CN111926269B

CN111926269B - 一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法

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Publication number: CN111926269B
Application number: CN202010630696.1A
Authority: CN
Inventors: 樊江磊; 贾旭钢; 王艳; 周向葵; 刘建秀; 吴深; 李莹; 潘胜利
Original assignee: Zhengzhou University of Light Industry
Current assignee: Zhengzhou University of Light Industry
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: CN111926269A

Abstract

本发明通过利用粉末冶金和3D打印技术的结合，通过制备碳纤维骨架来控制复合材料的基体成分和碳纤维在基体中的空间分布，避免了碳纤维出现的缠绕、打结以及团聚现象，实现了碳纤维含量、分布、排列可控，后压制烧结成型，充分的发挥了碳纤维优异的力学性能。制备的连续碳纤维增强金属基复合材料的力学性能、摩擦磨损性能优于现有的连续碳纤维增强金属基复合材料，具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

Description

一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法

技术领域

本发明属于金属基复合材料领域，具体涉及一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法。

背景技术

金属基复合材料具有良好的导电导热性、优异的摩擦磨损性和延展性等优点。但一些金属基体力学性能较差，尤其是在高温环境下其强度、硬度等性能会急剧下降，因此通常会采取纤维强化来提高其力学性能。碳纤维具有高比强度、耐磨损、耐腐蚀、以及与金属相似的导电导热性等一系列优点。正是因为金属基复合材料和碳纤维各自良好的特性，人们期望在保留金属基复合材料优良性能的基础上，同时获得碳纤维优异的力学性能。

但是，碳纤维在金属基体中容易因团聚造成孔隙、裂纹等现象出现，导致复合材料的物理、力学性能下降；其次，碳纤维与金属基体润湿性较差，由于在基体中容易拔出而无法充分发挥碳纤维优异的力学性能。例如，少量的碳纤维可以提高复合材料的硬度。但是，随着碳纤维含量的增加，碳纤维团聚现象明显，复合材料密度降低、强度下降、磨损量升高。这些制约因素对碳纤维增强金属基复合材料的进一步发展带来了局限性，如何解决碳纤维团聚问题，以及控制碳纤维排列方式，制备出高性能的碳纤维增强金属基复合材料是一个亟需解决的问题。

发明内容

针对现有碳纤维增强金属基复合材料存在的碳纤维团聚且无法在基体中定向、可控排列分布的问题，本发明提供一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法。

本发明的目的是以下述方式实现的:

一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，包括在经过预处理后的连续纤维表面化学镀铜，得到连续镀铜碳纤维，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤一、将连续碳纤维经过预处理后在其表面进行镀铜，得到连续镀铜碳纤维；

步骤二、利用3D打印装置，将连续镀铜碳纤维制备成碳纤维骨架，得到至少一种空间定向排列分布的碳纤维空间骨架；

步骤三、将不同粉末按照一定质量百分比混合均匀，混合时间为2-10h；

步骤四、先将碳纤维骨架放入冷压模具中，再把混合均匀的金属粉末倒入模具中，金属粉末包裹在碳纤维周围，使连续碳纤维空间定向排列分布于胚体中，得到松装胚体；

步骤五、将上述松装胚体置于冷压成型机中压制成型，得到压制胚体；

步骤六、将所述松装胚体放入热压烧结机中烧结成型，得到至少一种碳纤维增强金属基复合材料。

所述连续镀铜碳纤维的铜镀层厚度为0.1-10μm。

所述步骤三中的混合粉末为金属粉末冶金的材料，其中，铜基摩擦材料包括Cu、Sn、Ni、Fe、Cr-Fe、SiO₂、C、MoS₂、WC等粉体，高熵材料包含Fe、Mg、Al、Ni、Mn、Ti等粉体。

所述粉末组分以及各组分的质量百分比为：铜粉 30-60 %、铁粉10-30 %、锡粉 0-10 %、镍粉 0-10%、铬粉0-15%、铬铁合金粉0-15%、碳粉0-20%、二氧化钼粉0-10%。

所述步骤二中的混合均匀的粉末尺寸为50目-300目。

所述步骤五中的压制压力为80-600Mpa，压制速度为20-90mm/min，保压时间为20-90s。

所述步骤六中，烧结时，炉膛内的真空度为-0.05MPa-0.1MPa；烧结气氛为还原气体或者惰性气体；烧结压力为0.3-0.5MPa；除胶保温温度为：300-400°C，除胶保温时间为：2-3h；烧结保温温度为：800-1200°C，烧结保温时间为2-5h。

所述步骤二包括以下步骤：

（1）利用三维制图软件画出所需的碳纤维骨架模型；

（2）把上述模型把上述模型载入至切片软件中，通过分层、划分组件、生成路径，得到相应的代码；

（2）将上述代码导入3D打印设备中，首先将连续镀铜碳纤维从碳纤维供应卷轴上引出，后通过两个橡胶轮进入盛有液态胶体的容器中附着胶体，附着上胶体后从主、从动辊中引入喷头后，从喷头打印在热床上，并通过加热在热床上制备成具有通过加热使其成为具有空间定向排列分布的碳纤维骨架。

所述步骤（3）中的胶体为易除去的蜡料、天然树脂、塑料中任意的一种。

相对于现有技术，本发明通过利用粉末冶金和3D打印技术的结合，通过制备碳纤维骨架来控制复合材料的基体成分和碳纤维在基体中的空间分布，避免了碳纤维出现的缠绕、打结以及团聚现象，实现了碳纤维含量、分布、排列可控，后压制烧结成型，充分的发挥了碳纤维优异的力学性能。制备的连续碳纤维增强金属基复合材料的力学性能、摩擦磨损性能明显优于现有的连续碳纤维增强金属基复合材料，具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明中连续碳纤维扫描电子显微镜照片。

图2是本发明中连续碳纤维镀铜之后的扫描电子显微镜照片。

图3是本发明中3D打印技术制备碳纤维骨架的工艺原理图。

图4是本发明中实施过程的总体烧结曲线。

图5是本发明中优选的烧结曲线。

图6为本发明中实施例1中连续碳纤维骨架示意图。

图7为本发明中实施例1中的烧结曲线。

图8为本发明中实施例1中连续碳纤维骨架增强金属基复合材料结构示意图。

图9为本发明中实施例2中的烧结曲线。

图10为本发明中实施例2中连续碳纤维涡卷状骨架增强金属基复合材料结构示意图。

图11为本发明中实施例3中弹簧状碳纤维骨架复合材料示意图。

图12为本发明中实施例3中的烧结曲线。

图13为本发明中实施例4中长方体型碳纤维骨架复合材料结构示意图。

图14为本发明中实施例4中的烧结曲线。

图15为本发明中实施例5中连续碳纤维竖直排列骨架示意图。

图16为本发明中实施例5中的烧结曲线。

图17为本发明中实施例5中连续碳纤维竖直排列骨架增强金属基复合材料结构示意图。

图18为图6的主视图。

图19为图6的俯视图。

其中，1是步进电机；2是胶体；3是碳纤维骨架模型；4是碳纤维供应卷轴；5是连续碳纤维单丝；6是热床；7是喷头；8是主、从动辊。

具体实施方式

如附图1-19所示，本发明为一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将连续碳纤维经过除胶、清洗、中和、敏化、活化处理后在其表面进行镀铜，使铜镀层均匀、致密、完整的包覆在碳纤维表面，得到镀层厚度为0.1~10μm的连续镀铜碳纤维；

步骤二、利用3D打印设备，通过在连续碳纤维长丝表面涂覆上胶体，将镀铜连续碳纤维打印在热床上，通过加热使其成为具有一定硬度的连续镀铜碳纤维骨架，使其在空间中定向排列分布。

步骤三、根据实际需求将不同成分、配比的粉体放入混料机中进行一段时间的混合，混合时间为1~48h，得到混合均匀的混粉。

步骤四、先将所述碳纤维骨架放入冷压模具中，再把所述混合均匀的粉末倒入模具中使混合粉末把碳纤维包裹其中，连续镀铜碳纤维成骨架状在胚体中空间定向分布，得到松装胚体。

步骤五、将所述松装胚体放入冷压成型机中在一定的压力下压制成型，成型压力为5~200MPa，保压时间为0.5~30min，压制速度为10~100mm/min，得到压制胚体；

步骤六、将所述压制胚体放入真空热压烧结机中采用合理的烧结工艺烧结成型，烧结时炉膛内的真空度为0.001Pa~0.09MPa、烧结气氛为还原气体或者惰性气体、烧结压力为0.3~0.5MPa。烧结温度程序设置为：15min时升温至300~400°C，保温2~3h，除去碳纤维骨架表面胶体；60min左右升温到800~1200°C，保温2~5h，最后随炉冷却，得到连续碳纤维增强金属基复合材料；烧结曲线如图4所示。

可选的，步骤一中，所述的碳纤维表面镀铜采用化学镀铜，镀前预处理工艺包括：除胶→粗化→中和→敏化→活化。

采用化学镀具有成本低，操作简单，镀层致密、均匀、包覆完整等优点。

可选的，步骤一中，所述连续碳纤维表面镀层厚度约5μm。

通过化学镀在碳纤维表面镀覆一层约5μm的铜镀层可以有效地改善碳纤维与金属基体的润湿性，增加碳纤维与基体之间的结合强度，提高连续碳纤维增强金属基复合材料的综合性能。

可选的，步骤二中，所述的碳纤维骨架可采用3D打印技术制备，3D打印技术制备碳纤维骨架包含以下步骤：

（1）利用三维制图软件画出所需的碳纤维骨架模型；

（2）把上述模型载入至切片软件中，通过分层、划分组件、生成路径，得到相应的代码；

（3）将连续镀铜碳纤维5通过转动的两个橡胶轮从碳纤维供应卷轴4中引进盛有连续碳纤维涂覆胶体2的容器中涂覆上胶体2，主、从动辊8带动涂覆胶体2后的连续镀铜碳纤维5从喷头7中喷在热床6上，启动步进电机1，步进电机1带动喷出的连续镀铜碳纤维5在热床6上按照生成路径移动，并通过加热在热床上制备成具有一定硬度的空间定向排列分布的连续镀铜碳纤维骨架。

三维打印技术具有低成本、高效率、高灵活性等优点，能够快速的打印出形状复杂的碳纤维三维骨架模型。

可选的，步骤二中，所述的碳纤维骨架的胶体可选用容易脱除的材质，如：蜡料、天然树脂、塑料等。

碳纤维骨架表面胶体的存在会影响复合材料的综合性能，选用易于除去的材质，可以通过高温除去，避免了复合材料中孔隙、裂缝等缺陷出现。

可选的，步骤三中，所述的混合粉末包含常见粉末冶金所用粉末，如：铜基摩擦材料包含Cu、Sn、Ni、Fe、Cr-Fe、SiO₂、C、MoS₂等粉体；高熵材料包含的：Fe、Mg、Al、Ni、Mn、Ti等粉体。

通过调整基体成分可以调整复合材料的摩擦磨损性能、物理性能、力学性能等，得到性能各异的连续碳纤维增强金属基复合材料。

可选的，步骤三中，混合粉末的混料方式为机械混合；混料时间为2-5h。

合理的混料方式和混料时间既能保证各种粉末均匀混合，又能避免混料时对于金属粉末的损伤而影响后续的压制、烧结效果。

可选的，步骤三中，所述的混合粉末的尺寸为50目至200目。

金属粉末粒度对于颗粒之间的接触面积及颗粒的流动性等有很大的影响，合理的粉末粒度能够提高复合材料的结合强度、密度、硬度等性能。

可选的，步骤五中，所述的冷压成型的压制压力为150MPa，保压时间为30s，压制速度为60mm/min。

可选的，步骤六中，所述的烧结成型，烧结时炉膛内的真空度为0.0001Pa、烧结气氛为还原气体或者惰性气体、烧结压力为0.5MPa。烧结温度程序设置为：15min左右温度为400°C，保温3h，脱除碳纤维骨架的胶体；60min左右升温到1050°C，保温时间为4h，最后随炉冷却，得到碳纤维定向排列增强金属基复合材料，优选后的烧结曲线如图5所示。

通过调整冷压烧结工艺，可以提高碳纤维与金属基体之间的结合强度，减少纤维与基体之间的空隙、裂纹等缺陷，使复合材料的综合性能得到显著提升。

本发明的工作过程如下：

实施例1.

一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法：

步骤一、将连续碳纤维预处理后在碳纤维表面镀覆一层厚度为2μm的铜镀层，得到连续镀铜碳纤维，采用所述3D打印技术将上述连续镀铜碳纤维制备成图6所示的空间定向排列分布的碳纤维骨架，所述的碳纤维骨架截面为蜘蛛网状，具体包括以下步骤：

（a）选用扬州碳纤维工程技术中心的单丝直径为7μm；丝束为6K；拉伸强度为3500MPa；拉伸模量为220Gpa，上浆率为0.8%的连续碳纤维长丝依次经过灼烧除胶、氢氧化钠溶液清洗、硝酸溶液刻蚀、离子水清洗至中性、氯化亚锡溶液敏化、二氯化钯溶液活化的步骤预处理得到图1所示的连续碳纤维，需要说明的是本发明中的所有实施例中均选取所述的连续碳纤维单丝；

（b）经过化学镀铜法在经过预处理后的连续碳纤维单丝表面镀上一层厚度为2μm的铜镀层，得到图2所示的连续镀铜碳纤维，通过扫描电子显微镜观察，碳纤维单丝表面铜镀层包覆致密、完整；

镀液成分包含硫酸铜、氢氧化钠、双联吡啶、甲醛、乙二胺四乙酸钠、酒石酸钾钠、乙醛酸、亚铁氯化钾溶液；镀液PH值为13，施镀温度为75°C，搅拌方式为磁力搅拌，搅拌速度为400r/min；

（c）利用3D打印技术将得到的连续镀铜碳纤维制备（如图6所示的）空间定向排列分布的碳纤维骨架，其中图18为图6的主视图，图19为图6的俯视图；

所述的碳纤维骨架可采用3D打印技术制备，3D打印技术制备碳纤维骨架包含以下步骤：

（1）利用三维制图软件画出所需的碳纤维骨架模型；

（3）将上述代码导入3D打印设备中，将连续镀铜碳纤维5通过转动的两个橡胶轮从碳纤维供应卷轴4中引进盛有胶体2的容器中涂覆上胶体2，主、从动辊8带动涂覆胶体2后的连续镀铜碳纤维5从喷头7中打印在热床6上，启动步进电机1，步进电机1带动喷出的连续镀铜碳纤维5在热床6上按照生成路径移动，并通过加热在热床上制备成具有通过加热使其成为如图6所示的碳纤维骨架；

步骤二、将粉末按照质量百分比为铜粉:67%、铁粉:22%、锡粉:7%、镍粉:4%的比例采用机械混合方式混合2h，得到混合均匀的金属粉末，所述的铜粉尺寸为200目，铁粉尺寸为200目，锡粉尺寸为-100目，镍粉尺寸为100目；

步骤三、将步骤一种得到的碳纤维骨架放入边长为27mm、高度为15mm的六棱柱冷压模具中，加入250g上述混合均匀的金属粉末，得到松装胚体；

步骤四、将所述松装胚体放入冷压成型机中压制成型，压制压力为750MPa，加压速度为30mm/min，保压时间为20s，得到压制胚体；

步骤五、将所述压制胚体放入热压烧结机中，真空度为-0.1MPa，烧结压力为0.3MPa，保护气氛为氩气，烧结温度程序设置为：15min升温至300°C，在300°C时保温2h，除去碳纤维骨架表面胶体；70min后升温至950°C，在950°C时保温2h，随后随炉自然冷却至室温，得到结构如图8所示的连续碳纤维增强金属基复合材料。本实施例中烧结曲线如图7所示。

本实施例得到的连续碳纤维增强金属基复合材料，连续碳纤维与基体之间结合良好，连续碳纤维按照其骨架形状分布于基体中。经过测试本实施例中的复合材料其抗拉强度为480MPa，硬度为60HBW。

实施例2：

步骤一、按照实施例1的方法将连续碳纤维预处理后在碳纤维表面镀覆一层厚度为5μm的铜镀层，得到连续镀铜碳纤维，采用3D打印技术将上述连续镀铜碳纤维制备成涡卷形状，涡卷方程为：

，得到涡卷状碳纤维骨架；

步骤二、准备200g的尺寸为200目的还原铜粉；

步骤三、将所述涡卷状碳纤维骨架放入边长为27mm的正六边形的冷压模具中，后向冷压模具中加入步骤二中的还原铜粉，得到松装胚体；

步骤四、将所述松装胚体放入冷压成型机中压制成型，加压速度为30mm/min，压制压力为700MPa，保压时间为30s，得到压制胚体；

步骤五、将所述压制胚体放入热压烧结机中，真空度为-0.1MPa，保护气氛为惰性气体，烧结压力为0.5MPa。烧结温度程序设置为：15min升温至300°C，在温度为300°C时保温2h除胶，70min升温至1050°C后并保温时间为2h，随后随炉自然冷却至室温，得到结构如图10所示的连续碳纤维增强金属基复合材料。本实施例中的烧结曲线如图9所示。

本实例中选用的碳纤维型号、碳纤维预处理过程以及碳纤维镀铜的过程均与实例1相同，在此不再赘述。

本实施例得到的连续碳纤维增强金属基复合材料，连续碳纤维与基体之间结合良好，连续碳纤维按照其骨架形状分布于基体中。测试本实施例复合材料其抗拉强度为420MPa，硬度为52HBW。

实施例3：

步骤一、按照实施例1的步骤将连续碳纤维预处理后在碳纤维表面镀覆一层厚度为7μm的铜镀层，得到连续镀铜碳纤维，采用3D打印技术将所述连续镀铜碳纤维制备成D₂=15，N=5，T=3的弹簧状碳纤维骨架；

步骤二、:将粉末按照以下质量分数百分比进行配比：铜粉:57%、铁粉:l2%、锡粉:4%、铬粉:10%、铬铁合金粉:6%、碳粉:9%、二氧化钼粉:2%，在V型混料机中机械混合6h后取出，得到混合粉末，所述的铜粉尺寸为200目，铁粉尺寸为100目，锡粉尺寸为100目，铬粉尺寸为100目，铬铁合金粉尺寸为-100目，碳粉尺寸为100目，二氧化钼粉尺寸为200目；

步骤三、将所述的弹簧状的碳纤维骨架放入直径为20mm的冷压模具内，加入步骤二中的25g混合粉末得到松装胚体；

步骤四、将所述松装胚体放入冷压成型机中压制成型，压制压力为150MPa，加压速度为60mm/min，保压时间为90s，得到压制胚体；

步骤五、将所述压制胚体放入热压烧结机中，真空度为0.08MPa，保护气氛为惰性气体或还原气体，烧结压力为0.3MPa。烧结温度程序设置为：15min升温至300°C，在温度为300°C时保温2h进行除胶工作，75min升温至950°C，保温时间为2h，随后随炉自然冷却至室温，得到结构如图11所示的连续碳纤维增强金属基复合材料。本实施例中的烧结曲线如图12所示。

本实施例得到的连续碳纤维增强金属基复合材料，连续碳纤维与基体之间结合良好，连续碳纤维按照其骨架形状分布于基体中。测试本实施例复合材料其平均摩擦系数为0.472，密度为5.20g/cm³，布氏硬度为18.5HBW。

实施例4：

步骤一：将连续碳纤维预处理后在碳纤维表面镀覆一层厚度为2μm的铜镀层，得到连续镀铜碳纤维，采用所述3D打印技术将上述连续镀铜碳纤维制备成12×12×15mm的长方体碳纤维骨架；

步骤二：将粉末按照铜粉:48%，铁粉:25%，锡粉:4%，铬粉15%，铬铁合金粉:8%的质量分数百分比进行配比，将所述粉末放入球磨机中机械混合2h后取出，得到均匀混合的混合粉末，所述铜粉尺寸为200目，铁粉尺寸为200目，锡粉尺寸为-100目，铬粉尺寸为200目，铬铁合金粉尺寸为100目；

步骤三：将所述的碳纤维骨架放入直径为20mm的冷压模具中，再添加步骤二中制得的金属混合粉末25g，开始压制，加压速度为30mm/min，压制压力为200MPa，保压时间为100s，得到图8所示的压制胚体；

步骤四：将步骤三所述的压制胚体放入热压烧结机中，真空度为0.002Pa，烧结压力为60MPa，保护气氛为惰性气体或还原气体。烧结温度程序设置为：15min后升温至300°C，保温2h除胶，60min升温到800°C，在800°C时保温3小时，随后随炉自然冷却至室温，得到结构如图13所示的连续碳纤维增强金属基复合材料。本实施例中的烧结曲线如图14所示。

本实例中选用的碳纤维型号，碳纤维预处理过程以及碳纤维镀铜的过程均与实例1相同，在此不再赘述。

本实施例得到的连续碳纤维增强金属基复合材料，连续碳纤维与基体之间结合良好，连续碳纤维按照其骨架形状分布于基体中。测试本实施例复合材料的摩擦系数为0.422，密度为6.05g/cm3，布氏硬度为30.5HBW。

实施例5：

步骤一：将连续碳纤维预处理后在碳纤维表面镀覆一层厚度为2μm的铜镀层，得到连续镀铜碳纤维，采用所述3D打印技术将上述连续镀铜碳纤维制备成如图15所示的间距为2mm竖直排列的连续碳纤维骨架；

步骤二：将粉末按照质量分数百分比为铜粉:58%、铁粉:16%、锡粉:4%、铬铁合金粉:12%、碳粉：8%、二氧化钼粉:4%进行配比，将所述粉末放入混料机中机械混合4h后取出，得到混合均匀的混合粉末，所述的铜粉尺寸为200目，铁粉尺寸为200目，锡粉尺寸为-100目，碳粉尺寸为100目，二氧化钼粉尺寸为200目；

步骤三：将所述的碳纤维骨架放入边长为27mm的正六边形冷压模具中，再添加步骤二中制得的混合粉末250g，开始压制，加压速度为30mm/min，压制压力为750MPa，保压时间为60s，得到压制胚体；

步骤四：将步骤三所述的压制胚体放入热压烧结机中，真空度为-0.1MPa，烧结压力为30MPa，保护气氛为氩气。烧结温度程序设置为：15min时升温至300°C，在300°C时保温2h，除去碳纤维骨架表面胶体；70min升温到950°C，在950°C时保温4h，随后随炉自然冷却至室温，得到结构如图17所示的连续碳纤维增强金属基复合材料。本实施例中的烧结曲线如图16所示。

本实施例得到的连续碳纤维增强金属基复合材料，连续碳纤维与基体之间结合良好，连续碳纤维按照其骨架形状分布于基体中。测试本实施例复合材料其平均摩擦系数为0.485，密度为5.15g/cm3，布氏硬度为19.2HBW。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，包括在经过预处理后的连续纤维表面化学镀铜，得到连续镀铜碳纤维，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤三、将不同粉末按照一定质量百分比混合均匀，混合时间为2-10h；所述粉末组分以及各组分的质量百分比为：铜粉 30-60 %、铁粉10-30 %、锡粉 0-10 %、镍粉 0-10%、铬粉0-15%、铬铁合金粉0-15%、碳粉0-20%、二氧化钼粉0-10%；

2.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述连续镀铜碳纤维的铜镀层厚度为0.1-10μm。

3.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的混合均匀的粉末尺寸为50目-300目。

4.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的压制压力为80-600 MPa，压制速度为20-90mm/min，保压时间为20-90s。

5.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤六中，烧结时，炉膛内的真空度为-0.05-0.1MPa；烧结气氛为还原气体或者惰性气体；烧结压力为0.3-0.5MPa；除胶保温温度为：300-400°C，除胶保温时间为：2-3h；烧结保温温度为：800-1200°C，烧结保温时间为2-5h。

6.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二包括以下步骤：

（1）利用三维制图软件画出所需的碳纤维骨架模型；

（3）将上述代码导入3D打印设备中，首先将连续镀铜碳纤维从碳纤维供应卷轴上引出，后通过两个橡胶轮进入盛有液态胶体的容器中附着胶体，附着上胶体后从主、从动辊中引入喷头后，从喷头打印在热床上，并通过加热在热床上制备成具有通过加热使其成为具有空间定向排列分布的碳纤维骨架。

7.如权利要求6所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的胶体为易除去的蜡料、天然树脂、塑料中任意的一种。