[发明专利]一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法，其特征在于碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法按以下步骤进行的：

一、将纯度为99%～99.92%的Ti片、99%～99.95%的Ni片和99%～99.99%的Nb片放入到水冷铜坩埚自耗真空电弧炉中，然后将水冷铜坩埚自耗真空电弧炉抽真空，使得水冷铜坩埚自耗真空电弧炉的真空度为1.0×10^-4Torr～2.0×10^-4Torr，将水冷铜坩埚自耗真空电弧炉的温度升至2200℃～2600℃，并在2200℃～2600℃的条件下熔炼10min～15min，自然冷却至室温得到合金，用砂轮机去除合金的表面氧化皮得到干净的合金，然后将干净的合金在悬浮炉中真空度为1.0×10^-4Torr～2.0×10^-4Torr和温度为2200℃～2600℃的条件下熔炼10min～15min，随炉冷却至室温，再在悬浮炉中真空度为1.0×10^-4Torr～2.0×10^-4Torr和温度为2200℃～2600℃的条件下熔炼10min～15min，浇入石墨模中，自然冷却至室温得到铸锭，将铸锭在850℃～900℃的条件下退火10h～14h，随炉自然冷却至室温，得到退火处理后的铸锭，用砂轮机去除退火处理后的铸锭的表面氧化皮和冒口得到干净的铸锭；其中，步骤一中所述的纯度为99%～99.92%的Ti片和99%～99.99%的Nb片的摩尔比为（40～45）:9，99%～99.95%的Ni片和99%～99.99%的Nb片的摩尔比为（46～51）:9；

二、将步骤一得到的干净的铸锭在温度为750℃～900℃的条件下锻造成棒料，然后在普通多机座连续轧机上在起轧温度为800℃～840℃的条件下将棒料进行热轧成T型TiNiNb合金连接紧固件，且T型TiNiNb合金连接紧固件的连接端为直径为φ1的圆柱形，碳纤维增强树脂基复合材料的连接孔孔径为φ2，金属骨架的连接孔孔径为φ3，其中所述φ2=φ3，(φ1-φ2)/φ2=19%～25%，将盐酸水溶液、硝酸水溶液和去离子水均匀混合得到混合酸水溶液，将T型TiNiNb合金连接紧固件浸泡在混合酸水溶液中5min～7min得到酸化的T型TiNiNb合金连接紧固件，用去离子水清洗酸化的T型TiNiNb合金连接紧固件得到干净的T型TiNiNb合金连接紧固件，利用低温拉伸机将干净的T型TiNiNb合金连接紧固件的连接端在-60℃～-80℃下拉伸变形，至干净的T型TiNiNb合金连接紧固件的连接端直径为φ2为止，即得到T型连接固定件；步骤二中所述的混合酸水溶液中盐酸、硝酸和水的摩尔比为1：2：10；

三、利用步骤二得到的T型连接固定件通过碳纤维增强树脂基复合材料的连接孔和金属骨架的连接孔将碳纤维增强树脂基复合材料和金属骨架连接在一起，然后从室温加热至70℃～80℃，并在70℃～80℃保温10s～20s，即完成碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法，其特征在于步骤一中所述的纯度为99%～99.92%的Ti片和99%～99.99%的Nb片的摩尔比为（42～44）:9，99%～99.95%的Ni片和99%～99.99%的Nb片的摩尔比为（47～49）:9。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法，其特征在于步骤一中的将水冷铜坩埚自耗真空电弧炉抽真空，使得水冷铜坩埚自耗真空电弧炉真空度为1.3×10^-4Torr～1.7×10^-4Torr，将水冷铜坩埚自耗真空电弧炉的温度升至2300℃～2500℃，并在2300℃～2500℃的条件下熔炼12min～14min，自然冷却至室温得到合金。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法，其特征在于步骤一中的将铸锭在860℃～880℃的条件下退火11h～13h，随炉自然冷却至室温，得到退火处理后的铸锭。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法，其特征在于步骤二中将步骤一得到的干净的铸锭在温度为800℃～850℃的条件下锻造成棒料，然后在普通多机座连续轧机上在起轧温度为810℃～830℃的条件下将棒料进行热轧成T型TiNiNb合金连接紧固件。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接方法，其特征在于步骤三中利用步骤二得到的T型连接固定件通过碳纤维增强树脂基复合材料的连接孔和金属骨架的连接孔将碳纤维增强树脂基复合材料和金属骨架连接在一起，然后从室温加热至73℃～78℃，并在73℃～78℃保温13s～17s，即完成碳纤维增强树脂基复合材料与金属的连接。