CN1320991C

CN1320991C - 一种树脂传递模塑工艺用复合材料模具的制造方法

Info

Publication number: CN1320991C
Application number: CNB2004100627584A
Authority: CN
Inventors: 高国强; 李新华; 李松; 王庆明
Original assignee: BEIJING RESEARCH DESIGN INST OF GRP PRODUCT
Current assignee: Sinomatech Wind Power Blade Co Ltd
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: CN1586859A

Abstract

本发明公开了一种树脂传递模塑工艺用复合材料模具的制造方法。它包括常规方法制备标准母模以及对其进行电铸前期处理的步骤，其特点还有以下步骤：1)设一底部盛有固体硫镍的金属钛篮且充入有电铸液体的电铸槽；2)将经过电铸前期处理过的标准母模浸入步骤1)的电铸液体中，通入阴极电流，电流密度为1-30A/dm³，其标准母模外表面形成金属电沉积；3)清洗覆有电铸层的标准母模，再在其表面加设一复合金属壳；4)用真空袋法加设背衬材料成型为模具框架，其内浇注填充材料；5)常温固化后脱模、表面打磨及抛光处理成型为本发明的复合材料模具。其成本是金属模具的25-35%，表面硬度可比普通玻璃钢模具提高10倍，易于推广应用。

Description

一种树脂传递模塑工艺用复合材料模具的制造方法

技术领域

本发明涉及一种模具制造方法，具体讲是一种树脂传递模塑工艺用的复合材料模具的制造方法。

背景技术

树脂传递模塑工艺是英文Resin Transfer Molding(缩写RTM)的中文译名，是玻璃钢复合材料成型工艺中的一种。传统的RTM工艺用模具为金属模具和普通的复合材料模具。传统的金属模具精度高、尺寸稳定、寿命长，但其制造周期长、成本高；而普通的复合材料模具制造周期短、重量轻、成本低，但其表面硬度低、耐磨性差；无法满足RTM工艺用模具的耐高温、耐磨蚀、耐久性能的特殊要求。为了解决树脂模具的表面质量问题，《聚胺酯工业》1996年第三期公开了一篇“树脂模具型腔表面质量的提高”文章，该文章中通过对模具型腔表面进行处理，采用表面喷镀或喷漆的方法，使其模具型腔表面附着一层铝粉或为耐温性能、强度以及表面粘附性能好的一层漆，该方法虽改善了模具型腔表面的质量，但其工艺复杂，程序繁琐，喷镀的铝粉层不能超过0.5mm，否则镀层易剥落，且成本很高。另外，1987年公布的中国专利，公开号CN86104403A，介绍了一种高寿命树脂模具的制造方法，采用的是真空蒸镀或电镀方法使样件表面形成0.01～0.5mm的金属薄膜，然后浇注混有金属粉末的树脂，固化取样。由于真空蒸镀及电镀技术形成的金属层很薄，从其示例中可看出实际也只镀了0.05mm的Cu层，无法作为模具的承载面，其表面硬度满足不了RTM工艺用模具所需要承受树脂的放热峰高温和固化过程模腔内不超过1MPa的压力冲击。

发明内容

为了解决上述现有技术中金属材料模具成本高以及普通复合材料模具的表面硬度低，耐磨性差及使用寿命短等缺陷，本发明的目的是提供一种适用于RTM工艺用的新型复合材料模具的制造方法，该模具的表面硬度高，耐磨性好并具有高耐久性。

为实现上述的目的，本发明采用了如下技术方案：一种复合材料模具的制造方法，该模具用于树脂传递模塑工艺上，它包括采用常规方法制备标准母模以及对其进行电铸前期处理的步骤，其特征在于，它还包括如下步骤：

1)取一电铸槽，其内放置有一底部盛有固体硫镍的金属钛篮，充入电铸液体；

2)将经过电铸前期处理过的标准母模浸入步骤1)的电铸液体中，通入阴极电流，所述标准母模为阴极，所述固体硫镍为阳极，其电流密度为1-30A/dm²，在标准母模外表面进行金属电沉积，形成一金属电铸层，其电铸层厚度为0.8-1.2mm；

3)取出步骤2)覆有电铸层的标准母模，置于清洗槽内，洗净所述标准母模表面残存的电铸液，然后取出并用丙酮擦净；

4)在步骤3)形成的电铸层表面上再加设一复合金属壳，成型为一复合金属壳；所述复合金属壳的厚度至少为3.6mm；

5)在步骤4)成型的复合金属壳表面上采用真空袋法成型加设背衬材料，在成型的背衬材料四周加挡板，所述挡板与所述背衬材料粘结为一体，构成模具框架；

6)在步骤5)成型的模具框架内放入一支撑骨架，向该模具框架内浇注填充材料；

7)将步骤6)成型的模具置于常温下固化，经机械脱模、表面打磨及抛光处理成型为所述的复合材料模具。

上述的电铸液体由氨基磺酸镍(Ni(NH₂SO₃)₂.4H₂O)、氯化镍(NiCl₂.6H₂O)、氨基磺酸钴(Co(NH₂SO₃)₂.4H₂O)、硼酸(H₃BO₃)、降应力剂、平滑剂与湿润剂组成，其各种材料的体积配比为：氨基磺酸镍350-400g/l、氯化镍10-20g/l、氨基磺酸钴2.5g/l、硼酸35-40g/l、降应力剂15-20ml/l、平滑剂15-20ml/l、湿润剂1-3ml/l。

上述的降应力剂采用LN-MU、所述平滑剂采用LN-MA、所述湿润剂采用Y-17或Y-19中一种。

上述的电铸液体为加温的电铸液体，其温度为40-60℃，所述电铸液体为酸性液体，其PH值为3.5-4.4；

本发明方法步骤4)的复合金属壳可以采用两种方式形成：

第一种方式为：采用Zn-Al伪合金对所述电铸层表面进行电弧喷涂，其喷涂厚度为2.8-3.2mm。

第二种方式为：采用电铸铜法，其具体操作为：取另一电铸槽，其内充入电铸铜液体，将带有电铸层表面的标准母模浸入所述电铸铜液体中，通过空气和机械搅拌，进行复合金属电沉积形成复合金属壳；将覆着复合金属壳的标准母模由电铸槽中取出，再放入另一清洗槽中，进行二次清洗，洗净其表面残存的电铸铜液，用丙酮擦拭干净。所述的电铸铜液体由硫酸铜、硫酸、盐酸与开缸剂组成，其重量体积配方为：硫酸铜180-280g/l，硫酸30-90ml/l，盐酸0.1ml/l，开缸剂3ml/l；所述盐酸的浓度为37％；其中硫酸与盐酸均采用化学纯硫酸与化学纯盐酸。

本发明方法的步骤5)所述背衬材料由玻璃纤维布、短切毡、环氧树脂，玻璃纤维布与短切毡以重复叠压的方式铺设，然后按照所述的真空袋法抽真空，注入环氧树脂且浸透玻璃纤维布与短切毡，环氧树脂固化后粘结为一体组成，其总厚度为6-10mm；所述填充材料为环氧树脂与陶粒，其环氧树脂与陶粒重量百分配比为50∶50，所述环氧树脂为液体，所述陶粒为固体颗粒。

上述的复合金属壳表面还可以铺设一层加热层，加热层为盘设的铜管，其铜管直径为8-10mm，所述铜管与所述复合金属壳由环氧树脂与铝粉组合的混合物粘结为一体，其环氧树脂与铝粉的重量百分配比为60∶40。

本发明采用上述方法，其具有以下优点：

1.本发明最终成型模具的复合金属壳表面加设的背衬材料，是由玻璃纤维布、短切毡、环氧树脂、铝粉和陶粒复合而成，其成本低，是金属模具成本的25-35％，采用电铸层技术形成的壳体表面，其复制性良好，可获得精确的尺寸。

2.本发明的金属电沉积的材料可选用Ni、Cu、Ni-Co、Ni-Fe、Ni-Mn等金属或金属合金中的一种，其表面硬度可达HV600Mpa，与普通玻璃钢模具相比可提高10倍，同时还具有良好的耐磨性能，接近钢模水平。

3.电铸速度缓慢为20-60μm/h，所以电铸1mm镍或其它金属合金后，要采用电弧喷涂3mm的Zn-Al伪合金，这样可比全电铸节省成本1/3，减少生产周期4天。

4.背衬材料采用真空袋法成型，真空成型可赶尽空气，提高界面的结合强度与背衬层的刚度，并可以缩短生产周期。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图

具体实施方式

本发明的复合材料模具的制备方法具体操作如下：

根据产品或模具图纸用常规方法生产加工出复合材料标准母模，标准母模的基材通常选用木材，还可以选用石蜡、石膏、黏土、聚氨酯、橡胶或陶瓷中一种。将标准母模进行电铸前期处理，包括采用常规方法除应力、磨光与抛光、除油、粗化、敏化、活化、覆盖导电层。其中最重要的导电层可通过涂敷方法、银镜反应法、化学镀法、热加工法、真空喷镀金属等方法加以实现，上述方法均采用现有技术。

经过一系列前期处理后，将处理后的标准母模以阴极形式置于一电铸槽中，电铸槽内放置有一底部盛有固体硫镍的金属钛篮，在电铸槽中充入电铸液，将标准母模放入电铸液中，此时电铸液占电铸槽5/6的体积，标准母模为阴极，固体硫镍为阳极，通入阴极电流，其电流密度为1-30A/dm²，在标准母模外表面进行金属电沉积，形成一金属电铸层，其电铸层厚度为0.8-1.2mm；

电铸液由氨基磺酸镍(Ni(NH₂SO₃)₂.4H₂O)、氯化镍(NiCl₂.6H₂O)、氨基磺酸钴(Co(NH₂SO₃)₂.4H₂O)、硼酸(H₃BO₃)、降应力剂、平滑剂与湿润剂组成，其体积配比为：氨基磺酸镍350-400g/l、氯化镍10-20g/l、氨基磺酸钴2.5g/l、硼酸35-40g/l、降应力剂15-20ml/l、平滑剂15-20ml/l、湿润剂1-3ml/l。

电铸液的温度控制在40-60℃之间，PH值3.5-4.4之间，通过空气和机械搅拌，进行金属电沉积，电沉积的厚度为0.8-1.2mm，可用于电沉积的金属包括Ni、Cu、Ni-Co、Ni-Fe、Ni-Mn等，本实施方式采用的是Ni-Co金属，电沉积层为Ni-Co合金金属层。取出覆有电沉积层的标准母模，放入一清洗槽内清洗，洗净表面残存的电铸液，取出并用丙酮擦拭干净，再进行复合金属壳的复合。

采用两种方式形成复合金属壳：

方式一：采用电弧喷涂法，具体操作为：将两根被喷涂的Zn-Al伪合金丝作为自耗性电极，利用两根Zn-Al伪合金丝端部短路产生的电弧使丝材熔化，用压缩气体把已熔化的金属雾化呈微熔滴，并使其加速、以很高的速度沉积到基体表面形成涂层，在电铸层后电弧喷涂Zn-Al伪合金厚度为2.8-3.2mm，形成复合金属壳。

方式二：采用电铸铜法，其具体操作为：取另一电铸槽，其内充入电铸铜液体，将覆有电铸层表面的标准母模浸入所述电铸铜液体中，通过空气和机械搅拌，进行复合金属电沉积，形成复合金属壳；电铸铜液体由硫酸铜、硫酸、盐酸与开缸剂组成，其重量体积配方为：硫酸铜180-280g/l，硫酸30-90ml/l，盐酸0.1ml/l，开缸剂3ml/l；其中盐酸的浓度为37％；其中硫酸与盐酸均采用化学纯硫酸与化学纯盐酸。

上述两种方式成型为复合金属壳后，再根据加热管路设计方式，在复合金属壳表面铺设铜管，选用直径为8-10mm的铜管盘设，并用重量百分配比60∶40环氧树脂与铝粉混合物将铜管固粘在复合金属壳上，且淹没铜管，待环氧树脂在室温固化后，采用真空成型方法加背衬，其背衬材料由玻璃纤维布、短切毡和环氧树脂组成，用丙酮擦拭，铺一层短切毡与一层玻璃纤维布，再铺一层短切毡与一层玻璃纤维布，以重复叠压的方式铺设厚度至6-10mm后，然后利用真空袋法抽真空，注入环氧树脂且浸透玻璃纤维布与短切毡，环氧树脂固化后粘结成为一体结构；待环氧树脂固化后在背衬材料四周加挡板，用环氧树脂和玻璃纤维布把挡板与背衬材料粘结在一起，形成模具框架；在框架内再置入一个起支撑作用的金属骨架，之后向模具框架内浇注填充材料，填充材料由环氧树脂与陶粒混合而成，环氧树脂与陶粒的重量百分比为50∶50；环氧树脂在室温条件下固化后机械脱模，脱模后再经表面打磨抛光，形成最终表面为复合金属壳的复合材料模具。

以下通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明：

实施例一

如图1所示，根据产品或模具图纸用常规的玻璃钢复合方法生产加工出复合材料标准母模，标准母模的基材通常选用木材，还可以选用石蜡、石膏、黏土、聚氨酯、橡胶或陶瓷中一种，本实施例采用的标准母模基材为木材，经过常规的玻璃钢复合方法制备成复合材料标准母模，将该复合材料标准母模采用常规方法除应力、磨光与抛光、除油、粗化、敏化、活化、覆盖导电层。其中最重要的导电层可通过涂敷方法、银镜反应法、化学镀法、热加工法、真空喷镀金属等方法加以实现对该标准母模进行电铸前期处理，上述方法均采用现有技术。

将经过前期处理的标准母模以阴极形式置于一电铸槽中，电铸槽底部放置有一盛有固体硫镍的金属钛篮，充入电铸液，放入标准母模后电铸液占电铸槽5/6体积，设定标准母模为阴极，固体硫镍为阳极，通入阴极电流，其电流密度为1-30A/dm²，在标准母模外表面进行金属电沉积，形成一金属Ni-Co电铸层，其电铸层厚度为0.8mm；

电铸液由氨基磺酸镍(Ni(NH₂SO₃)₂.4H₂O)、氯化镍(NiCl₂.6H₂O)、氨基磺酸钴(Co(NH₂SO₃)₂.4H₂O)、硼酸(H₃BO₃)、降应力剂、平滑剂与湿润剂组成，其体积配比为：氨基磺酸镍为350g/l、氯化镍为10g/l、氨基磺酸钴为2.5g/l、硼酸为35g/l、降应力剂为20ml/l、平滑剂为15ml/l、湿润剂为2ml/l。

其中降应力剂采用台湾百聚公司的LN-MU、平滑剂采用台湾百聚公司的LN-MA、湿润剂采用台湾百聚公司的Y-17。电铸液的温度控制在40℃，PH值为3.5，通过空气和机械搅拌，进行金属电沉积0.8mm厚的Ni-Co合金金属层，将标准母模置于清洗槽内清洗，洗净该标准母模表面残存的电铸液，取出并用丙酮擦拭干净，待干后将两根被喷涂的Zn-Al伪合金丝作为自耗性电极，利用两根Zn-Al伪合金丝端部短路产生的电弧使丝材熔化，用压缩气体把已熔化的金属雾化呈微熔滴，并使其加速、以很高的速度沉积到基体表面形成电铸层，再采用电弧喷涂Zn-Al伪合金2.8mm，形成复合金属壳，壳体厚度为3.6mm。

根据加热管路设计方式，在形成的复合金属壳表面上铺设加热层，加热层为盘设的铜管，其直径为8mm，用重量百分配比60∶40环氧树脂与铝粉组成的混合物将铜管固定在复合金属壳上，铝粉淹没铜管，待树脂室温固化后，再在复合金属壳上采用真空成型方法加背衬材料，背衬材料由玻璃纤维布、短切毡和环氧树脂组成，具体操作为：先用丙酮擦拭复合金属壳表面，铺一层短切毡，再铺一层玻璃纤维布，一层短切毡一层玻璃纤维布交叠重复铺设，其厚度至6mm时，然后利用真空袋法抽真空，注入环氧树脂且浸透玻璃纤维布与短切毡，环氧树脂固化后粘结成为一体结构；待环氧树脂固化后在背衬材料四周加挡板，用环氧树脂和玻璃纤维布把挡板与背衬材料粘结在一起，形成模具框架；在框架内再置入一个起支撑作用的金属骨架，之后向模具框架内浇注填充材料，填充材料由环氧树脂与陶粒混合而成，环氧树脂与陶粒的重量百分比为50∶50；环氧树脂在室温条件下固化后机械脱模，脱模后再经表面打磨抛光，形成最终表面为复合金属壳的复合材料模具。

实施例二

加工复合材料标准母模及对该标准母模进行电铸前期处理的方法同实施例一。

将经过前期处理的标准母模以阴极形式置于一电铸槽中，电铸槽底部放置有一盛有固体硫镍的金属钛篮，充入电铸液，放入标准母模后电铸液占电铸槽5/6体积，设定标准母模为阴极，固体硫镍为阳极，通入阴极电流，其电流密度为1-30A/dm²，在标准母模外表面进行金属电沉积，形成一金属Ni电铸层，其电铸层厚度为1.2mm；

其电铸液采用的配方为：氨基磺酸镍380g/l、氯化镍15g/l、硼酸为38g/l、降应力剂为15ml/l、平滑剂为20ml/l、湿润剂为2ml/l。

其中降应力剂、平滑剂与湿润剂的选用同实施例一。

电铸液的温度控制在50℃，PH值为4，通过空气和机械搅拌，用Ni金属进行金属电沉积，其电沉积的厚度为1.2mm。

将两根被喷涂的Zn-Al伪合金丝作为自耗性电极，利用两根Zn-Al伪合金丝端部短路产生的电弧使丝材熔化，用压缩气体把已熔化的金属雾化呈微熔滴，并使其加速、以很高的速度沉积到基体表面形成涂层，在电铸层后电弧喷涂Zn-Al伪合金约3.2mm，形成复合金属壳。

在复合金属壳上直接采用真空成型方法加背衬，其背衬材料的加工与其标准母模成型为表面覆有复合金属壳的复合材料模具的方法基本同实施例一，不同之处在于：其一此方案不铺设加热层，其二短切毡与玻璃纤维布依次交错重叠铺设，成型厚度为10mm。

实施例三

加工复合材料标准母模以及对该标准母模进行电铸前期处理的方法同实施例一。

将经过前期处理的标准母模以阴极形式置于一电铸槽中，电铸槽底部放置有一盛有固体硫镍的金属钛篮，充入电铸液，放入标准母模后电铸液占电铸槽5/6体积，设定标准母模为阴极，固体硫镍为阳极，通入阴极电流，其电流密度为1-30A/dm²，在标准母模外表面进行金属电沉积，形成一金属Ni-Co电铸层，其电铸层厚度为1.0mm；

其电铸液采用的配方为：氨基磺酸镍为400g/l、氯化镍为20g/l、氨基磺酸钴为2.5g/l、硼酸为40g/l、降应力剂为20ml/l、平滑剂为20ml/l、湿润剂为3ml/l。

其中降应力剂采用台湾百聚公司的LN-MU、平滑剂采用台湾百聚公司的LN-MA、湿润剂采用台湾百聚公司的Y-19。电铸液的温度控制在60℃，PH值为4.4，通过空气和机械搅拌，进行金属电沉积1mm厚的Ni-Co合金金属层，将覆有电沉积层的标准母模，放入一个清洗槽内清洗，清洗该标准母模表面残存的电铸液，清洗几遍后，取出后再放入于另一个电铸槽中电铸铜。

电铸铜采用的配方为：硫酸铜180g/l、化学纯硫酸90ml/l；浓度为37％的化学纯盐酸0.1ml/l、开缸剂3ml/l，其中开缸剂采用台湾百聚公司的MU产品。

电铸铜液的温度为室温，通过空气和机械搅拌，进行金属电沉积3mm厚的Cu金属层，将该标准母模放置于另一清洗槽内，进行二次清洗，洗净表面残存的电铸铜液，取出并用丙酮擦拭干净。

待干后，在形成的复合金属壳表面上铺设加热层，加热层为盘设的铜管，铜管直径为10mm，并用重量百分配比60∶40环氧树脂与铝粉的混合物将铜管固定在复合金属壳上，铝粉淹没铜管，待树脂室温固化后，再在复合金属壳上直接采用真空成型方法加背衬材料，背衬材料的加工与其标准母模成型为表面覆有复合金属壳的复合材料模具的方法基本同实施例一，不同之处在于：短切毡与玻璃纤维布交叠铺设，其厚度至8mm。

实施例四

用常规方法生产加工复合材料标准母模，并对该标准母模进行电铸前期处理的步骤基本同实施例一，不同之处标准母模的基材可以选用橡胶材料。

经过前期处理的标准母模表面金属电沉积步骤及其表面洗净步骤同实施例三，采用电铸铜的方式形成复合金属壳的步骤与实施例三基本相同，其不同点在于：电铸铜采用的配方为：硫酸铜280g/l、化学纯硫酸30ml/l；浓度为37％的化学纯盐酸0.1ml/l、开缸剂3ml/l，其中开缸剂采用台湾百聚公司的MU产品。

待干后，再根据加热管路设计方式，在上述成型的复合金属壳表面铺设直径为9mm铜管，并用重量百分配比60∶40环氧树脂与铝粉混合物将铜管固定在复合金属壳上，铝粉淹没铜管，待环氧树脂室温固化后，在复合金属壳上采用真空成型方法加背衬材料，背衬材料的加工与其标准母模成型为表面覆有复合金属壳的复合材料模具的方法基本同实施例三。

实施例五

标准母模的基材选用聚氨酯，其复合材料标准母模的加工步骤、该标准母模电铸的前期处理步骤、该标准母模表面形成金属电沉积及清洗步骤同实施例三，采用电铸铜的方式形成复合金属壳的步骤及清洗步骤与实施例三基本相同，其不同点在于：电铸铜采用的配方为：硫酸铜240g/l、化学纯硫酸60ml/l；浓度为37％的化学纯盐酸0.1ml/l、开缸剂3ml/l，其中开缸剂的选用以及清洗其标准母模表面残存的电铸铜液的步骤同实施例四。

待干后，再根据加热管路设计方式，在形成的复合金属壳表面上铺设加热层，加热层为盘设的铜管，直径为10mm，并用重量百分配比60∶40环氧树脂与铝粉混合物将铜管固定在复合金属壳上，铝粉淹没铜管，待环氧树脂室温固化后，在复合金属壳上采用真空成型方法加背衬材料，背衬材料的加工步骤、表面覆有复合金属壳的复合材料模具成型步骤基本同实施例三。

上述各实施例的电铸液浸渍标准母模，利用电弧喷涂步骤或电铸铜步骤在复合材料模具表面形成至少3.6mm厚的金属壳，其表面硬度HV＞550MPa，可基本接近金属模具，而成本只为金属模具的25-35％，其对比数据如表1所示：

表1

	硬度HV	成本	模具寿命	生产周期(周)
	硬度HV	成本	模具寿命	生产周期(周)	传统金属模具	750MPa	100％	＞100,000件	4～8
复合材料模具	50MPa	10～15％	＜1000件	2～3	传统金属模具	750MPa	100％	＞100,000件	4～8
复合材料模具	50MPa	10～15％	＜1000件	2～3	电铸Ni-Co合金模具	550MPa	25～35％	＞100,000件	3～4

Claims

1.一种复合材料模具的制造方法，该模具用于树脂传递模塑工艺上，它包括采用常规方法制备标准母模以及对其进行电铸前期处理的步骤，其特征在于，它还包括如下步骤：

4)在步骤3)形成的电铸层表面再加设一复合金属壳，所述复合金属壳的厚度至少为3.6mm；

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述电铸液体由氨基磺酸镍(Ni(NH₂SO₃)₂·4H₂O)、氯化镍(NiCl₂·6 H₂O)、氨基磺酸钴(Co(NH₂SO₃)₂·4H₂O)、硼酸(H₃BO₃)、降应力剂、平滑剂与湿润剂组成，其各种材料的体积配比为：氨基磺酸镍350-400g/l、氯化镍10-20g/l、氨基磺酸钻2.5g/l、硼酸35-40g/l、降应力剂15-20ml/l、平滑剂15-20ml/l、湿润剂1-3ml/l。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述降应力剂采用LN-MU、所述平滑剂采用LN-MA、所述湿润剂采用Y-17或Y-19。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述电铸液体为加温的电铸液体，其温度为40-60℃，所述电铸液体为酸性液体，其PH值为3.5-4.4。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4)所述的复合金属壳是采用Zn-Al伪合金对所述电铸层表面进行电弧喷涂所形成，Zn-Al伪合金喷涂厚度为2.8-3.2mm。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤4)所述的复合金属壳采用电铸铜法，其具体操作为：取另一电铸槽，其内充入电铸铜液体，将表面覆有电铸层的标准母模浸入所述电铸铜液体中，通过空气和机械搅拌，进行复合金属电沉积；覆着复合金属壳的标准母模由电铸槽中取出，再放入另一清洗槽中，进行二次清洗，洗净其表面残存的电铸铜液，用丙酮擦拭干净。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述电铸铜液体由硫酸铜、硫酸、盐酸与开缸剂组成，其重量体积配方为：硫酸铜180-280g/l，硫酸30-90ml/l，盐酸0.1ml/l，开缸剂3ml/l；所述盐酸的浓度为37％。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤5)所述背衬材料由玻璃纤维布、短切毡、环氧树脂组成，玻璃纤维布与短切毡采用交叉层叠重复的方式铺设，其铺设厚度为6-10mm；再按照所述真空袋法抽真空，将环氧树脂注入且浸透玻璃纤维布与短切毡，所述环氧树脂固化后粘结为一体；所述填充材料为环氧树脂与陶粒，环氧树脂与陶粒重量百分配比为50∶50，所述环氧树脂为液体，所述陶粒为固体颗粒。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制造方法，其特征在于：所述的复合金属壳表面还铺设一层加热层，加热层采用直径为8-10mm的铜管，所述铜管与所述复合金属壳由环氧树脂与铝粉组合的混合物粘结为一体，其环氧树脂与铝粉的重量百分配比为60∶40。