热压工艺对Cf/Al叠层复合材料组织及力学性能的影响

以1060Al箔、HL403铝合金粉和M40单向碳纤维布为原材料,纤维体积分数为22.80%,采用真空热压法制备了Cf/Al叠层复合材料。通过正交试验法研究了热压温度、热压时间和热压压力等工艺参数对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,热压时间对复合材料的抗拉强度影响最为显著,热压温度对复合材料的致密度影响最为显著。1060Al箔与M40单向碳纤维布之间加入HL403铝合金粉,降低了热压温度,减缓了界面反应,同时生成的Al2Cu相抑制了Al4C3脆性相的生成,提高了复合材料的力学性能。当热压温度为510℃,热压时间为180 min,热压压力为15 MPa时,Cf/Al叠层复合材料的基体与纤维结合较好,铝基体层与纤维增强层交替排布,纤维分布均匀。Cf/Al叠层复合材料断裂时有大量纤维被拔出,拉伸断口表现为铝基体层的韧性断裂与纤维增强层的脆性断裂。Cf/Al叠层复合材料的密度为2.492 g/cm3,致密度为99.80%,抗拉强度为254.75 MPa,抗弯强度为334.97 MPa。

复合材料手工制孔刀具的寿命优化

碳纤维复合材料(CF)具有非均质各向异性的结构特点,制孔时极易产生基体灼伤、毛刺、分层及撕裂等多种形式的损伤。针对复材手工制孔刀具规格多的问题,通过对纯CF以及CF/Al叠层材料制孔进行刀具方案优化,并引入匕首钻和PCD锪窝钻进行刀具寿命测试,大幅降低了刀具规格及数量、刀具寿命测试时间及耗资,对比前期刀具,其使用寿命平均提升1.96倍,同时提升了刀具质量和寿命的稳定性。