[實用新型]一種連續纖維增強金屬基復合材料板帶制備設備

有效

• 申請號: 201821553821.8
• 申請日: 2018-09-23
• 公開（公告）號: CN208787479U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 林金保;常超;劉二強;王婷婷;許鵬;吳一菲
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;C22C47/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于金屬基復合材料技術領域，具體涉及一種連續纖維增強金屬基復合材料板帶制備設備，目的是解決現有連續纖維增強金屬基復合材料板帶制備生產效率低、纖維強度損傷大、制造成本高等技術問題。包括：纖維送絲機構、澆注前箱、鑄軋機構、冷卻系統，所述纖維送絲機構設置有前壓板、后壓板和纖維保護氣體循環系統，具備纖維氣體保護和張緊功能，實現了連續纖維增強金屬基復合材料板帶的短流程鑄軋制備，具有結構緊湊、工藝簡單、纖維強度損傷小、易于維修的優點。

技術領域

本實用新型屬于金屬基復合材料技術領域，具體涉及一種連續纖維增強金屬基復合材料板帶制備設備。

背景技術

金屬基復合材料自問世以來就以其優異的性能受到廣泛的關注，其中又以纖維增強金屬基復合材料的研究開發和應用最早, 力學性能最好。連續纖維增強金屬基復合材料是一種以連續纖維（如碳纖維、玻璃纖維等）作為增強相，輕金屬（如鋁、鎂、鈦等）為基體相制備而成的復合材料，它具有輕質，比強度、比模量高，耐磨性強，耐高溫性能好，導電、導熱性好，抗疲勞，抗老化等優良的綜合性能。

目前，經過近幾十年的努力和探索，連續纖維增強金屬基復合材料在基礎理論、制備工藝、性能水平等方面都有了很大的進步，在宇航、航空和兵器中得到較多應用，但在民用工業中的應用還較少。究其原因主要是由于連續纖維在與熔融金屬液接觸過程中容易氧化致使增強纖維強度大幅度下降，因此成型過程必須抽真空或氣體保護，導致連續纖維增強金屬基復合材料制造成本過高，極大的限制了它的推廣和應用。為了推廣連續纖維增強金屬基復合材料的應用，必須努力降低制造成本。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國發明專利“一種連續纖維增強金屬基復合材料的制備方法”（申請號201010588882.X）公布了一種用層疊技術制備連續纖維增強金屬基復合材料的方法，即在惰性氣體保護下將熔融狀態的金屬反復噴吹到連續纖維表面，并通過碾壓制造高性能復合材料。中國發明專利“纖維增強金屬間化合物復合材料及其制備成型的方法”（申請號200810003625.8）公布了一種纖維增強金屬間化合物復合材料制備方法，即先用鈦粉和纖維混合制成預制體，再利用壓力浸滲方法將熔融的鋁合金浸滲到預制體間隙中，制成復合材料。中國發明專利“連續纖維增強金屬基復合材料板帶鑄軋成型工藝及設備”（申請號201310078417.5）公布了一種連續纖維增強金屬基復合材料板帶鑄軋成型工藝及設備，連續纖維在惰性氣體保護下與金屬液混合并浸潤，經冷卻后利用雙輥軋機進行軋制成板材。這些技術所涉及金屬基復合材料制備工藝都能生產出連續纖維增強的金屬基復合材料板材，但工藝和設備較復雜，制備效率較低，因而不能解決制造成本高的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種連續纖維增強金屬基復合材料板帶制備設備，解決現有技術制備連續纖維增強金屬基復合材料板工藝復雜、生產效率低、制造成本高的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種連續纖維增強金屬基復合材料板帶制備設備，包括：纖維送絲機構、澆注前箱、鑄軋機構、冷卻系統，其特征在于，所述纖維送絲機構設置有前壓板、后壓板和纖維保護氣體循環系統；所述的纖維保護氣體循環系統包括：進氣口，進氣道，過氣孔，排氣道，溢流口，溢流口裝有溢流閥；所述前壓板和后壓板與纖維送絲機構主體采用帶扭力彈簧的鉸鏈連接，把纖維壓緊在纖維送絲機構主體上；所述纖維送絲機構的出絲口直接插入澆注前箱熔融的金屬液中，避免纖維從出絲口出來后與空氣接觸；所述澆注前箱底板緊靠在下軋輥輥面上，以防金屬液漏液；澆注前箱內金屬液液面高于纖維送絲機構出絲口，以使纖維與熔融金屬液充分浸潤，并避免高溫纖維與空氣接觸造成氧化；所述纖維送絲機構出絲口靠近軋輥輥縫，保證纖維與金屬液浸潤后快速進行鑄軋冷卻。

進一步，所述的纖維送絲機構，可以由陶瓷、石英或金屬制成。

進一步，所述前壓板的前端設置有滾輪，以降低摩擦力，避免損傷纖維。

進一步，所述的纖維送絲機構、澆注前箱和鑄軋機構都可以單獨調整傾斜角度。