近十几年来,航空航天、自动化和体育产品工业的发展极大推动了金属基复合材料的研究和应用,使金属基复合材料显示出越来越强大的生命力。非连续增强金属基复合材料由于具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、良好的抗磨损能力及尺寸稳定性等特点,成为金属基复合材料的一个重要发展方向。以短碳纤维增强金属基复合材料为代表的非连续增强金属基复合材料具有成本低廉、工艺简单、力学性能优良和易加工变形等一系列优点,成为金属基复合材料的一个重要分支。短碳纤维增强铝基复合材料的制备方法主要集中在粉末冶金法、压力浸渗法和挤压铸造法。搅拌铸造法由于其工艺简单、成本低廉,越来越受到重视。本文选择使用铝合金作为基体材料,采用搅拌铸造法制备出短碳纤维增强铝基复合材料。试验采用熔体搅拌铸造法制备铝基复合材料,结合铸造出复合材料的组织和性能,确定工艺参数如下：搅拌温度控制在740℃；搅拌时间：4-6min；真空炉温度：750℃；真空度：0.02-0.04MPa；除气时间：4min。制备过程中,采用上平下斜浆叶进行搅拌,既可避免卷入大量气体,又可使碳纤维分散均匀。采用扫描电镜对界面状况进行观察,从表观上看采用搅拌铸造法制备的复合材料,碳纤维与合金基体之间结合紧密,碳纤维无伤损,说明碳纤维表面镀铜层解决了碳纤维与铝熔体表面不浸润的问题,使碳纤维与铝基体结合良好,这对提高碳纤维增强铝基复合材料的性能起到了很大的作用。根据短纤维增强机理,本文从碳纤维质量分数、碳纤维长度和保温时间三方面分析了碳纤维增强铝基复合材料的组织和性能,结果表明,搅拌真空铸造法制备复合材料过程中,碳纤维含量为6%,短纤维长度为2mm,保温时间为20min时,复合材料中碳纤维与基体结合紧密,力学性能比较好。复合材料疲劳测试发现,添加碳纤维的复合材料在5×106循环周次下的抗疲劳强度比基体合金提高了29%,结合扫描电镜分析,可知碳纤维的加入能够阻止疲劳裂纹的扩展,提高复合材料的抗疲劳性能。复合材料的耐磨性能测试发现,复合材料的磨损分为三个阶段,即快速磨损期、平稳期和不稳定磨损期。磨损量先随碳纤维含量的增加而降低,达到一定值后又有所上升。复合材料轧制挤压试验表明,复合材料轧制过程中,轧制温度严格控制在420-460℃之间。轧制挤压处理后复合材料的强度、硬度都明显提高,延伸率则明显降低。在相同热处理条件下,挤压态复合材料强度、硬度性能比轧制态好。