[發(fā)明專利]一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210072358.6
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102534441A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林金保;崔小朝;馬永忠;晉艷娟;張柱;馬崇山
• 申請（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué)
• 主分類號: C22C47/12
• 分類號: C22C47/12
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 李印貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備設(shè)備。

背景技術(shù)

金屬基復(fù)合材料自問世以來就以其優(yōu)異的性能受到廣泛的關(guān)注，其中又以纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究開發(fā)和應(yīng)用最早,力學(xué)性能最好。纖維增強(qiáng)輕金屬基復(fù)合材料是一種以連續(xù)纖維作為增強(qiáng)相，輕金屬（如鋁、鎂、鈦等）為基體相制備而成的復(fù)合材料，它具有輕質(zhì)，比強(qiáng)度、比模量高，耐磨性強(qiáng)，耐高溫性能好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，抗疲勞，抗老化等優(yōu)良的綜合性能。

目前，經(jīng)過幾十年的努力和探索，纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料在基礎(chǔ)理論、制備工藝、性能水平等方面都有了很大的進(jìn)步，在宇航、航空和兵器中得到較多應(yīng)用，但在民用工業(yè)中的應(yīng)用還較少，究其原因主要是由于目前的纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料成本過高，尤其是制造成本過高，這樣就極大的限制了它的推廣和應(yīng)用。為了推廣纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用，必須努力降低成木，尤其是制造成本。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利“一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備方法”（申請?zhí)?01010588882.X）公布了一種用層疊技術(shù)制備連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的方法，即在惰性氣體保護(hù)下將熔融狀態(tài)的金屬反復(fù)噴吹到連續(xù)纖維表面，并通過碾壓制造高性能復(fù)合材料。中國發(fā)明專利“纖維增強(qiáng)金屬間化合物復(fù)合材料及其制備成型的方法”（申請?zhí)?00810003625.8）公布了一種纖維增強(qiáng)金屬間化合物復(fù)合材料制備方法，即先用鈦粉和纖維混合制成預(yù)制體，再利用壓力浸滲方法將熔融的鋁合金浸滲到預(yù)制體間隙中，制成復(fù)合材料。這些技術(shù)所涉及金屬基復(fù)合材料制備工藝較復(fù)雜，制備效率較低，因而不能解決制造成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)行纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備裝備復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，工藝成本高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化生產(chǎn)等技術(shù)問題，提供了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備設(shè)備。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采取的技術(shù)方案是：

一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備設(shè)備，包括：加熱爐、供料機(jī)構(gòu)、噴水冷卻槍、軋板機(jī)構(gòu)與卷板機(jī)構(gòu)；所述的加熱爐其形狀呈長方體，爐底及爐壁夾層設(shè)置有加熱裝置，頂部蓋板中心開有圓形金屬液注入孔，兩邊開有長方形孔，加熱爐爐膛內(nèi)與頂部蓋板各安裝有兩個滾軸，用于連續(xù)纖維的引導(dǎo)；所述供料機(jī)構(gòu)由卷料軸及卷料支座組成，其位于加熱爐的一側(cè)；所述軋板機(jī)構(gòu)由兩個相同直徑的軋輥及其支架組成，其位于加熱爐另一側(cè)；所述噴水冷卻槍位于軋板機(jī)構(gòu)和加熱爐之間，復(fù)合材料板上方；所述卷板機(jī)構(gòu)與軋板機(jī)構(gòu)位于加熱爐的同側(cè)，且軋板機(jī)構(gòu)位于加熱爐與卷板機(jī)構(gòu)之間，其中：卷板機(jī)構(gòu)由卷筒與支座組成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

可實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料板的連續(xù)生產(chǎn)，大大提高生產(chǎn)效率，從而降低復(fù)合材料板的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備設(shè)備，包括：加熱爐15、供料機(jī)構(gòu)、噴水冷卻槍5、軋板機(jī)構(gòu)與卷板機(jī)構(gòu)；所述的加熱爐15其形狀呈長方體，爐底及爐壁夾層設(shè)置有加熱裝置，頂部蓋板7中心開有圓形金屬液注入孔8，兩邊留有進(jìn)出料間隙，加熱爐15爐膛底部兩端和頂部兩端分別安裝有滾軸，用于連續(xù)纖維的引導(dǎo)；所述供料機(jī)構(gòu)由卷料軸11及卷料支座12組成，其位于加熱爐15的一側(cè)；所述軋板機(jī)構(gòu)由兩個相同直徑的軋輥3及其支架17組成，其位于加熱爐15另一側(cè)；所述噴水冷卻槍5位于軋板機(jī)構(gòu)和加熱爐15之間，復(fù)合材料板4上方；所述卷板機(jī)構(gòu)與軋板機(jī)構(gòu)位于加熱爐15的同側(cè)，且軋板機(jī)構(gòu)位于加熱爐15與卷板機(jī)構(gòu)之間，其中：卷板機(jī)構(gòu)由卷筒1與支座18組成。

本發(fā)明的使用方法：

一種增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備設(shè)備，操作步驟如下：

1）上料：將整卷連續(xù)纖維布10放置在供料機(jī)構(gòu)上，然后牽出纖維布頭依次繞過加熱爐15頂部及爐膛底部的四個滾軸9、13、16和6，并從軋板機(jī)構(gòu)的兩個軋輥3間穿過，固定到卷板機(jī)構(gòu)的卷筒1上；

2）調(diào)溫：將輕金屬在熔煉爐中融化，同時將加熱爐15加熱到特定溫度，將融化的金屬液倒入加熱爐15內(nèi)，并恒定在特定溫度；當(dāng)連續(xù)纖維10采用T300碳纖維布，增強(qiáng)金屬基采用AA1200鋁合金時，所述特定溫度為720℃；