[发明专利]一种连续碳纤维增强铝基复合材料粉末高温高压制备方法

摘要

本发明提出了一种连续碳纤维增强铝基复合材料粉末高温高压制备方法。该方法包括制备包套、碳纤维预制体和球形铝合金粉末、将碳纤维预制体装入包套、对包套进行抽真空处理、将已经抽真空的包套进行热等静压处理、机械去除包套及利用机械切割得到合适厚度的碳纤维增强铝基复合材料等步骤。本发明提出的连续碳纤维增强铝基复合材料粉末高温高压制备方法是利用热等静压技术对铝合金粉末进行固结成形并致密化的同时，与碳纤维材料形成紧密的结合，这样不仅克服了传统制备方法对于模具和设备要求苛刻、成形温度高、压力大等缺点，而且金属基体和增强物的复合和成形可同时完成，制成的复合材料组织均匀致密、无缩孔、无气孔等缺陷，性能均匀。

主权项

一种连续碳纤维增强铝基复合材料粉末高温高压制备方法，其特征在于：所述的连续碳纤维增强铝基复合材料粉末高温高压制备方法包括按顺序进行的下列步骤：1)根据碳纤维(6)的长度尺寸制备出包套(5)，该包套包括壁厚较薄的U形底板(1)，壁厚较厚的侧壁板(2)以及带有抽真空管(3)的上盖板(4)。2)将碳纤维(6)裁剪至合适的长度并在表面进行镀铜处理，用厚铝箔(8)将表面具有铜镀层(7)的碳纤维平行包覆好，制成碳纤维预制体(9)。3)将U形底板(1)和两面侧壁板(2)焊接在一起，构成包套的主体部分(10)。4)将包覆有镀铜碳纤维(6)的铝箔(8)平行的放置在由U形底板(1)和侧壁板(2)构成的包套主体内(10)，其中铝箔(8)与侧壁板(2)相接触，并点焊在一起，与U形底板(1)的三个面保持一定的距离，以排除热等静压时底板收缩对碳纤维(6)的影响，根据包套(5)的高度，可铺一层或多层碳纤维(6)材料。5)根据连续碳纤维增强铝基复合材料(12)的要求，利用等离子旋转电极法制备出球形铝合金粉末(11)，并且筛分出100～200目区间的粉末备用。6)将上述制备好的球形铝合金粉末(11)装入包套的主体部分，并通过人工振动和机械振动的方式使其密实。7)将带有抽真空管(3)的上盖板(4)放置在包套主体部分(10)的上端口并封焊好。8)将上述装有碳纤维(6)的包套(5)放置在加热炉中加热，在高温下利用抽真空的设备通过真空管(3)对包套(5)内部进行抽真空处理；9)将上述已经抽真空的包套(5)放置在热等静压设备中，在高温高压下使球形铝合金粉末(11)固结成形的同时与碳纤维(6)紧密的结合在一起，制备出连续碳纤维增强的铝基复合材料(12)。10)通过机械加工的方法去除外部包套(5)，根据实际使用情况进行机械切割得到合适厚度的碳纤维增强的铝基复合材料(12)。