平均厚度减小到为5.40μm,且聚丙烯与铝合金微纳表面形成良好的微观机械互锁结构,失效形式主要为内聚失效。试验表明,超声波辅助塑料熔体填充金属表面微-纳结构形成微观锚接效应,成功实现了塑料/金属直接成型。