The invention relates to a method for preparing short carbon fiber reinforced aluminum matrix composite by laser cladding, which includes mixing short carbon fiber with aluminum alloy powder and cladding the mixture of carbon fiber to aluminum alloy powder in a gas protection environment by laser cladding. The aim of the present invention is to overcome the disadvantages of easy agglomeration of short carbon fibers in the preparation of short carbon fiber composites by the traditional casting method, which can lead to the unevenly dispersed carbon fiber, and overcome the problem of the poor bonding between the carbon fiber and the aluminum matrix due to the traditional powder metallurgy method because the preparation temperature is below the liquidus line. The short carbon fiber reinforced metal matrix composite was prepared by laser cladding, with the uniform distribution of short carbon fiber and the aluminum matrix, a certain interfacial reaction between carbon fiber and aluminum, and the advantage of strengthening the bonding force between carbon fiber and aluminum.
【技术实现步骤摘要】
一种利用激光熔覆制备短碳纤维增强铝基复合材料的方法
本专利技术属于金属基复合材料
,涉及一种利用激光熔覆制备短碳纤维增强铝基复合材料的方法。该制备方法同样适用于铜及铜合金、镁及镁合金等碳纤维增强金属基复合材料的制备。
技术介绍
碳纤维增强金属基复合材料由于具有高比强度、高比刚度、高抗拉强度等优异性能,在汽车制造以及航天航空行业受到更多关注。然而目前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,许多的方法会对复合材料力学性能造成严重损伤。目前,短碳纤维增强金属基复合材料多采用挤压铸造法、搅拌铸造法、半固态铸造法、原位自生铸造法和粉末冶金法等工艺方法进行制备。挤压铸造是通过对液态的金属液施加外力,使得液态金属在外圧力作用下浸入到预制体中碳纤维的间隙中,将碳纤维进行包裹形成复合材料。但由于碳纤维抗剪切力弱的特点,该方法在制备过程中对碳纤维施加了巨大的剪切应力从而在制备过程中对碳纤维造成巨大损伤。搅拌铸造法是将短碳纤维加入到液态金属溶液中,利用搅拌桨高速旋转时产生的高速流场将短碳纤维分散到金属基体中,但由于碳纤维与金属液体的不浸润性以及流场的特性,会使得碳纤维多分布与熔体外围,中间部位很少,分布很不均匀,使得大量纤维发生团聚,产生缺陷。半固态铸造法是通过将碳纤维加入到金属液中,在金属液凝固过程中,一般在液体体积分数在40%-60%时,进行强烈的搅拌,使纤维分散于基体中,但由于在搅拌过程中会带入大量气体,而使得制备出的复合材料具有很高的气孔率。原位自生铸造法是在高温环境下,在金属基体熔体中加入碳纤维,其中加入的碳纤维将能够通过化学反应生成强化相,生成的 ...
【技术保护点】
一种利用激光熔覆制备短碳纤维增强铝基复合材料的方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将短碳纤维与铝合金粉置于高能球墨机中,得到均匀的混合粉末;(2)将混合好的粉末放置在压力机制备成预制块;(3)将预制块和基体在气体保护下对预制块和基体进行预热;(4)对预热后的预制块进行激光熔覆;(5)待激光熔覆完成后,使其在保护气体的保护下静置冷却至室温。
【技术特征摘要】
1.一种利用激光熔覆制备短碳纤维增强铝基复合材料的方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将短碳纤维与铝合金粉置于高能球墨机中,得到均匀的混合粉末;(2)将混合好的粉末放置在压力机制备成预制块;(3)将预制块和基体在气体保护下对预制块和基体进行预热;(4)对预热后的预制块进行激光熔覆;(5)待激光熔覆完成后,使其在保护气体的保护下静置冷却至室温。2.根据权利要求1所述的利用激光熔覆制备短碳纤维增强铝基复合材料的方法,其特征在于:所述步骤(1)中短碳纤维与铝的体积分数比为0.1:9.9-5:5,球墨时间为2h-20h,球墨机转速为50rpm-500rpm。3.根据权利要求1所述的利用激光熔覆制备短碳纤维增强铝基复合材料的方法,其特征在于:所述步骤(2)中将混合粉末均匀铺在压力机中制备成预制块,制备时的压力为5MPa-15...
【专利技术属性】
技术研发人员:曲迎东,周启文,李广龙,刘希仕,陈兴旺,陈柳萍,李荣德,尤俊华,苏睿明,
申请(专利权)人:沈阳工业大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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