實現(xiàn)碳纖維與鋁基體之間的良好結(jié)合,是推動連續(xù)碳纖維增強鋁導線在電線電纜行業(yè)中廣泛應用的關鍵。本文以經(jīng)過電磁攪拌化學鍍鎳處理的單向連續(xù)碳纖維作為增強相,純鋁作為基體,利用重力鑄造+熱擠壓/冷拉拔方法制備連續(xù)碳纖維增強鋁基復合材料,研究在電磁攪拌施鍍狀態(tài)下工藝參數(shù)對連續(xù)碳纖維表面微觀形貌及鍍層沉積速率的影響規(guī)律,分析鑄態(tài)及加工態(tài)復合材料的微觀組織性能、界面結(jié)構特征,為連續(xù)碳纖維增強鋁基復合材料的應用提供參考。本文獲得的主要研究結(jié)果如下:（1）當攪拌轉(zhuǎn)速一定時,隨著施鍍時間、鍍液溫度、鍍液pH值的不斷增加,碳纖維表面鍍層逐漸變得均勻完整,且鍍層厚度逐漸增大,但當施鍍時間超過20min,鍍液溫度超過75℃,鍍液pH值超過8時,鍍層表面沉積了大量形狀不一的胞狀鎳顆粒,形成粗糙的表面形貌。鍍層的沉積速率隨著鍍液溫度、鍍液pH值的升高而增大。當攪拌轉(zhuǎn)速由200rpm增加到300rpm時,鍍層的沉積速率隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增加而不斷增大;當攪拌轉(zhuǎn)速由300rpm增加到400rpm時,鍍層的沉積速率隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增加而不斷減小。電磁攪拌輔助連續(xù)碳纖維化學鍍鎳的最佳施鍍工藝參數(shù)為施鍍時間15至20min,鍍液溫... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

復合材料鑄錠照片

第2章實驗材料及方法13維豎直固定于模具當中，值得注意的是，碳纖維的固定操作一定要迅速，避免由于其自身散熱能力強而使預熱效果變差。最終以普通重力鑄造的方式將坩堝中已熔煉好的鋁液澆到模具內(nèi)，流體順著模具腔內(nèi)壁流向模具底部并且從底部逐漸上升，此時碳纖維束瞬間被鋁液包圍填充。待鋁液凝固成形后，復合材料制備完畢，復合材料鑄錠照片如圖2.2所示。圖2.2復合材料鑄錠照片F(xiàn)ig.2.2Compositeingotpicture2.2.4熱擠壓變形Cf/Al復合材料的熱擠壓變形加工在臥式630T鋁型材正向擠壓機上進行，首先啟動擠壓機，將擠壓筒溫度設置為400℃進行預熱，然后將規(guī)格為Φ100mm×200mm的圓柱形復合材料鑄錠連同擠壓模具一起放置于熱處理爐中進行400℃恒溫預熱處理，400℃也為坯料最終的擠壓溫度，擠壓模具選用擠壓比分別為15:1、20:1、30:1的規(guī)格，待預熱完畢后，將模具迅速裝置于擠壓機內(nèi)，隨后將坯料迅速放置于擠壓筒內(nèi)，啟動擠壓機，坯料受到擠壓軸的推力作用，最終從模具孔擠出。在擠壓過程中，擠壓速度為2mm/s，擠壓后的棒坯直徑為Φ22mm，擠壓過程示意圖如圖2.3所示。圖2.3擠壓過程示意圖Fig.2.3SchematicdiagramofextrusionprocessContinuouscarbonfiberProductsExtrusioncylinderExtrusionshaftExtrusionbilletExtrusiondie

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文142.2.5冷拉拔變形Cf/Al復合材料的冷拉拔變形加工在FR-16臥式液壓拉拔機上進行，首先將圓柱形復合材料拉拔試樣的加持端部分利用滾軸軋機進行軋制加工，目的是能使加持端穿過拉拔模具孔20-30mm的距離，以便拉拔裝置對試樣加持端進行加持固定，然而在加持端穿過模具孔前需將模具孔清理干凈并在模具孔處和拉拔試樣表面涂抹植物油，植物油不僅能起到潤滑作用還能在拉拔過程中起到降溫的作用。加持一端在完成加持后，啟動拉拔機，最終試樣在拉拔力的作用下被勻速的從模具孔拉出，拉拔期間，拉拔速度始終保持為5m/min。本實驗采取逐道次、多道次進行拉拔以達到相應的變形量的目的。試樣在每通過一道次的拉拔后，其自身直徑都會有相應的減小，值得注意的是，為防止拉拔過程中復合材料加持端發(fā)生斷裂的現(xiàn)象以及還要確保碳纖維在拉拔過后仍然在基體中能完好的分布，每一拉拔道次的減徑量不宜太大，因此本實驗控制每一拉拔道次的減徑量為2-4mm區(qū)間。拉拔過程示意圖如圖2.4所示。不同孔徑大小的拉拔模具如圖2.5所示。圖2.4拉拔過程示意圖Fig.2.4Schematicdiagramofdrawingprocess圖2.5拉拔模具照片F(xiàn)ig.2.5DrawingdiepictureFDrawingforceContinuouscarbonfiberd0DieholeDrawingdieproductsdK

【參考文獻】：
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本文編號：3418942