短碳纤维铝基合金具有质量轻、性能优的特点,在交通运输工程领域具有广泛的应用前景,尤其是在航空发动机叶片制造方向,是先进航空叶片的首选材料。而真空吸铸工艺因其优异的铸造性能和灵活的设计性能,能较好的适应较为复杂的复合材料航空叶片零件的成形制备。因此,探究短碳纤维铝基合金叶片真空吸铸的成形和成性,为使用真空吸铸法生产高性能复合材料先进航空叶片提供一种新的思路和方法,具有十分重要的现实意义。本文主要提出了一种适用于短碳纤维铝基合金叶片成形的真空吸铸加压复合工艺,并在此工艺条件下研究了制备时主要的参数:短碳纤维的参数和改善界面的参数对叶片性能的影响。首先,根据真空吸铸加压复合成形工艺,设计了适用于该工艺的真空吸铸叶片型铸造模具和冷加压整形模具,完成航空叶片成形实验并进行分析。其次,利用有限元法分析短碳纤维参数:短碳纤维长度和短碳纤维含量对短碳纤维铝基合金叶片成形性能的影响。最后,进行叶片性能检测实验,分析了改善碳纤维和铝基合金结合界面的参数:微量元素Mg和Si的添加量、加压压力的大小对叶片成形性能的影响。得到了适用于真空吸铸加压复合成形短碳纤维铝基合金叶片的优化工艺参数。经过短碳纤维铝基合金叶片成形与成性研究得出以下结论:(1)设计了叶片铸造模具和后续加压模具,能够将真空吸铸加压复合工艺创新应用于制备短碳纤维铝基合金叶片零件上,使用该工艺和成形模具制备的复合材料叶片,成形形状完整,尺寸稳定,精度较高,验证了该工艺方案的可行性和合理性。(2)分析了短碳纤维的参数包括短碳纤维的长度和短碳纤维的含量对叶片性能的影响。使用宏微观数值分析的方法,得出随着碳纤维含量增加,零件的抗拉强度有所提高但是弹性模量有所下降;随着短碳纤维长度的增加,零件的塑性强度逐渐减小并在5mm后达到平稳的趋势。因此,根据数值分析的结果应选择长度为1mm,含量为3wt%的短碳纤维制备的复合材料叶片,所能得到的叶片性能较优满足工作要求,并通过实验进行了验证。(3)分析了改善碳纤维和铝合金基体的结合界面的两种方法:添加微量元素Mg、Si(Mg和Si分别为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%)以及加压法(加压压力大小分别为2MPa、4 MPa、6 MPa、8 MPa)对成形叶片零件性能的影响。对制备叶片的力学性能和电学性能进行检测分析后得出:微量元素Mg和Si均可改善碳纤维铝基合金叶片的力学性能,而Mg对叶片力学性能的改善优于Si元素。适当的加压能够提升碳纤维铝基叶片的力学性能,但是对电学性能的改善效果不明显,当加压压力为4MPa时,对叶片性能的改善效果最优,制备的1wt%短碳纤维增强铝基复合叶片经过加压后拉伸强度达到334 MPa,相比较于未加压的叶片零件提高了52.69%。此时,显微硬度为133.3HV,电阻率为22μΩ·mm。