專利名稱：短碳纖維鋁基復(fù)合材料粉末冶金混料方法及其混料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末冶金混料方法，具體的為一種短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法和適用于該方法的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的研究表明，碳纖維金屬基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量和低膨脹系數(shù)等優(yōu)良物理性能，在汽車(chē)、航空和航天等領(lǐng)域有著廣泛的運(yùn)用前景。碳纖維金屬基復(fù)合材料的制備方法主要有固態(tài)法和液態(tài)法兩大類，由于液態(tài)法工藝簡(jiǎn)單、成本低而備受關(guān)注。在碳纖維金屬基復(fù)合材料的制備過(guò)程中，常常采用攪拌法混料，但是由于碳纖維使用普通的機(jī)械攪拌混合有易成球的特點(diǎn)，故在粉末冶金的粉料混合過(guò)程中，現(xiàn)有的采用普通的機(jī)械攪拌混合的方法不能夠使短碳纖維與基體金屬粉末均勻混合，因而不能得到性能較好的金屬基復(fù)合材料。為了解決現(xiàn)有機(jī)械攪拌混合方法產(chǎn)生的混料不均勻的問(wèn)題，本發(fā)明旨在探索一種短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法及其混料裝置，該短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法采用共同沉積的原理，可以使短碳纖維與金屬基體粉末均勻地混合，使得制備的短碳纖維金屬基復(fù)合材料性能得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法和適用于該混料方法的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，該混料方法采用共同沉積的原理，可以使短碳纖維與金屬基體粉末均勻地混合，使得制備的短碳纖維金屬基復(fù)合材料性能得到提聞。要解決上述技術(shù)目的，本發(fā)明首先提出了一種短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，將長(zhǎng)度為2 3_的鍍銅碳纖維與顆粒度為200目的鋁粉混合放置于混料裝置內(nèi)后，利用壓力為O. 4^0. 6MPa的高壓氣體，將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起，4飛分鐘后停止通入高壓氣體，鍍銅碳纖維和鋁粉共同沉積并均勻混合。進(jìn)一步，所述碳纖維的體積分?jǐn)?shù)為3%飛％。本發(fā)明還提出了一種用于如上所述短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，包括內(nèi)設(shè)儲(chǔ)料倉(cāng)的混料倉(cāng)體和蓋裝在混料倉(cāng)體頂部的頂蓋;
所述混料倉(cāng)體的外周壁上設(shè)有進(jìn)氣孔，混料倉(cāng)體的內(nèi)周壁底部設(shè)有沿周向方向環(huán)繞其內(nèi)周壁一周的噴氣縫隙，混料倉(cāng)體的側(cè)壁內(nèi)設(shè)有連接進(jìn)氣孔和噴氣縫隙的緩沖腔，所述緩沖腔沿著混料倉(cāng)體周向方向環(huán)繞一周；
所述儲(chǔ)料倉(cāng)的底面呈沿著從上往下的方向直徑逐漸減小的凹面，且該凹面的斜率為常數(shù)或該凹面的斜率沿著底面邊緣到中心逐漸減小；
所述噴氣縫隙的下側(cè)壁與儲(chǔ)料倉(cāng)底面相交，且噴氣縫隙在其出氣口處斜向下的斜度大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面在其邊緣處的斜度；
所述頂蓋為透氣頂蓋。進(jìn)一步，所述進(jìn)氣孔為至少兩個(gè)，并環(huán)形均布設(shè)置在所述混料倉(cāng)體的外壁上； 進(jìn)一步，所述混料倉(cāng)體分體設(shè)置、并包括底座和環(huán)形倉(cāng)體，所述底座和環(huán)形倉(cāng)體的分界
面為噴氣縫隙和緩沖腔底面，所述環(huán)形倉(cāng)體固定安裝在底座上；
進(jìn)一步，所述混料倉(cāng)體的底面為錐面，所述噴氣縫隙在其出氣口處斜向下的斜度大于等于混料倉(cāng)體底面的錐面斜度。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，將鍍銅碳纖維和鋁粉混合放置后，再利用高壓氣體將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起后共同沉積并均勻混合，能夠克服現(xiàn)有的采用機(jī)械 攪拌方式混合鍍銅碳纖維和鋁粉導(dǎo)致碳纖維成球并混合不均的缺陷，使得制備的短碳纖維金屬基復(fù)合材料性能得到提聞。本發(fā)明的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，通過(guò)在混料倉(cāng)體上設(shè)置進(jìn)氣孔、噴氣縫隙和緩沖腔，從進(jìn)氣孔進(jìn)入的高壓氣體能夠均勻地從噴氣縫隙中噴出，另外，通過(guò)將混料倉(cāng)體的底面設(shè)置為凹面，且噴氣縫隙設(shè)置為在其出氣口處的斜度大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面在其邊緣的斜度，高壓氣體能夠?qū)⒎胖没炝蟼}(cāng)體內(nèi)的物料吹起，通過(guò)將頂蓋設(shè)置為透氣頂蓋，高壓氣體從頂蓋流出混料倉(cāng)體，而物料在混料倉(cāng)體內(nèi)被充分?jǐn)嚢瑁S后共同沉積，得到混合均勻的物料。


圖I為本發(fā)明短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為底座結(jié)構(gòu)意 圖3為環(huán)形倉(cāng)體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，為本發(fā)明短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，包括內(nèi)設(shè)儲(chǔ)料倉(cāng)3的混料倉(cāng)體I和蓋裝在混料倉(cāng)體I頂部的頂蓋2?；炝蟼}(cāng)體I的外周壁上設(shè)有進(jìn)氣孔4，混料倉(cāng)體I的內(nèi)周壁底部設(shè)有沿周向方向環(huán)繞其內(nèi)周壁一周的噴氣縫隙5，混料倉(cāng)體I的側(cè)壁內(nèi)設(shè)有連接進(jìn)氣孔4和噴氣縫隙5的緩沖腔6，緩沖腔6沿著混料倉(cāng)體I周向方向環(huán)繞一周，采用該結(jié)構(gòu)的混料倉(cāng)體1，高壓氣體從進(jìn)氣孔4進(jìn)入后，通過(guò)緩沖腔6的緩沖作用，能夠均勻地分布在緩沖腔6內(nèi)，并均勻地從噴氣縫隙5處噴出。儲(chǔ)料倉(cāng)3的底面7呈沿著從上往下的方向直徑逐漸減小的凹面，且該凹面的斜率為常數(shù)或該凹面的斜率沿著底面邊緣到中心逐漸減小。儲(chǔ)料倉(cāng)底面7可以采用多種結(jié)構(gòu)形式，如采用錐形凹面，即儲(chǔ)料倉(cāng)底面7的斜率為常數(shù)；還可采用球形凹面，此時(shí)儲(chǔ)料倉(cāng)底面7的斜率為靠近儲(chǔ)料倉(cāng)3底面邊緣的斜率大，靠近儲(chǔ)料倉(cāng)3底面中心的斜率小。噴氣縫隙5的下側(cè)壁與儲(chǔ)料倉(cāng)底面7相交，且噴氣縫隙5在其出氣口處斜向下的斜度大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面7的斜度或大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面7在其邊緣處的斜度。本實(shí)施例的噴氣縫隙5在其出氣口處斜向下的斜度大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面7的錐面斜度，即高壓氣體的噴入儲(chǔ)料倉(cāng)3的方向朝向儲(chǔ)料倉(cāng)底面7，并通過(guò)將儲(chǔ)料倉(cāng)底面7設(shè)置為凹面對(duì)高壓氣體進(jìn)行導(dǎo)流，能夠順利地將放置在儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)的物料全部吹起，不會(huì)存在死角。頂蓋2為透氣頂蓋，高壓氣體能夠從頂蓋2處流出，便于高壓氣體流通。本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，通過(guò)在混料倉(cāng)體I上設(shè)置進(jìn)氣孔4、噴氣縫隙5和緩沖腔6，從進(jìn)氣孔4進(jìn)入的高壓氣體能夠均勻地從噴氣縫隙5中噴出，另外，通過(guò)將混料倉(cāng)體I的底面7設(shè)置為凹面，且噴氣縫隙5設(shè)置為在其出氣口處斜向下的斜度大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面7在其邊緣的斜度，高壓氣體能夠?qū)⒎胖没炝蟼}(cāng)體內(nèi)的物料全部吹起，通過(guò)將頂蓋2設(shè)置為透氣頂蓋，高壓氣體從頂蓋2流出混料倉(cāng)體1，而物料在混料倉(cāng)體I內(nèi)被充分?jǐn)嚢?，隨后共同沉積，得到混合均勻的物料。進(jìn)一步，進(jìn)氣孔4為至少兩個(gè)，并環(huán)形均布設(shè)置在混料倉(cāng)體I的外壁上。本實(shí)施例 的進(jìn)氣孔4設(shè)置為四個(gè)，通過(guò)將進(jìn)氣孔4設(shè)置為多個(gè)并環(huán)形均布，能夠使得噴氣縫隙5噴入儲(chǔ)料倉(cāng)3的氣流更加均勻。進(jìn)一步，混料倉(cāng)體I分體設(shè)置、并包括底座8和環(huán)形倉(cāng)體9，底座8和環(huán)形倉(cāng)體9的分界面為噴氣縫隙5和緩沖腔6底面，環(huán)形倉(cāng)體9固定安裝在底座8上，如圖2和圖3所示，通過(guò)將混料倉(cāng)體I分體設(shè)置，制作更加方便。進(jìn)一步，本實(shí)施例的儲(chǔ)料倉(cāng)底面7為錐面，噴氣縫隙5在其出氣口處的斜度大于等于混料倉(cāng)體底面7的錐面斜度。儲(chǔ)料倉(cāng)底面7采用錐面制作簡(jiǎn)單，成本低廉。下面結(jié)合本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置對(duì)本發(fā)明的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。第一實(shí)施例
本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，其具體內(nèi)容如下將長(zhǎng)度為2mm的鍍銅碳纖維與顆粒度為200目的鋁粉混合放置于混料裝置的儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)后，通過(guò)設(shè)置在混料倉(cāng)體I外周壁上的進(jìn)氣孔4向儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)注入高壓氣體，并利用壓力為O. 5MPa的高壓氣體，將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起，高壓氣體從頂蓋2中流出儲(chǔ)料倉(cāng)3，鍍銅碳纖維和鋁粉的儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)被均勻混合，5分鐘后停止通入高壓氣體，鍍銅碳纖維和鋁粉共同沉積并均勻混合，本實(shí)施例的碳纖維的體積分?jǐn)?shù)為5%，鋁粉與碳纖維的混合物共150g，在儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)放置適量的鋁粉與碳纖維，能夠保證鋁粉與碳纖維能夠全部被吹起并充分混合。本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，將鍍銅碳纖維和鋁粉混合放置后，再利用高壓氣體將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起后共同沉積并均勻混合，能夠克服現(xiàn)有的采用機(jī)械攪拌方式混合鍍銅碳纖維和鋁粉導(dǎo)致碳纖維成球并混合不均的缺陷，使得制備的短碳纖維金屬基復(fù)合材料性能得到提高。第二實(shí)施例
本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，其具體內(nèi)容如下將長(zhǎng)度為3mm的鍍銅碳纖維與顆粒度為200目的鋁粉混合放置于混料裝置的儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)后，通過(guò)設(shè)置在混料倉(cāng)體I外周壁上的進(jìn)氣孔4向儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)注入高壓氣體，并利用壓力為O. 4MPa的高壓氣體，將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起，高壓氣體從頂蓋2中流出儲(chǔ)料倉(cāng)3，鍍銅碳纖維和鋁粉的儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)被均勻混合，4分鐘后停止通入高壓氣體，鍍銅碳纖維和鋁粉共同沉積并均勻混合，本實(shí)施例的碳纖維的體積分?jǐn)?shù)為3%，鋁粉與碳纖維的混合物共120g，在儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)放置適量的鋁粉與碳纖維，能夠保證鋁粉與碳纖維能夠全部被吹起并充分混合。第三實(shí)施例
本實(shí)施例的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，其具體內(nèi)容如下將長(zhǎng)度為2. 5mm的鍍銅碳纖維與顆粒度為200目的鋁粉混合放置于混料裝置的儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)后，通過(guò)設(shè)置在混料倉(cāng)體I外周壁上的進(jìn)氣孔4向儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)注入高壓氣體，并利用壓力為O. 6MPa的高壓氣體，將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起，高壓氣體從頂蓋2中流出儲(chǔ)料倉(cāng)3，鍍銅碳纖維和鋁粉的儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)被均勻混合，4. 5分鐘后停止通入高壓氣體，鍍銅碳纖維和鋁粉共同沉積并均勻混合，本實(shí)施例的碳纖維的體積分?jǐn)?shù)為4 %，鋁粉與碳纖維的混合物共180g，在儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)放置適量的鋁粉與碳纖維，能夠保證鋁粉與碳纖維能夠全部被吹起并充分混合。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，其特征在于將長(zhǎng)度為2 3mm的鍍銅碳纖維與顆粒度為200目的鋁粉混合放置于混料裝置內(nèi)后，利用壓力為O. Γ0. 6MPa的高壓氣體，將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起，4飛分鐘后停止通入高壓氣體，鍍銅碳纖維和鋁粉共同沉積并均勻混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，其特征在于所述碳纖維的體積分?jǐn)?shù)為39Γ5%。
3.一種用于如權(quán)利要求I或2所述短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，其特征在于 包括內(nèi)設(shè)儲(chǔ)料倉(cāng)的混料倉(cāng)體和蓋裝在混料倉(cāng)體頂部的頂蓋； 所述混料倉(cāng)體的外周壁上設(shè)有進(jìn)氣孔，混料倉(cāng)體的內(nèi)周壁底部設(shè)有沿周向方向環(huán)繞其內(nèi)周壁一周的噴氣縫隙，混料倉(cāng)體的側(cè)壁內(nèi)設(shè)有連接進(jìn)氣孔和噴氣縫隙的緩沖腔，所述緩沖腔沿著混料倉(cāng)體周向方向環(huán)繞一周； 所述儲(chǔ)料倉(cāng)的底面呈沿著從上往下的方向直徑逐漸減小的凹面，且該凹面的斜率為常數(shù)或該凹面的斜率沿著底面邊緣到中心逐漸減?。? 所述噴氣縫隙的下側(cè)壁與儲(chǔ)料倉(cāng)底面相交，且噴氣縫隙在其出氣口處斜向下的斜度大于等于儲(chǔ)料倉(cāng)底面在其邊緣處的斜度； 所述頂蓋為透氣頂蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，其特征在于所述進(jìn)氣孔為至少兩個(gè)，并環(huán)形均布設(shè)置在所述混料倉(cāng)體的外壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，其特征在于所述混料倉(cāng)體分體設(shè)置、并包括底座和環(huán)形倉(cāng)體，所述底座和環(huán)形倉(cāng)體的分界面為噴氣縫隙和緩沖腔底面，所述環(huán)形倉(cāng)體固定安裝在底座上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料裝置，其特征在于所述混料倉(cāng)體的底面為錐面，所述噴氣縫隙在其出氣口處斜向下的斜度大于等于混料倉(cāng)體底面的錐面斜度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法及其混料裝置，混料方法為將長(zhǎng)度為2mm的鍍銅碳纖維與顆粒度為200目的鋁粉混合放置于混料裝置內(nèi)后，利用壓力為0.5MPa的高壓氣體，將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起，5分鐘后停止通入高壓氣體，鍍銅碳纖維和鋁粉共同沉積并均勻混合。本發(fā)明的短碳纖維鋁基材料粉末冶金混料方法，將鍍銅碳纖維和鋁粉混合放置后，再利用高壓氣體將鍍銅碳纖維和鋁粉吹起后共同沉積并均勻混合，能夠克服現(xiàn)有的采用機(jī)械攪拌方式混合鍍銅碳纖維和鋁粉導(dǎo)致碳纖維成球并混合不均的缺陷，使得制備的短碳纖維金屬基復(fù)合材料性能得到提高。
文檔編號(hào)B22F1/00GK102717063SQ20121022701
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者李鵬偉, 榮周文 申請(qǐng)人:遼寧忠旺集團(tuán)有限公司