[發明專利]汽車車門用稀土添加碳纖維鋁基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410577002.7
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104313516A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 何國球;劉曉山;田丹丹;沈月;呂世泉;樊康樂;佘萌
• 申請（專利權）人: 蘇州吳創材料科技發展有限公司
• 主分類號: C22C47/14
• 分類號: C22C47/14;C22C49/06;C22C49/14;C22C101/10
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技術領域

本發明涉及一種稀土添加碳纖維鋁基復合材料及其制備方法，具體涉及一種汽車車門用稀土添加碳纖維鋁基復合材料及其制備方法。?

背景技術

隨著科技的發展，在汽車領域中人們對汽車車門的綜合使用性能以及車門表面光潔度的要求也越來越高。汽車車門的綜合使用性能以及表面質量主要取決于所用的材料，現有的汽車車門大多采用金屬材料制成，金屬的強度高、性能好，但金屬的密度大，因而制得的車門也比較笨重，現在也有碳纖維樹脂基復合材料制得的汽車車門，但卻面臨成型困難的問題。?

經對現有技術檢索，尚無公開過采用稀土用來改性碳纖維鋁基復合材料這方面的在先文獻。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，制備出一種新型碳纖維鋁基復合材料，將少量的稀土添加到碳纖維鋁基復合材料，并用于制造汽車車門，用這種材料制得的汽車車門強度高，質量輕，耐磨損、?耐腐蝕性能好，表面光潔平整。?

為實現上述目的，本發明采用的技術方案：?

一種稀土添加碳纖維鋁基復合材料的制備方法，采用了粉末冶金法，其特征在于，依次包括備料步驟，碳纖維的預處理步驟，混料步驟，粉末預壓步驟，除氣以及粉末致密化步驟；?

所述的備料步驟，將原料按照如下重量百分比備料設計：?

稀土：4-6％；?

碳纖維8-10％；?

Cu：0.2-0.4％；?

Mg：2-2.5％；?

Zn：0.01-0.05％；?

Si：0.3％-0.5％；?

余量為Al；?

其中，稀土為氧化釔(Y₂O₃)或銫(Cs)；?

所述的碳纖維的預處理步驟，依次又包括對碳纖維進行鍍前處理和鍍Cu處理兩個步驟，?

所述鍍前處理步驟再依次包括除膠處理、粗化處理和親水性處理三個步驟，具體依次為：?

(1)除膠處理：通過高溫灼燒的方法實現的，燒灼工藝是燒灼溫度為380℃，在此溫度下持續燒灼30min；?

(2)粗化工藝：用濃硝酸進行粗化；?

(3)親水性處理：用NaOH對碳纖維進行親水性處理，并用去?離子水反復清洗，直至洗液呈中性為止。這可以增強碳纖維的表面粗糙度，使碳纖維表面呈現溝槽狀，為后續步驟中Cu的沉積提供便利；?

鍍Cu處理的方法很多，常用的有化學鍍Cu、電鍍Cu和氣相沉積鍍Cu，皆為成熟方法。?

所述的混料步驟，本發明采用的是磁力攪拌的方法，較普通球磨，磁力攪拌能使配料混合的更均勻，且不損壞配料原有的組織成分。?

所述的粉末預壓步驟，一般要求預壓坯密度為復合材料密度的70％-80％，以利于脫氣階段氣體的逸出。?

所述的除氣以及粉末致密化步驟：除氣處理時除氣溫度一般應等于或者稍高于隨后的熱壓、熱加工變形和熱處理溫度，以避免壓塊中殘存的水和氣體造成材料中產生氣泡和分層。?

本發明稀土添加碳纖維鋁基復合材料，通過上述制備方法獲得。?

本發明汽車車門用稀土添加碳纖維鋁基復合材料，所述的汽車車門主要在外門板，內門板，內護板等部位使用此材料。?

本發明制備的稀土添加碳纖維鋁基復合材料原理簡單，采用通過往碳纖維鋁基復合材料中添加適量的微量稀土元素，該設計方案可避免并克服碳纖維和鋁復合時成型困難的問題，因為稀土的添加可以提高碳纖維和鋁兩者之間的結合性，從而使制備的復合材料容易成型。?

基于該備料方案本發明采用粉末冶金的方法制備出力學性能更為優良，耐磨性、耐腐蝕性更好的復合材料。用這種復合材料制得的汽車車門，表面亮度和平整度大大提高。且這種復合材料的原材料成本較低，制得的產品比傳統的金屬質車門的重量降低40-60％，強度?提高了2-3倍，從而減輕汽車總體的重量，起到節能減排的作用，提高了汽車車門的綜合使用性能。?

強度的提高，重量的減輕以及表面亮度和平整度的提高主要是與材料有關，使用的稀土添加碳纖維鋁基復合材料，基體碳纖維鋁基復合材料本身就有重量輕、強度高的優勢，稀土的添加可以使強度更高，且稀土可以提高碳纖維和鋁的結合性，更容易成型出零部件；且稀土的添加可以改變復合材料的表面結構，因而可以增強表面亮度和平整度。?