CN104451473A - 一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法。传统的连续纤维增强金属基复合材料的制备方法存在着工序复杂,能耗高,不能连续生产的问题。采用本发明的技术方案,以振动台的振动来使金属液发生振动,从而保证金属液均匀浸入到纤维间隙,制备出金属基碳纤维复合材料。本发明具有工序简单,金属液在纤维间隙均匀,适合连续生产的优点。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法,尤其是在普通低频振动下制备金属基碳纤维复合材料。
背景技术
众所周知,金属基碳纤维复合材料凭借其优异的性能获得广泛关注,但是由于纤维润湿性极差,无法使金属液均匀的浸渗到每根碳纤维周围。为了保证金属基碳纤维复合材料的优异性能,现采用压力铸造,粉末冶金等的方式。虽然易于实现,但是,此法存在着诸多问题。压力铸造容易造成纤维预制体变形,纤维受损,难以实现零件的标准成型,而且目前只能铸造中小型铸件。而粉末冶金法对增强纤维损伤大,复合材料制备温度很高,反应时间长,降温速度慢,对模具设备要求高。因此,现有的诸多制备金属基碳纤维复合材料的方法都存在很大的局限性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明专利提供了一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法,该方法解决了金属基复合材料,加工效率低、设备要求高的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
其操作步骤如下:
(1)将单束的碳纤维固定在耐高温的金属预制体上;
(2)将预制体放入砂型中,并使砂型随振动台的振动而振动,振动台的振动频率为1HZ~1000HZ,振动时间为3~8分钟;
(3)在振动条件下将熔融金属液浇入型腔中,金属液的出炉温度在700℃左右,待金属液凝固冷却后取出即得到金属基碳纤维复合材料;
本发明专利技术与现有技术相比所具有的优点为无需在高压,真空等特定环境下进行,减少了制备过程中的成本,提高了效率,节约了能源。
附图说明
图1实验装置整体示意图
图中1-振动台;2-砂型;3-金属骨架;4-碳纤维。
具体实施方式
下面结合附图以制备3000根每束的碳纤维增强金属基复合材料为例具体说明:
(1)将3000根一束的碳纤维(4)作为增强体固定在耐高温金属骨架(3)上构成预制体;
(2)将碳纤维预制体固定在振动台(1)上的砂型(2)的型腔中;
(3)调节振动台的频率与振幅,使振动频率在1HZ~1000HZ,振幅在0~5mm范围内;
(4)在振动条件下将初始温度在700℃左右的金属液浇入型腔中,持续振动3~8分钟,金属液凝固冷却后便得性能优良的金属基碳纤维复合材料。
Claims (4)
1.一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法,其特征在于:金属基碳纤维复合材料的制备方法是将固定好碳纤维的预制体放入振动台(1)上的砂型(2)中,砂型随振动台的振动而振动,并将金属液浇入振动的预制体内。
2.根据权利要求l所述的一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法,其特征在于:预制体由1000~30000根每束的碳纤维(4)与金属骨架(3)构成,将单根碳纤维固定在金属骨架上,并施加一定的预紧力。
3.根据权利要求l所述的一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法,其特征在于:振动台的振动频率从1HZ~1000HZ不断变化,使振幅在0~5mm内也不断变化。
4.根据权利要求1所述的一种振动法制备金属基碳纤维复合材料的方法,其特征在于:浇入的金属液的出炉温度在700℃左右,并施加振动3~8分钟,以保证金属液的流动性。
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