[发明专利]一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，包括在经过预处理后的连续纤维表面化学镀铜，得到连续镀铜碳纤维，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤一、将连续碳纤维经过预处理后在其表面进行镀铜，得到连续镀铜碳纤维；

步骤二、利用3D打印装置，将连续镀铜碳纤维制备成碳纤维骨架，得到至少一种空间定向排列分布的碳纤维空间骨架；

步骤三、将不同粉末按照一定质量百分比混合均匀，混合时间为2-10h；所述粉末组分以及各组分的质量百分比为：铜粉 30-60 %、铁粉10-30 %、锡粉 0-10 %、镍粉 0-10%、铬粉0-15%、铬铁合金粉0-15%、碳粉0-20%、二氧化钼粉0-10%；

步骤四、先将碳纤维骨架放入冷压模具中，再把混合均匀的金属粉末倒入模具中，金属粉末包裹在碳纤维周围，使连续碳纤维空间定向排列分布于胚体中，得到松装胚体；

步骤五、将上述松装胚体置于冷压成型机中压制成型，得到压制胚体；

步骤六、将所述松装胚体放入热压烧结机中烧结成型，得到至少一种碳纤维增强金属基复合材料。

2.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述连续镀铜碳纤维的铜镀层厚度为0.1-10μm。

3.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的混合均匀的粉末尺寸为50目-300目。

4.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的压制压力为80-600 MPa，压制速度为20-90mm/min，保压时间为20-90s。

5.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤六中，烧结时，炉膛内的真空度为-0.05-0.1MPa；烧结气氛为还原气体或者惰性气体；烧结压力为0.3-0.5MPa；除胶保温温度为：300-400°C，除胶保温时间为：2-3h；烧结保温温度为：800-1200°C，烧结保温时间为2-5h。

6.如权利要求1所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二包括以下步骤：

（1）利用三维制图软件画出所需的碳纤维骨架模型；

（2）把上述模型把上述模型载入至切片软件中，通过分层、划分组件、生成路径，得到相应的代码；

（3）将上述代码导入3D打印设备中，首先将连续镀铜碳纤维从碳纤维供应卷轴上引出，后通过两个橡胶轮进入盛有液态胶体的容器中附着胶体，附着上胶体后从主、从动辊中引入喷头后，从喷头打印在热床上，并通过加热在热床上制备成具有通过加热使其成为具有空间定向排列分布的碳纤维骨架。

7.如权利要求6所述的连续碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的胶体为易除去的蜡料、天然树脂、塑料中任意的一种。