[发明专利]一种纤维增强铝基复合材料及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种纤维增强铝基复合材料及其制备工艺，复合材料包括多层含铝金属层和每两层含铝金属层之间的纤维织物层；其中的多层为至少两层；含铝金属层的含铝金属为完全退火态含铝金属，复合材料的厚度不大于2mm；纤维织物网孔的面积S不小于纤维布经纬线截面积的5倍。制备工艺包括以下步骤：S1、根据所需要的复合材料宽度和厚度准备好含铝金属卷带和纤维织物卷材；S2、将准备好的含铝金属卷带和纤维织物卷材按设计层数和材料顺序装夹到复合轧机的开卷料筒上；S3、轧制复合，在复合轧机上对多层复合材料进行轧制复合。本发明采用完全退火态含铝金属为原料，全程使用冷轧制工艺，避免了高温对纤维织物的负面影响。

技术领域

本发明涉及复合材料的制备领域，具体涉及一种纤维增强铝基复合材料薄带及其制备工艺。

背景技术

维增强铝基复合材料具有优异的力学性能、高比强度、高比模量、低热膨胀系数等优点，在航天、航空、汽车、机械电子等领域有非常大的应用潜力。

纤维增强铝基复合材料主要是通过液相法或粉末冶金的方法制备，生产效率低，且很难生产出较薄的纤维增强铝基复合材料。

发明内容

针对现有纤维增强铝基复合材料生产效率低，难以制备出复合材料薄带的问题，本发明提供一种纤维增强铝基复合材料及其制备工艺，所述复合材料包括多层含铝金属层和每两层含铝金属层之间的纤维织物层；其中的含铝金属为完全退火态含铝金属，材料总体厚度不大于2mm；本发明制备工艺简单高效，成本低，能促进铝基复合材料的产业化应用。

本发明的技术方案是，一种纤维增强铝基复合材料，包括多层含铝金属层和每两层含铝金属层之间的纤维织物层；所述含铝金属层的含铝金属为完全退火态含铝金属。

进一步的，上述纤维增强铝基复合材料的厚度不大于2mm；所述多层为至少两层。

进一步的，上述纤维织物为网眼织物，网孔的面积S不小于纤维布经纬线截面积的5倍，即纤维布网孔的面积S≥5s(s为纤维布经纬线的截面积)。

进一步的，上述含铝金属层的含铝金属为纯铝或常用的工业铝合金，所述常用的工业铝合金成分包括：1系铝合金、5系铝合金、6系铝合金中的一种或多种。

进一步的，上述纤维织物层的纤维包括：碳纤维、碳化硅纤维中的一种或多种，纤维织物的厚度为0.1-0.4mm。

本发明同时提供了上述纤维增强铝基复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

S1、根据所需要的复合材料宽度和厚度准备好含铝金属卷带和纤维织物卷材；

S2、将准备好的含铝金属卷带和纤维织物卷材按设计层数和材料顺序装夹到复合轧机的开卷料筒上；

S3、轧制复合，在复合轧机上对多层复合材料进行轧制复合。

进一步的，上述纤维织物卷材的宽度比含铝金属卷带的宽度小8-10mm；单层含铝金属卷带的厚度≥2T(T为纤维织物卷材的厚度)。

单层含铝金属卷带的厚度根据最终复合材料的厚度及压下量工艺来确定，一般设计单层含铝金属卷带的厚度是最终复合材料的厚度0.6-2倍。

进一步的，上述步骤S3中：所述轧制复合采用专用的多层复合卷轧机冷轧复合，道次总压下量控制在40％-60％。

进一步的，上述步骤S3中：在轧制复合前，还包括在线对含铝金属表面进行打磨的步骤；选用一道次轧制成材工艺。