【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属基复合材料半固态成型制备，具体涉及一种制备碳纤维增强金属基复合材料的装置及方法。
技术介绍
1、金属基复合材料具有比模量高、耐高温性能好、导电性高、热膨胀系数比较低、比强度高等优点，在轻量化、高性能结构材料中有较强的竞争力，在航空航天等领域的应用潜力越来越大，如卫星结构、空间光学镜体、波导管、空间站的安装板等。
2、通常传统的碳纤维增强金属基复合材料制备方法主要分为固态加工和液态冶金。固态加工应用最为广泛主要包括粉末冶金法和扩散键合法。液态冶金方法包括搅拌铸造法、液态渗透法，其中液态浸渗法是制备碳纤维增强金属基复合材料最为理想的和成功的办法之一。然而使用液态浸渗法制备金属基复合材料，尤其在制备较大的复合材料制件时，工艺流程及设备操作极其复杂，使得碳纤维增强金属基复合材料的生产效率低，周期长；除此之外部分金属合金对氧有很高的化学亲和力，特别是在熔融状态下其活性更强，为了避免出现燃烧、爆炸的危险，需要在真空下对金属合金进行熔炼和浇注。因此在装置设计和工艺优化方面需要进行特殊考虑。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种制备碳纤维增强金属基复合材料的装置及方法，解决了大件金属基复合材料难以制备、金属基复合材料难以取出、难以实现近净成形的问题。
2、本专利技术是由以下技术方案实现的：
3、一种制备碳纤维增强金属基复合材料的装置，包括真空泵、真空表、压力表、气阀、气体管路、管路接口、加热控制器、a加热体、b加热体、热电偶、线路、底座、通板
4、在底座与通板配合处垫有b石墨密封圈,通板和挤压筒配合处垫有a石墨密封圈。
5、一种制备碳纤维增强金属基复合材料的方法，包括以下步骤：
6、步骤1.首先将碳纤维预制体放置在通板中央，再将底座、通板和挤压筒使用挤压筒紧固螺栓连接在一起，配合处分别垫有a石墨密封环和b石墨密封环，将金属合金原料从挤压筒上端放入，最后使用石墨密封盖将挤压筒上端密封；
7、步骤2.打开气阀，启动真空泵对系统内部抽真空，当真空度低于-0.09mpa时，关闭气阀，并保持240s-300s，检查气密性，压力降低值在8％内符合气密性要求；
8、步骤3.利用a加热体和b加热体对系统加热至一定温度时，并保温一段时间，启动压力装置挤压石墨密封块，当达到一定压强时保压一定时间，升起压力装置，等待挤压筒内温度冷却至室温；
9、步骤4.打开气阀，拆卸挤压筒紧固螺栓，将挤压筒、通板和底座分离，取下底座，启动压力装置，将石墨密封盖和复合材料挤出，得到碳纤维增强金属基复合材料毛坯。
10、步骤5.将复合材料毛坯进行后处理，得到碳纤维增强金属基复合材料。
11、本专利技术装置的制备工艺方法简单有效、成本低、可控性强，可用于大规模生产。
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1.一种制备碳纤维增强金属基复合材料的装置，其特征是：包括真空泵、真空表、压力表、气阀、气体管路、管路接口、加热控制器、A加热体、B加热体、热电偶、线路、底座、通板、挤压筒、挤压筒紧固螺栓、石墨密封盖和压力装置，其中，真空泵通过气体管路和管路接口连接在挤压筒筒壁上端，真空泵与挤压筒之间的气体管路上安装有真空表、气阀和压力表，底座、通板与挤压筒通过挤压筒紧固螺栓连接，通板为环形结构，中空部分可放置碳纤维预制体，挤压筒外缠绕B加热体，B加热体和热电偶与加热控制器通过线路相连接，底座下放置A加热体，挤压筒中央上端放置石墨密封盖，石墨密封盖上端有压力装置。
2.根据权利要求1所述的一种制备碳纤维增强金属基复合材料的装置，其特征是：在底座与通板配合处垫有B石墨密封圈,通板和挤压筒配合处垫有A石墨密封圈。
3.一种制备碳纤维增强金属基复合材料的方法，利用权利要求1所述的装置，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种制备碳纤维增强金属基复合材料的装置，其特征是：包括真空泵、真空表、压力表、气阀、气体管路、管路接口、加热控制器、a加热体、b加热体、热电偶、线路、底座、通板、挤压筒、挤压筒紧固螺栓、石墨密封盖和压力装置，其中，真空泵通过气体管路和管路接口连接在挤压筒筒壁上端，真空泵与挤压筒之间的气体管路上安装有真空表、气阀和压力表，底座、通板与挤压筒通过挤压筒紧固螺栓连接，通板为环形结构，中空部分可放置碳纤维预...
【专利技术属性】
技术研发人员：王莘凯，刘超，贺旋，王晨，王智毅，解龙，杨鸿均，张嘉欣，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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