[实用新型]一种连续碳纤维增强铝基结构板铸轧成型设备

说明书

本实用新型属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种连续碳纤维增强铝基结构板铸轧成型设备，目的是解决现有连续碳纤维增强铝基结构板成型工艺复杂、生产效率低、纤维强度损伤大、制造成本高的技术问题。本实用新型采用集浇注、送丝、气体保护于一体的浇注前箱，实现连续碳纤维增强铝基结构板铸轧成型，使增强碳纤维布置在结构板的加强肋上，充分发挥增强纤维抗拉能力，具有结构紧凑、工艺简单、易于维修的优点。

技术领域

本实用新型属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种连续碳纤维增强铝基结构板铸轧成型设备。

背景技术

连续纤维增强铝基复合材料是一种以连续纤维（如碳纤维、玻璃纤维等）作为增强相，铝或铝合金为基体相制备而成的复合材料，它具有高的比强度、比刚度、轴向拉伸强度和耐磨性，优异的耐高温性能和低的热膨胀系数，良好的导电、导热性、抗疲劳性，以及在潮湿或辐射环境下良好的尺寸稳定性等优点，是一种理想的轻质高强材料。碳纤维增强铝基复合材料密度小于铝合金，模量却比铝合金高2～4倍，在250℃时其抗拉强度仍能保持室温抗拉强度的81％，其疲劳强度比铝合金高38％。制成的构件具有质量轻、刚性好、较小的壁厚、较高的稳定性，可大大提高设备容量和装载能力。尤其是，碳纤维抗拉强度可以达到3～5GPa，把高强碳纤维布置在结构板的受拉伸部位，可以大幅度提高支撑板的支撑能力。

目前，经过近几十年的努力和探索，连续纤维增强金属基复合材料在基础理论、制备工艺、性能水平等方面都有了很大的进步，在宇航、航空和兵器中得到较多应用，但在民用工业中的应用还较少。究其原因主要是由于连续纤维在与熔融金属液接触过程中容易氧化致使增强纤维强度大幅度下降，因此成型过程必须抽真空或气体保护，导致连续纤维增强金属基复合材料制造成本过高，极大的限制了它的推广和应用。为了推广连续纤维增强金属基复合材料的应用，必须努力降低制造成本。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“一种连续纤维增强金属基复合材料的制备方法”（申请号201010588882.X）公布了一种用层叠技术制备连续纤维增强金属基复合材料的方法，即在惰性气体保护下将熔融状态的金属反复喷吹到连续纤维表面，并通过碾压制造高性能复合材料。中国发明专利“纤维增强金属间化合物复合材料及其制备成型的方法”（申请号200810003625.8）公布了一种纤维增强金属间化合物复合材料制备方法，即先用钛粉和纤维混合制成预制体，再利用压力浸渗方法将熔融的铝合金浸渗到预制体间隙中，制成复合材料。中国发明专利“连续纤维增强金属基复合材料板带铸轧成型工艺及设备”（申请号201310078417.5）公布了一种连续纤维增强金属基复合材料板带铸轧成型工艺及设备，连续纤维在惰性气体保护下与金属液混合并浸润，经冷却后利用双辊轧机进行轧制成板材。这些技术所涉及金属基复合材料制备工艺都能生产出连续纤维增强的金属基复合材料板材，但存在工艺和设备较复杂，产品结构简单，制备效率较低，制造成本较高等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种连续碳纤维增强铝基结构板铸轧成型设备，解决现有技术制备连续碳纤维增强铝基结构板工艺和设备较复杂、产品结构简单、制备效率较低、制造成本较高等问题。