[发明专利]碳纤维增强钛合金复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纤维增强钛合金复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）制备钛合金层；2）在钛合金层上均匀涂覆一层熔融状态的热塑性聚碳酸酯层；3）碳纤维去胶、中和、活化、还原预处理；4）在碳纤维表面进行化学镀镍；5）清洗干燥后在步骤（4）得到的镀镍碳纤维表面化学沉积一层金属铬；6）制备碳纤维预成型体；7）制备碳纤维增强复合材料；8）模压固化成型；9）开模、烧结；10）冷却即得到碳纤维增强钛合金复合材料。本发明的方法所制备的碳纤维增强钛合金复合材料，其外形结构平整，层间内应力小，具有质轻高强、耐磨性和防腐蚀性能、纤维增强层耐用寿命长等优异，实用性好，市场前景广阔。

主权项

碳纤维增强钛合金复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制备钛合金层：按重量份将Al 5.5‑7份、Sn 2‑4份、Zr 8‑11份、Mo 0.4‑1.2份、Nb 0.4‑1.5份、W 0.5‑1.5份、Cr 0.3‑1.2份、Si 0.15‑0.3份和Ti 76‑84份，逐层依次加入至在水冷铜坩埚真空感应炉中，在熔炼功率为300‑340kW 的真空条件下进行熔炼，熔炼后保温9‑20min，得到合金熔液，然后浇注到预热温度为200‑500℃的钢制模具内，冷却，得到钛合金层；（2）将钛合金层一面经除油、除锈及打磨处理后，再在其上均匀涂覆一层熔融状态的热塑性聚碳酸酯层；（3）碳纤维去胶、中和、活化、还原预处理；（4）在碳纤维表面进行化学镀镍；（5）清洗干燥后在步骤（4）得到的镀镍碳纤维表面化学沉积一层金属铬；（6）制备碳纤维预成型体：按照复合材料型材的受力分布，将连续纤维制成连续二维或三维的纤维预成型体；（7）制备碳纤维增强复合材料：将步骤（6）中制备的碳纤维预成型体浸入液态基体树脂中进行浸渗，形成碳纤维增强复合材料；（8）模压固化成型：在压铸模具中依次放入步骤（1）中制备的钛合金层和步骤（7）中浸渗处理后的碳纤维增强复合材料，合模并加压静置固化成型；（9）开模取出步骤（8）中固化成型后的复合材料，在真空炉内进行烧结，烧结温度为900‑1080℃，烧结保温时间为2‑3h；（10）将步骤（9）冷却即得到碳纤维增强钛合金复合材料。