[发明专利]一种纤维增强铝合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强铝合金复合材料，该复合材料包括芯材和包裹在所述芯材外表面的纤维增强层，其特征在于：所述芯材为铝合金，该铝合金按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Mn的含量为1～3%，Ca的含量为0.05～1%，Cr的含量为0.5～1.5%，Ta的含量为0.1～0.5%，Si的含量为0.1～0.5%，Mg的含量为0.1～1%，其余为铝以及不可避免的杂质；所述纤维增强层为纤维增强塑料，所述纤维增强层由浸有液体树脂的芳纶纤维布通过热固化成型而制得。

2.根据权利要求1所述的纤维增强铝合金复合材料，其特征在于：所述的液体树脂选自环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。

3.根据权利要求1所述的纤维增强铝合金复合材料，其特征在于：所述的铝合金，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Mn的含量为2%，Ca的含量为0.1%，Cr的含量为1%，Ta的含量为0.25%，Si的含量为0.25%，Mg的含量为0.5%，其余为铝以及不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的纤维增强铝合金复合材料，其特征在于：所述的铝合金，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Mn的含量为1%，Ca的含量为0.05%，Cr的含量为0.5%，Ta的含量为0.1%，Si的含量为0.1%，Mg的含量为0.1%，其余为铝以及不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的纤维增强铝合金复合材料，其特征在于：所述的铝合金，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Mn的含量为3%，Ca的含量为0.08%，Cr的含量为1.5%，Ta的含量为0.5%，Si的含量为0.5%，Mg的含量为1%，其余为铝以及不可避免的杂质。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的纤维增强铝合金复合材料的方法，其特征在于：具体制备步骤如下：

1）铝合金芯材的制备

以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以Mg-Ca中间合金作为合金中的Ca元素的原料，以Al-Cr中间合金作为合金中的Cr元素的原料，以Ta粉作为合金中的Ta元素的原料，以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在695℃；将烘干后的Al-Mn中间合金、Mg-Ca中间合金、Al-Cr中间合金、Al-Mg中间合金加入到铝液中，铝液升温至820℃后，将Ta粉和Si粉加入到铝液中，保温15分钟，保证合金原料全部熔化；将铝液温度升至860℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；将精炼后的铝液温度降至720℃并保温15分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至720℃，保温15分钟后，充入氢气后保温3小时，最后冷却至室温完成充氢处理；采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合金铸件浸入含有氯化铵的助镀剂中，助镀时间控制在2分钟，助镀后清洗干净并将铸件浸入锌浴中，使铝合金铸件表面生成一合金化膜；将表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，将钝化后的铝合金铸件作为芯材；

2）纤维增强铝合金复合材料的制备

将浸有液体树脂的芳纶纤维布粘贴于芯材外表面，然后通过热固化成型得到纤维增强铝合金复合材料，热固化成型分两个阶段：首先在90-110℃条件下固化2-3小时，然后在130-150℃条件下固化1-2小时。

7.根据权利要求6所述的一种纤维增强铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的助镀剂，氯化铵的用量为浸泡铝合金铸件重量的1‰。