一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备制造技术

本实用新型专利技术属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备，目的是解决现有连续纤维增强金属基复合材料板带制备生产效率低、纤维强度损伤大、制造成本高等技术问题。包括：纤维送丝机构、浇注前箱、铸轧机构、冷却系统，所述纤维送丝机构设置有前压板、后压板和纤维保护气体循环系统，具备纤维气体保护和张紧功能，实现了连续纤维增强金属基复合材料板带的短流程铸轧制备，具有结构紧凑、工艺简单、纤维强度损伤小、易于维修的优点。

A Continuous Fiber Reinforced Metal Matrix Composite Plate and Strip Fabrication Equipment

The utility model belongs to the technical field of metal matrix composites, in particular to a continuous fiber reinforced metal matrix composites strip preparation equipment, aiming at solving the existing continuous fiber reinforced metal matrix composites strip preparation technology problems of low production efficiency, high fiber strength damage and high manufacturing cost. Including: fiber feeding mechanism, pouring front box, casting and rolling mechanism, cooling system. The fiber feeding mechanism is equipped with front pressing plate, back pressing plate and fiber protective gas circulation system. It has the function of fiber gas protection and tension. It realizes the short-process casting and rolling preparation of continuous fiber reinforced metal matrix composite strips. It has compact structure, simple process, and little damage to fiber strength. Advantages of easy maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备
本技术属于金属基复合材料
，具体涉及一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备。
技术介绍
金属基复合材料自问世以来就以其优异的性能受到广泛的关注，其中又以纤维增强金属基复合材料的研究开发和应用最早,力学性能最好。连续纤维增强金属基复合材料是一种以连续纤维（如碳纤维、玻璃纤维等）作为增强相，轻金属（如铝、镁、钛等）为基体相制备而成的复合材料，它具有轻质，比强度、比模量高，耐磨性强，耐高温性能好，导电、导热性好，抗疲劳，抗老化等优良的综合性能。目前，经过近几十年的努力和探索，连续纤维增强金属基复合材料在基础理论、制备工艺、性能水平等方面都有了很大的进步，在宇航、航空和兵器中得到较多应用，但在民用工业中的应用还较少。究其原因主要是由于连续纤维在与熔融金属液接触过程中容易氧化致使增强纤维强度大幅度下降，因此成型过程必须抽真空或气体保护，导致连续纤维增强金属基复合材料制造成本过高，极大的限制了它的推广和应用。为了推广连续纤维增强金属基复合材料的应用，必须努力降低制造成本。经对现有技术的文献检索发现，中国专利技术专利“一种连续纤维增强金属基复合材料的制备方法”（申请号201010588882.X）公布了一种用层叠技术制备连续纤维增强金属基复合材料的方法，即在惰性气体保护下将熔融状态的金属反复喷吹到连续纤维表面，并通过碾压制造高性能复合材料。中国专利技术专利“纤维增强金属间化合物复合材料及其制备成型的方法”（申请号200810003625.8）公布了一种纤维增强金属间化合物复合材料制备方法，即先用钛粉和纤维混合制成预制体，再利用压力浸渗方法将熔融的铝合金浸渗到预制体间隙中，制成复合材料。中国专利技术专利“连续纤维增强金属基复合材料板带铸轧成型工艺及设备”（申请号201310078417.5）公布了一种连续纤维增强金属基复合材料板带铸轧成型工艺及设备，连续纤维在惰性气体保护下与金属液混合并浸润，经冷却后利用双辊轧机进行轧制成板材。这些技术所涉及金属基复合材料制备工艺都能生产出连续纤维增强的金属基复合材料板材，但工艺和设备较复杂，制备效率较低，因而不能解决制造成本高的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备，解决现有技术制备连续纤维增强金属基复合材料板工艺复杂、生产效率低、制造成本高的技术问题。为实现上述目的，本技术提供了一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备，包括：纤维送丝机构、浇注前箱、铸轧机构、冷却系统，其特征在于，所述纤维送丝机构设置有前压板、后压板和纤维保护气体循环系统；所述的纤维保护气体循环系统包括：进气口，进气道，过气孔，排气道，溢流口，溢流口装有溢流阀；所述前压板和后压板与纤维送丝机构主体采用带扭力弹簧的铰链连接，把纤维压紧在纤维送丝机构主体上；所述纤维送丝机构的出丝口直接插入浇注前箱熔融的金属液中，避免纤维从出丝口出来后与空气接触；所述浇注前箱底板紧靠在下轧辊辊面上，以防金属液漏液；浇注前箱内金属液液面高于纤维送丝机构出丝口，以使纤维与熔融金属液充分浸润，并避免高温纤维与空气接触造成氧化；所述纤维送丝机构出丝口靠近轧辊辊缝，保证纤维与金属液浸润后快速进行铸轧冷却。进一步，所述的纤维送丝机构，可以由陶瓷、石英或金属制成。进一步，所述前压板的前端设置有滚轮，以降低摩擦力，避免损伤纤维。进一步，所述的纤维送丝机构、浇注前箱和铸轧机构都可以单独调整倾斜角度。进一步，所述的纤维，可以是纤维布，也可以是纤维丝。进一步，所述的冷却系统布置在铸轧机构出板一侧。本技术与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：本技术采用具有纤维气体保护和纤维张力控制功能的纤维送丝机构，实现了连续纤维增强金属基复合材料板带的短流程铸轧制备，具有结构紧凑、工艺简单、纤维强度损伤小、易于维修的优点，解决了现有连续纤维增强金属基复合材料板带制备工艺复杂、生产效率低、纤维强度损伤大、制造成本高的技术问题。附图说明图1为本技术的结构示意图（剖面图）。具体实施方式体现本技术特征与优点的典型实施例，将结合附图在以下的说明中详细叙述。应理解的是本技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的保护范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本技术。如图1所示，一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备，包括：纤维送丝机构1、浇注前箱2、铸轧机构3、冷却系统4，其特征在于，所述纤维送丝机构1设置有前压板10、后压板11和纤维保护气体循环系统；所述的纤维保护气体循环系统包括：进气口14，进气道15，过气孔16，排气道17，溢流口18，溢流口18装有溢流阀19；所述前压板10和后压板11与纤维送丝机构1主体采用带扭力弹簧的铰链12连接，把纤维5压紧在纤维送丝机构1主体上；所述纤维送丝机构1的出丝口13直接插入浇注前箱2熔融的金属液21中，避免纤维5从出丝口13出来后与空气接触；所述浇注前箱底板22紧靠在下轧辊31辊面上，以防金属液21漏液；浇注前箱2内金属液21液面高于纤维送丝机构出丝口13，以使纤维5与熔融金属液21充分浸润，并避免纤维5与空气接触；所述纤维送丝机构出丝口13靠近轧辊辊缝，以保证纤维5与金属液21浸润后快速进行铸轧冷却。所述的纤维送丝机构1由耐热钢制成。所述前压板10的前端设置有滚轮9，以降低摩擦力，避免损伤纤维5。所述的纤维送丝机构1主轴与水平面夹角40°，浇注前箱底板22与水平面夹角0°，铸轧机构3的两个轧辊圆心连线与水平面垂直。所述的纤维5为T700碳纤维布。所述的金属液21为5052铝合金。所述的冷却系统4布置在铸轧机构3出板一侧，对铸轧板6进行快速冷却，冷却方式采用喷水冷却。本技术能够以多种形式具体实施而不脱离技术的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备，包括：纤维送丝机构（1）、浇注前箱（2）、铸轧机构（3）、冷却系统（4），其特征在于，所述纤维送丝机构（1）设置有前压板（10）、后压板（11）和纤维保护气体循环系统；所述的纤维保护气体循环系统包括：进气口（14），进气道（15），过气孔（16），排气道（17），溢流口（18），溢流口（18）装有溢流阀（19）；所述前压板（10）和后压板（11）与纤维送丝机构（1）主体采用带扭力弹簧的铰链（12）连接，把纤维（5）压紧在纤维送丝机构（1）主体上；所述纤维送丝机构（1）的出丝口（13）直接插入浇注前箱（2）熔融的金属液（21）中，避免纤维（5）从出丝口（13）出来后与空气接触；所述浇注前箱底板（22）紧靠在下轧辊（31）辊面上，以防金属液（21）漏液；浇注前箱（2）内金属液（21）液面高于纤维送丝机构出丝口（13），以使纤维（5）与熔融金属液（21）充分浸润，并避免高温纤维（5）与空气接触造成氧化；所述纤维送丝机构出丝口（13）靠近轧辊辊缝，保证纤维（5）与金属液（21）浸润后快速进行铸轧冷却。

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强金属基复合材料板带制备设备，包括：纤维送丝机构（1）、浇注前箱（2）、铸轧机构（3）、冷却系统（4），其特征在于，所述纤维送丝机构（1）设置有前压板（10）、后压板（11）和纤维保护气体循环系统；所述的纤维保护气体循环系统包括：进气口（14），进气道（15），过气孔（16），排气道（17），溢流口（18），溢流口（18）装有溢流阀（19）；所述前压板（10）和后压板（11）与纤维送丝机构（1）主体采用带扭力弹簧的铰链（12）连接，把纤维（5）压紧在纤维送丝机构（1）主体上；所述纤维送丝机构（1）的出丝口（13）直接插入浇注前箱（2）熔融的金属液（21）中，避免纤维（5）从出丝口（13）出来后...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金保，常超，刘二强，王婷婷，许鹏，吴一菲，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：新型
国别省市：山西,14