一种强化石墨放热焊接模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属焊接技术领域，尤其涉及一种石墨放热焊接模具。
【背景技术】
[0002]放热焊接是一种简单、高效率、高质量的金属焊接工艺，它利用金属化合物氧化还原化学反应热作为热源，通过过热的(被还原)熔融金属液，直接或间接加热工件并包覆工件，在特制的放热焊接模具的型腔中铸造成一定形状、尺寸，符合工程需求的熔焊接头，广泛应用于防雷接地及浪涌保护、电气设备接地工程处理、轨道焊接和石油化工工程建设等领域。
[0003]由于石墨优良的机械加工性能和耐高温的特性，而被作为放热焊接模具的首选材料，但石墨为脆性材料，强度低，在储藏或运输过程中石墨粉易脱落，污染其他物品，而且石墨在常态下强度较低，在使用和搬运过程中易损坏，甚至在焊接使用过程发生爆裂，对使用者来说存在很大的安全隐患和经济损失。石墨放热焊接模具受潮后，在焊接时温度骤变潮气体积放大近千倍，石墨模具经常发生爆裂。现有的高强度石墨都是在制作石墨生丕体时，反复用与石墨亲和性好的有机溶剂配制有机物溶液浸渍，即提高密度的方法。中国专利号2012101226307 ；201210257376.1 ；201310065410X ；2013100129709 都是关于高强度石墨或石墨模具方面与本申请技术方案较接近的现有技术。
【发明内容】
[0004](—)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提高石墨模具强度、抗氧化、防止受潮；解决现有石墨放热焊接模具在储藏或运输过程中石墨粉易脱落，污染其他物品；在使用和搬运过程中易损坏问题。
[0005](二)技术方案
石墨热焊接模具在使用过程中，频繁的热震、变动载荷使石墨体极易发生疲劳断裂；石墨基材体生坯在碳化、石墨化过程中内部及表面产生大量气孔，空隙间彼此联通，这是裂纹产生或裂纹扩展的原因；硅酸锂为无机水性耐高温粘合剂，与石墨的碳元素亲和性不好，硅酸锂水溶液配合使用合适的多种表面活性剂渗透至石墨基材体表面层内缺陷孔、缝内及石墨层间，形成三维立体硅酸锂网络，选择合适硅酸锂模数和工艺参数使三维立体硅酸锂网络热胀系数与石墨基材体相匹配，不出现应力。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种强化石墨放热焊接模具包括模盖、模盖引火孔、左模体、右模体、模盖与右模体连接铰链、反应腔、流道、焊接腔、模夹安装孔构成，其特征在于所述模盖、左模体与右模体的外表面均设有强化层。
[0007]所述强化层由表面层与渗透层构成，表面层材料为硅酸锂，表面层为石墨基材表面附加厚度层，渗透层为渗透至石墨基材空隙间的娃酸锂与石墨基材混合材料构成。
[0008]所述表面层厚度为0.001-0.2毫米，渗透层厚度为0.1-15毫米。
[0009](三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供的放热焊接模具，所述模盖、左模体和右模体的外表面均设有强化层，使用时不烫手，模夹、铰链安装牢固不脱落，在储藏或运输过程中不脱落石墨粉污染其他物品；并且增加了放热焊接模具的整体强度，避免放热焊接模具在使用和搬运过程中发生损坏，提高安全性及使用寿命。石墨模具不受潮，在使用时不产生爆燃喷火、模具爆裂危险。表面涂层与有机硅树脂合用成膜性好，表面易清洁，模具外表面可设置多种颜色。硅酸锂及配料浸渍石墨基材后，两者热胀系数匹配又相互制约，使石墨因热膨胀断裂的缺点得到改善，同时增加模具表面硬度。这种改进使石墨增加了许多新的领域。其渗透层各方位断面用500倍数码显微镜观测均有连续硅酸锂网络。由于模具外表面的强化层保温作用，使焊接件冷却后内部无应力、强度高，并且极大方便了焊接件退出模具，连续使用模具节省焊药，同时模具散热温度梯度差减小，使模具寿命延长。
【附图说明】
[0010]图1是发明实施例强化强化石墨放热焊接模具的主视示意图；
图中:模盖；2:左模体；3:右模体；4:反应腔；5:流道；6:焊接腔；7:引火口 ；8:铰链；9 旲夹安装孔；10:石墨基材；11:渗透层；12:表面层。
【具体实施方式】
[0011]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制
如图1所示，本发明实施例提供的强化石墨放热焊接模具，包括模盖1、模盖引火孔7、左模体2、右模体3、模盖I与右模体3连接铰链8、反应腔4、流道5、焊接腔6、模夹安装孔9构成，所述模盖1、左模体2与右模体3的外表面均设有强化层。
[0013]所述强化层由表面层12与渗透层11构成，表面层材料为硅酸锂，表面层12为石墨基材10表面附加厚度层，渗透层11为渗透至石墨基材10空隙间的娃酸锂与石墨基材10混合材料构成。
[0014]所述表面层12厚度为0.001-0.2毫米，渗透层11厚度为0.1-15毫米。
[0015]所述上盖I外表面包括前侧面、后侧面、左侧面、右侧面、上表面。
[0016]所述左模体2外表面包括前侧面、左侧面、后侧面、下表面。
[0017]所述右模体3外表面包括前侧面、右侧面、后侧面、下表面。
[0018]所述左模体2、右模体3以强化石墨放热焊接模具中线竖直分开。
[0019]所述模盖I与左模体2、右模体3以铰链8轴心线水平分开。
[0020]所述强化石墨放热焊接模具由于焊接件连接结构形式有多种，如水平一字形、水平T字形、水平十字形、竖直T字形，组合成强化石墨放热焊接模具的石墨基材体数量不同、结构也不同，但每个石墨基材体的外表面均设有强化层；模盖1、引火孔7、铰链8、模夹安装孔9、反应腔4、流道5、焊接腔6是必须设置构造。
[0021]制造强化石墨放热焊接模具的石墨基材选用参数选择密度1.5g/mm3以上；娃酸锂模数2.0-5.0 ;调节氧化锌粉及氧化铬绿K2Cr07的比例可加快固化速度，或者用磷酸硅固化；也可自然干燥10小时以内，也可100度以下干燥；如果渗透层11需要渗透速度和深度，可加一种或多种表面渗透剂，其中渗透剂JFC、快速渗透剂T、耐碱渗透剂AEP、耐碱渗透剂OEP或氟、硅表面活性剂均可使用，再配合正、负压力操作实现渗透过程，也可以同时添加甲基甲基硅酸并且再用氨水调节PH值的变动。表面层12用硅酸锂和水性有机硅树脂合用效果更好；表面层12的硅酸锂也可以添加颜料及甲基硅酸改变强化石墨放热焊接模具的外观颜色。经硅酸锂强化处理全部渗透石墨材料强度最高达到，抗弯强度49MP ;抗压强度110MP ;抗拉强度20MP。
[0022]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种强化石墨放热焊接模具，包括模盖(1)、模盖引火孔(7)、左模体(2)、右模体(3)、模盖(I)与右模体(3)连接铰链(8)、反应腔(4)、流道(5)、焊接腔(6)、模夹安装孔(9)构成，其特征在于所述模盖(I)、左模体(2)与右模体(3)的外表面均设有强化层。2.根据权利要求1所述一种强化石墨放热焊接模具，其特征在于所述强化层由表面层(12)与渗透层(11)构成，表面层材料为硅酸锂，表面层(12)为石墨基材(10)表面附加厚度层，渗透层(11)为渗透至石墨基材10空隙间的硅酸锂与石墨基材(10)混合材料构成。3.根据权利要求2所述一种强化石墨放热焊接模具，其特征在于所述表面层(12)厚度为0.001-0.2毫米，渗透层(11)厚度为0.1-15毫米。
【专利摘要】本发明是一种强化石墨放热焊接模具，涉及金属焊接石墨模具技术领域。模具包括模盖、模盖引火孔、左模体、右模体、模盖与右模体连接铰链、反应腔、流道、焊接腔、模夹安装孔构成，所述模盖、左模体与右模体的外表面均设有强化层。所述强化层由表面层与渗透层构成，表面层材料为硅酸锂，渗透层为渗透至石墨基材空隙间的硅酸锂与石墨基材混合材料构成。表面层厚度为0.001-0.2毫米，渗透层厚度为0.1-15毫米。硅酸锂渗透至石墨基材表面层内缺陷孔、缝内及石墨层间，形成三维立体硅酸锂网络，增强石墨放热焊接模具强度。使用时模具不烫手，模夹、铰链安装牢固不脱落，不脱落石墨粉污染其他物品。石墨放热焊接模具使用期长、安全性提高。
【IPC分类】B23K23/00
【公开号】CN105081557
【申请号】CN201510590468
【发明人】徐国栋, 刘玉岩, 乔娇, 姚丹丹, 邵德志
【申请人】长春安可精密电子工业有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月17日