一种高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113416087A(43)申请公布日2021.09.21(21)申请号202110821470.4(22)申请日2021.07.20(71)申请人西安美兰德新材料有限责任公司地址710600陕西省西安市临潼区秦王二路56号(72)发明人侯光远(51)Int.Cl.C04B35/83(2006.01)C04B35/52(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，包括以下步骤：a.制备内筒预制体和外筒预制体；b.将内筒预制体和外筒预制体置于沉积炉内制备内筒和外筒；c.制备缠绕层，缠绕后得到内筒+缠绕层的组合体1；d.将组合体1放入炭化炉中进行炭化处理；e.制备组合体2；f.将组合体2进行炭化处理；g.重复上述步骤f，直至组合体2密度＞1.7g/cm3；h.将上述步骤g得到的组合体2放入高温炉中进行高温处理；i.对上述步骤h得到的组合体2进行机械加工，得到高强度组合式炭炭热压模具。与现有技术相比，本发明采用内筒+缠绕层+外筒的组合方式，沉积增密过程中内筒和外筒是分开进行的，增密效率较整体式提高了一倍以上。CN113416087ACN113416087A权利要求书1/1页1.一种高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、制备内筒预制体和外筒预制体：所述内筒预制体与外筒预制体均是采用炭纤维平纹布或单向布+网胎为循环单元进行针刺得到的；步骤2、将步骤1中所述内筒预制体和外筒预制体放入沉积炉内，在900‑1400℃条件下3通入天然气，真空度1000~4000pa条件下沉积200h,得到密度大于1.2g/cm的内筒和外筒；步骤3、制备缠绕层：将上述步骤2的内筒外侧环向缠绕炭纤维制得缠绕层，缠绕后得到内筒+缠绕层的组合体1；步骤4、将上述步骤3得到的组合体1放入炭化炉中，以5~10℃/h的升温速率升至160℃固化，然后以10~20℃/h的升温速率升至800℃进行炭化处理；步骤5、将上述步骤4处理后的组合体1外表面和外筒内表面进行机械加工，并将组合体1和外筒以紧配合的方式组装在一起，得到组合体2；步骤6、将上述步骤5得到的组合体2在酚醛树脂或呋喃树脂或沥青中浸渍2‑5h，然后以10‑15℃/h的升温速率升至800‑900℃进行炭化处理；步骤7、重复上述步骤6，直至组合体2密度＞1.7g/cm3；步骤8、将上述步骤7得到的组合体2放入高温炉中，在真空度＜100pa的条件下，以10‑30℃/h的升温速率升至2000‑2300℃，恒温2‑8h，进行高温处理；步骤9、对上述步骤8得到的组合体2进行机械加工，得到高强度组合式炭炭热压模具。2.根据权利要求1所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：上述步骤1中所述炭纤维平纹布中炭纤维为T700，12K炭纤维。3.根据权利要求1所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：上述步骤1中所述内筒预制体和外筒预制体壁厚比值为1~10。4.根据权利要求1所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：上述步骤1中内筒预制体外侧可设置用于缠绕环向炭纤维的凹槽，以增加步骤3中内筒和缠绕层的结合强度。5.根据权利要求1所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：上述步骤3中所述炭纤维为T700，12K炭纤维。6.根据权利要求1所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：所述炭纤维缠绕前经过填满粘结剂的胶槽浸胶，所述粘结剂为酚醛树脂+石墨粉的混合胶液。7.根据权利要求6所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：所述粘结剂中石墨粉的质量百分比为5%~20%，石墨粉颗粒度＜1um。8.根据权利要求7所述的高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法，其特征在于：所述粘结剂在使用前加入酒精进行稀释，所述酒精的质量百分比为10%‑20%。2CN113416087A说明书1/3页一种高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法技术领域[0001]本发明涉及粉末冶金和陶瓷生产用热压模具技术领域，具体来说是一种高强度组合式炭/炭热压模具的制备方法。背景技术[0002]粉末冶金和陶瓷生产所采用的热压工艺是一种将模压和烧结相结合的材料成型方法，坯体在高温环境下受到单向或多向的高压力，使坯体在高温高压下反应，使得成品的密度增加，从而得到高效能的材料。常用于制备氮化硅、氮化硼、等陶瓷材料以及难于烧结的金属和合金材料。[0003]常用的热压模具为石墨材料，石墨材料的拉伸强度约20Mpa，因此模具壁厚较厚，且容易发生脆性断裂