專利名稱：硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法
硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維復合材料，具體地說本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法。
背景技術(shù)：
已知的，碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。現(xiàn)有硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維材料材料大部分選擇碳纖維氈狀材料纏繞縫制，碳纖維氈的揮發(fā)物多，操作工勞動強度大，綜合維護成本較高；這是由于硬質(zhì)合金產(chǎn)品在生產(chǎn) 制造過程中，需要在高溫，高真空下進行，現(xiàn)有產(chǎn)品在纏繞縫制過程中會破壞碳纖維氈狀材料組織機構(gòu)，容易出現(xiàn)粉末狀物質(zhì)，而粉末物質(zhì)會隨著開爐頻率增加，更換周期一般在6個月，壽命比較短。此外硬質(zhì)合金爐正常使用溫度在1700°C，碳纖維氈狀保溫材料最高處理溫度只有1500°C，生產(chǎn)就會有不同氧化現(xiàn)象，嚴重時將直接導致燒結(jié)產(chǎn)品報廢，造成較大損失。
發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法，通過將石墨箔、碳纖維氈和碳纖維布由膠粘接，然后經(jīng)過本發(fā)明加工工藝后獲取硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料，本發(fā)明相對于現(xiàn)有碳纖維氈基保溫材料壽命延長一倍以上，揮發(fā)物低，不污染環(huán)境，節(jié)能環(huán)保。為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法，包含以下工藝步驟選料、配料、噴膠、加熱固化、碳化、二次加熱固化、三次加熱固化、氣相沉積體積增密處理、機械加工和成品入庫；一、選料選擇碳纖維氈，碳纖維布，石墨箔，酚醛樹脂，變定劑作為原材料；二、配料通過恒定18度室溫狀態(tài)下，按照酚醛樹脂80 100重量份，變定劑10 15重量份混合配料備用形成膠；三、噴膠將配料裝入自動噴膠機內(nèi)，在一次性既定規(guī)格成型模具上，開啟噴膠設(shè)備，按照碳纖維布-石墨箔-碳纖維氈-石墨箔-碳纖維布均勻噴涂膠狀配料后，采用模壓設(shè)備制成三明治狀；四、加熱固化
然后加熱200°C進行固化處理，升溫曲線自室溫至100°C，保溫I小時后，二次升溫至200°C停爐降溫，自然冷卻60°C出爐；五、碳化胚體裝入碳化爐，檢查真空壓力正常后開始升溫，第一次按照20°C /h加熱升溫至500°C停爐，恒溫2小時，打開真空排氣系統(tǒng)將水汽抽出；六、二次加熱固化第二次升溫按照10°C /h加熱升溫至1500°C停爐，恒溫I小時，打開真空排氣系統(tǒng)將膠質(zhì)抽出；七、三次加熱固化
第三次升溫按照50°C /h加熱升溫至2200°C停爐，恒溫5小時，打開真空排氣系統(tǒng)將其他雜質(zhì)抽出；慢慢冷卻60°C或常溫出爐；八、氣相沉積體積增密處理裝入CVD爐后，自室溫升至1000°C，進行化學氣相沉積體積增密處理，保溫1. 5 2. 5小時后，冷卻60°C出爐；九、機械加工按照既定圖紙技術(shù)要求，機械加工處理，裁剪出合適尺寸，制得具有自支撐，質(zhì)輕，薄厚均勻，不易變形的硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料；十、成品入庫將機械加工后獲取的碳纖維復合材料裝箱入庫。通過上述公開內(nèi)容，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法，通過將石墨箔、碳纖維氈和碳纖維布由膠粘接，然后經(jīng)過選料、配料、噴膠、加熱固化、碳化、二次加熱固化、三次加熱固化、氣相沉積體積增密處理、機械加工步驟后獲取具有自支撐、外觀光滑、質(zhì)輕、可任意加工成型、薄厚均勻、不易變形、保溫隔熱效果穩(wěn)定，使用壽命長的硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料，結(jié)合附圖3給出的比照表可以看出，本發(fā)明性能優(yōu)異，相對于現(xiàn)有碳纖維氈基保溫材料壽命延長一倍以上，揮發(fā)物低，不污染環(huán)境，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明在爐內(nèi)惰性氣體沖刷下不起毛，抗氧化，理化指標穩(wěn)定等特點。
圖1是本發(fā)明的工藝路線圖；圖2是本發(fā)明的獲取物碳纖維復合材料結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的性能指標對照表；在圖2中1、石墨箔；2、碳纖維氈；3、碳纖維布；4、膠。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步的說明；下面的實施例并不是對于本發(fā)明的限定，僅作為支持實現(xiàn)本發(fā)明的方式，在本發(fā)明所公開的技術(shù)框架內(nèi)的任意等同結(jié)構(gòu)替換，均為本發(fā)明的保護范圍；結(jié)合附圖1中給出的一種硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法，包含以下工藝步驟選料、配料、噴膠、加熱固化、碳化、二次加熱固化、三次加熱固化、氣相沉積體積增密處理、機械加工和成品入庫；一、選料選擇碳纖維氈，碳纖維布，石墨箔，酚醛樹脂，變定劑作為原材料；二、配料通過恒定18度室溫狀態(tài)下，按照酚醛樹脂80 100重量份，變定劑10 15重量份混合配料備用形成膠；三、噴膠將配料裝入自動噴膠機內(nèi)，在一次性既定規(guī)格成型模具上，開啟噴膠設(shè)備，按照碳纖維布3-石墨箔1-碳纖維氈2-石墨箔1-碳纖維布3均勻噴涂膠4狀配料后，采用模壓設(shè)備制成三明治狀；四、加熱固化然后加熱200°C進行固化處理，升溫曲線自室溫至100°C，保溫I小時后，二次升溫至200°C停爐降溫，自然冷卻60°C出爐；五、碳化胚體裝入碳化爐，檢查真空壓力正常后開始升溫，第一次按照20°C /h加熱升溫至500°C停爐，恒溫2小時，打開真空排氣系統(tǒng)將水汽抽出；六、二次加熱固化第二次升溫按照10°C /h加熱升溫至1500°C停爐，恒溫I小時，打開真空排氣系統(tǒng)將膠質(zhì)抽出；七、三次加熱固化第三次升溫按照50°C /h加熱升溫至2200°C停爐，恒溫5小時，打開真空排氣系統(tǒng)將其他雜質(zhì)抽出；慢慢冷卻60°C或常溫出爐；八、氣相沉積體積增密處理裝入CVD爐后，自室溫升至1000°C，進行化學氣相沉積體積增密處理，保溫1. 5 2. 5小時后，冷卻60°C出爐；九、機械加工按照既定圖紙技術(shù)要求，機械加工處理，裁剪出合適尺寸，制得具有自支撐，質(zhì)輕，薄厚均勻，不易變形的硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料；十、成品入庫將機械加工后獲取的碳纖維復合材料裝箱入庫。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法，其特征是包含以下工藝步驟選料、配料、噴膠、加熱固化、碳化、二次加熱固化、三次加熱固化、氣相沉積體積增密處理、機械加工和成品入庫； 一、選料 選擇碳纖維氈，碳纖維布，石墨箔，酚醛樹脂，變定劑作為原材料； 二、配料 通過恒定18度室溫狀態(tài)下，按照酚醛樹脂80 100重量份，變定劑10 15重量份混合配料備用形成膠(4)； 三、噴膠 將配料裝入自動噴膠機內(nèi)，在一次性既定規(guī)格成型模具上，開啟噴膠設(shè)備，按照碳纖維布(3)-石墨箔(I)-碳纖維氈(2)-石墨箔(I)-碳纖維布(3)均勻噴涂膠⑷狀配料后，采用模壓設(shè)備制成三明治狀； 四、加熱固化 然后加熱200°C進行固化處理，升溫曲線自室溫至100°C，保溫I小時后，二次升溫至200°C停爐降溫，自然冷卻60°C出爐； 五、碳化 胚體裝入碳化爐，檢查真空壓力正常后開始升溫，第一次按照20°C /h加熱升溫至500°C停爐，恒溫2小時，打開真空排氣系統(tǒng)將水汽抽出； 六、二次加熱固化 第二次升溫按照10°C /h加熱升溫至1500°C停爐，恒溫I小時，打開真空排氣系統(tǒng)將膠質(zhì)抽出； 七、三次加熱固化 第三次升溫按照50°C /h加熱升溫至2200°C停爐，恒溫5小時，打開真空排氣系統(tǒng)將其他雜質(zhì)抽出；慢慢冷卻60°C或常溫出爐； 八、氣相沉積體積增密處理 裝入CVD爐后，自室溫升至1(KKTC，進行化學氣相沉積體積增密處理，保溫1. 5 2. 5小時后，冷卻60°C出爐； 九、機械加工 按照既定圖紙技術(shù)要求，機械加工處理，裁剪出合適尺寸，制得硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料； 十、成品入庫 將機械加工后獲取的碳纖維復合材料裝箱入庫。
全文摘要
一種硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料制備方法，涉及一種碳纖維復合材料，包含以下工藝步驟選料、配料、噴膠、加熱固化、碳化、二次加熱固化、三次加熱固化、氣相沉積體積增密處理、機械加工和成品入庫；本發(fā)明通過將石墨箔、碳纖維氈和碳纖維布由膠粘接，然后經(jīng)過本發(fā)明加工工藝后獲取硬質(zhì)合金真空爐用碳纖維復合材料，本發(fā)明相對于現(xiàn)有碳纖維氈基保溫材料壽命延長一倍以上，揮發(fā)物低，不污染環(huán)境，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號B32B9/04GK103009698SQ201210583810
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者沈福茂, 沈汀 申請人:樂山市澤爾匯科技有限公司