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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103194698A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103194698103194698A(43)申请公布日2013.07.10(21)申请号201310133805.9(22)申请日2013.04.17(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市学院路3号中北大学材料科学与工程学院(72)发明人胡保全牛晋川徐璟胡文鑫(74)专利代理机构山西五维专利事务所(有限公司)14105代理人杨耀田(51)Int.Cl.C22C49/00(2006.01)C22C47/00(2006.01)C22C101/10(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称碳纤维增强锡基复合材料及其制备方法(57)摘要碳纤维增强锡基复合材料及其制备方法,涉及金属基复合材料,解决目前采用碳纤维和基体金属锡制造复合材料的工艺,会造成碳纤维和基体不连续,不能充分发挥碳纤维增强作用的问题。本发明的复合材料组分与体积百分比为:碳纤维:30~35%,锡:65~70%。工艺步骤为:碳纤维预处理,电沉积锡、清洗、中和,电沉积锡,成型电沉积锡,坯料清洗、烘干,裁剪坯料放入模具,真空热压,随炉冷却。本发明利用三步电沉积法制备的Cf/Sn复合材料,不仅具有良好的力学性能,而且具有抗腐蚀、抗蠕变、抗咬合、耐疲劳和变形小的优点,可为轴瓦或其它耐磨用材提供更多的选择。CN103194698ACN1039468ACN103194698A权利要求书1/1页1.一种碳纤维增强锡基复合材料,其特征在于:所述的复合材料的构造是:由表面沉积有有锡的碳纤维,纵向平行排列并经压合的板坯;复合材料的组分及其体积百分比为:碳纤维:30~35%,锡:65~70%。2.一种制备如权利要求1所述的碳纤维增强锡基复合材料的方法,步骤包括:碳纤维预处理,电沉积金属,真空热压,其特征在于:所述的制备碳纤维增强锡基复合材料的工艺步骤为:(1)碳纤维表面预处理;(2)碳纤维表面电沉积锡,其电解液配方及电沉积参数为:溶剂:蒸馏水,SnSO4:50~60g/L,H2SO4:60~70g/L,HCHO:15~20g/L,C10H10O:0.2~0.5g/L,2C13H14N2:0.06~0.2g/L,C10H10O2:0.5~1.0g/L,JK:0.3~0.6A/dm;(3)清洗、中和;(4)镀有锡的碳纤维电沉积锡,其电解液配方及电沉积参数为:溶剂:蒸馏水,SnSO4:35~45g/L,H2SO4:40~50g/L,HCHO:16~20g/L,C10H10O:0.3~0.5g/L,2C13H14N2:0.1~0.2g/L,C10H10O2:0.6~1.0g/L,JK:0.4~0.6A/dm;(5)沉积有锡的碳纤维缠绕在成型轮上,成型电沉积锡,其电解液配方及电沉积参数为:溶剂:蒸馏水,SnSO4:40~50g/L,H2SO4:45~50g/L,HCHO:16~20g/L,C10H10O:0.3~0.5g/L,2C13H14N2:0.1~0.2g/L,C10H10O2:0.7~1.0g/L,JK:0.3~0.5A/dm;(6)取下坯料进行清洗、烘干;(7)剪切坯料,装入模具中;(8)真空热压成复合材料板坯;(9)板坯炉冷至室温。3.按照权利要求2所述的碳纤维增强锡基复合材料的方法,其特征在于:所述的工艺步骤(8)真空热压成复合材料板坯是将装有复合丝坯料的模具放入真空度>2×10-2Pa的加热炉中,随炉加热至110~130℃后,在20MPa压力下,保压30min热压成型。4.按照权利要求2所述的碳纤维增强锡基复合材料的方法,其特征在于:所述的工艺步骤(1)碳纤维预处理,是将碳纤维束缠绕在布线轮上,放入320℃加热炉中保温30min后随炉冷至室温。2CN103194698A说明书1/5页碳纤维增强锡基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属基复合材料,特别是碳纤维增强锡基复合材料(Cf/Sn)的制备工艺。背景技术[0002]碳纤维具有高强度、高模量、低密度、低热膨胀系数、导电、耐腐蚀、耐磨和减摩的优良性能,因此,碳纤维增强金属基复合材料得到广泛应用,其中应用之一就是用作高强度、减摩和耐磨损的轴瓦用材。[0003]目前,常用轴瓦材料有三类,1)金属材料,如轴瓦合金(Sb-Sn、Cu-Sn合金)、铜合金、铝合金和铸铁等;2)多孔质金属材料;3)非金属材料。但没有一种材料具备轴瓦材料所需的全部性能。[0004]Sb-Sn、Cu-Sn合金是传统的轴瓦材料,但其性能在一定程度上存在不足,例如其顺应性、抗咬合性等都很不好,特别是在高负荷下,其耐磨性能、抗疲劳性能往往不能满足使用要求。采用碳纤维来制