本发明专利技术公开了一种连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置及方法，属于结构材料技术领域。该装置包括放卷机、保温管道、牵引机和收卷机，所述保温管道的一端连通有熔炉，另一端设置有漏嘴，所述漏嘴的下方设置有结合腔，所述漏嘴插入至所述结合腔内，所述漏嘴内设置有导纱管，所述放卷机上卷绕有纱线，所述纱线经过所述牵引机的牵引穿入至所述导纱管内，并从导纱管的底部穿出卷绕至收卷机上。本发明专利技术的制备方法不仅能避免纤维断裂，还能够得到粗细均匀的线材，既减少了材料浪费，又保证了产品性能；连续氧化铝增强铝基复合皮芯线材不会产生界面效应，在电力传输领域可以有效的解决电缆线路在距离长、重量高和长时间悬垂变形的缺点。形的缺点。形的缺点。
【技术实现步骤摘要】
连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置及方法
[0001]本专利技术涉及连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置及方法，属于结构材料
技术介绍
[0002]氧化铝纤维具有较低的导热率、加热收缩率和热容，是当今国内外最新型的超轻质高温绝热材料之一。由于氧化铝纤维与金属基体的浸润性良好，界面反应较小，其复合材料的力学性能、耐磨性、硬度均有提高，热膨胀系数降低。氧化铝纤维增强金属基复合材料主要应用于高负荷的机械零件和高温高速旋转零件以及有轻量化要求的高功能构件，例如汽车刹车片、高温电缆以及直升飞机的传动装置等。其中连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，在纤维方向上具有非常高的比刚度和比强度以及良好的抗疲劳、蠕变和导电性能，主要应用在航空航天、汽车工业以及电力传输领域。在电力传输领域，作为增强芯，该复合材料有望替代“重”的传统钢增强芯而成为新一代远距离电力传输材料。
[0003]然而，氧化铝纤维存在脆性大的问题，传统的氧化铝纤维增强金属基复合线材制备是将氧化铝纤维放置在金属液中进行直接牵伸，不仅容易造成纤维断裂，而且无法得到细度均匀的材料。这使氧化铝纤维增强金属基复合材料的优异性能不能在服役过程中得到充分发挥，甚至可能带来极大的安全隐患。
技术实现思路
[0004][技术问题][0005]由于氧化铝纤维存在脆性大的问题，将氧化铝纤维放置在金属液中进行直接牵伸的传统制备方法不仅会造成纤维断裂，且无法得到细度均匀的氧化铝纤维增强金属基复合线材，使其优异性能大打折扣。
[0006][技术方案][0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置及方法。
[0008]本专利技术的第一个目的在于提供一种连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置，包括放卷机、保温管道、牵引机和收卷机，所述保温管道的一端连通有熔炉，另一端设置有漏嘴，所述漏嘴的下方设置有结合腔，所述漏嘴插入至所述结合腔内，所述漏嘴内设置有导纱管，所述放卷机上卷绕有纱线，所述纱线经过所述牵引机的牵引穿入至所述导纱管内，并从导纱管的底部穿出卷绕至收卷机上。
[0009]本专利技术的一种实施方式中，所述漏嘴的截面为倒三角形，开口朝下，漏嘴通过保温管道与熔炉连通，所述漏嘴的内壁与所述导纱管的外壁之间具有间隙。
[0010]本专利技术的一种实施方式中，所述纱线为氧化铝纤维纱线；所述熔炉内设置有铝水，铝水经过保温管道从所述漏嘴的内壁与所述导纱管的外壁之间的间隙流入至结合腔内，并包裹从所述导纱管底部穿出的氧化铝纤维纱线形成氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材；
所述氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材的内芯为氧化铝纤维纱线层，所述氧化铝纤维纱线层外包覆有铝层。
[0011]本专利技术的一种实施方式中，所述结合腔内通入氮气，所述熔炉内也通入氮气；所述结合腔还外接有冷风机构；所述熔炉内还设置有过滤装置；所述保温管道上设置有阀门和压力表，所述阀门为电磁阀或电动阀；所述放卷机、牵引机和收卷机均为辊筒。
[0012]本专利技术的第二个目的在于提供一种连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备方法，所述方法是采用所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置，包括以下步骤：
[0013](1)将铝块通过熔炉熔化成铝水，铝水经过滤后通过保温管道进入结合腔内；
[0014](2)连续氧化铝纤维纱线通过放卷，进入结合腔内；
[0015](3)结合腔内部通入氮气，待铝液将纱线包裹在内部，最后通过收卷机卷绕成型。
[0016]本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中所述熔炉的温度为750℃；步骤(1)中为防止铝水再次凝固，保温管道温度＞660.4℃。
[0017]本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中所述熔炉内通入氮气以防止铝的氧化。
[0018]本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中所述的氧化铝纤维为赤羽氧化铝连续纤维，细度的范围在55
‑
400Tex；步骤(2)中所述的氧化铝纤维纱线是5
‑
10根氧化铝纤维通过加捻得到的纤维纱线，捻度为40
‑
80捻/米。
[0019]本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中所述结合腔内通入氮气，防止铝水凝固前的氧化；步骤(3)中所述结合腔内通入冷风加速铝水凝固，使其牢固包覆在氧化铝纤维纱线外部。
[0020]本专利技术的第三个目的在于提供所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置或所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备方法制备得到的连氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材在电力传输领域的应用；本专利技术的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材还可以应用于高负荷的机械零件和高温高速旋转零件以及有轻量化要求的高功能构件。
[0021]有益效果
[0022](1)相比传统的氧化铝纤维增强金属基复合线材制备方法，本专利技术的制备方法不仅能避免纤维断裂，还能够得到粗细均匀的线材，既减少了材料浪费，又保证了产品性能；
[0023](2)本专利技术所述的连续氧化铝增强铝基复合皮芯线材不会产生界面效应；而且在电力传输领域可以有效的解决电缆线路在距离长、重量高和长时间悬垂变形的缺点；
[0024](3)本专利技术所制备的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材的纵向拉伸强度可达到1.5～1.9GPa，纵向弹性模量可达到200～260GPa，纵向热膨胀系数仅有5ppm/℃，综合力学性能和物理性能好；
[0025](4)本专利技术将铝水经过保温管道从所述漏嘴的内壁与所述导纱管的外壁之间的间隙流入至结合腔内，并包裹从所述导纱管底部穿出的氧化铝纤维纱线形成氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材，结构简单，使用便捷；避免了传统的将氧化铝纤维放置在金属液中进行直接牵伸的制备方法造成的纤维断裂的问题，通过在漏嘴内设置有导纱管，纱线从导纱管的下端引出，铝水(金属液)从漏嘴的内壁与导纱管的外壁之间的间隙引出，能够将铝水均匀包覆在纱线的外周，得到细度均匀的氧化铝纤维增强金属基复合线材，性能优异。
[0026](5)本专利技术结合腔内通入氮气，防止铝水凝固前的氧化；所述熔炉内也通入氮气，防止铝的氧化。
[0027](6)本专利技术保温管道上设置有阀门和压力表，通过设置的阀门和压力表能够随时观测和调节保温管道内铝水的容量和流速。
附图说明
[0028]图1为本专利技术连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术所制备的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材的截面示意图。
[0030]其中：1、放卷机；2、纱线；3、牵引机；4、导纱管；5、漏嘴；6、结合腔；7、氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材；8、收卷机；9、压力表；10、阀门；11、保温管道；12、熔炉；13、铝层；14、氧化铝纤维纱线层。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置，其特征在于，包括放卷机、保温管道、牵引机和收卷机，所述保温管道的一端连通有熔炉，另一端设置有漏嘴，所述漏嘴的下方设置有结合腔，所述漏嘴插入至所述结合腔内，所述漏嘴内设置有导纱管，所述放卷机上卷绕有纱线，所述纱线经过所述牵引机的牵引穿入至所述导纱管内，并从导纱管的底部穿出卷绕至收卷机上。2.根据权利要求1所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置，其特征在于，所述漏嘴的截面为倒三角形，开口朝下，漏嘴通过保温管道与熔炉连通，所述漏嘴的内壁与所述导纱管的外壁之间具有间隙。3.根据权利要求1所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置，其特征在于，所述纱线为氧化铝纤维纱线；所述熔炉内设置有铝水，铝水经过保温管道从所述漏嘴的内壁与所述导纱管的外壁之间的间隙流入至结合腔内，并包裹从所述导纱管底部穿出的氧化铝纤维纱线形成氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材；所述氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材的内芯为氧化铝纤维纱线层，所述氧化铝纤维纱线层外包覆有铝层。4.根据权利要求3所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装置，其特征在于，所述结合腔内通入氮气，所述熔炉内也通入氮气；所述结合腔还外接有冷风机构；所述熔炉内还设置有过滤装置；所述保温管道上设置有阀门和压力表，所述阀门为电磁阀或电动阀；所述放卷机、牵引机和收卷机均为辊筒。5.一种连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求1
‑
4任一项所述的连续氧化铝纤维增强金属基复合皮芯线材制备装...
【专利技术属性】
技术研发人员：关克田，孙树人，
申请(专利权)人：上海榕融新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。