专利名称：用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备筒类产品坯体的模具，尤其是涉及一种用二维纤维织物制备中高密度炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具。
背景技术：
坩埚护埚(两段式分为埚帮和埚托)和支撑衬套是硅晶体生长炉热场系统的主要部件。硅单晶的生长温度为1450°C左右，在此温度下，支撑衬套和埚帮的强度及其热稳定性，对热场系统的安全起决定性作用。热场中的支撑衬套及埚帮材料的密度要求为I. 2
I.5g/cm3，对机械性能如抗弯强度等也有较高的要求。目前，单晶硅炉用炭/炭复合材料筒类产品(如衬套、埚帮等)的制坯模具为一圆柱筒。在使用该圆柱筒进行制坯时，首先将已涂刷热固性树脂的二维纤维织物缠绕在圆柱筒表面，然后进行固化。然而，通过这种方式所制得坯体存在以下缺陷坯体织物层间间隙比较大且不均匀，不利于后续的增密，造成产品密度达不到要求，导致产品容易分层和变形； 坯体脱模困难，通常需要采用外力才能脱模，同时也易损伤坯体，从而降低产品的质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现坯体均匀增密，同时便于坯体脱模的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，包括内模和外模，所述内模包括滑块、内支撑筒、内压块、外压块、 模具安装法兰，所述模具安装法兰通过螺丝I与外压块相连，所述外压块通过螺丝II及弹簧I与内压块相连，所述内压块通过螺丝III及弹簧II与内支撑筒相连，所述滑块通过螺丝 IV与内支撑筒相连，所述外模由瓣模I、瓣模II及连接螺栓构成。进一步，所述滑块的下端设有活动环，并通过螺丝VI与滑块相连。进一步，所述滑块的上端和下端分别设有限位槽。进一步，所述内支撑筒的上端和下端分别设有螺丝V，所述螺丝V穿过内压块与外压块相连。进一步，所述内支撑筒的上端和下端分别设有限位螺丝。与现有技术相比，利用本发明制备炭-炭复合材料筒类产品坯体具有以下优点
(I)当滑块向外滑动时，滑块能均匀地作用于坯体的内表面，即内模向外扩张，使内、外模间的间隙减小，而坯体沿壁厚方向受压，从而实现坯体均匀增密，可解决产品开裂和分层的问题；(2)当滑块向内滑动时，内模外径减小，坯体脱模方便，且对坯体无损伤；(3)通过设有活动环，可在制坯的同时完成止口的一次成型，无需机械加工止口，避免炭纤维被切断，从而可保证制品的强度；(4)操作方便，生产效率高，所制成产品品质稳定。
图I为本发明实施例的内模分解结构示意图2为本发明实施例的外模分解结构示意图3为本发明实施例的剖视图。其中1-螺丝I，2-模具安装法兰，3-螺丝II，4-外压块，5-弹簧I，6_螺丝III， 7-内压块，8-螺丝IV，9-限位槽，10-滑块，11-弹簧II，12-螺丝V，13-限位螺丝，14-内支撑筒，15-活动环，16-螺丝VI，17-坯体，18-1-瓣模I ,18-2-瓣模II，19-螺栓。
具体实施例方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。参照附图，本实施例之用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，包括内模和外模，所述内模包括滑块10、内支撑筒14、内压块7、外压块4、模具安装法兰 2，所述模具安装法兰2通过螺丝I I与外压块4相连，所述外压块4通过螺丝II 3及弹簧
I5与内压块7相连，所述内压块7通过螺丝III6及弹簧II 11与内支撑筒14相连，所述滑块10通过螺丝IV 8与内支撑筒14相连，所述外模由瓣模I 18-1、瓣模II 18-2及连接螺栓 19构成。所述滑块10的下端设有活动环15，并通过螺丝VI 16与滑块10相连，用于坯体止
口的一次成型。所述滑块10的上端设有限位槽9，下端也设有限位槽。所述内支撑筒14的上端设有螺丝V 12，所述螺丝V 12穿过内压块7与外压块4 相连，可防止在松掉螺丝II 3时外压块4掉落；所述内支撑筒14的下端也设有螺丝V。所述螺丝IV 8可限制滑块10在圆周方向的自由度，使滑块10只能沿径向滑动。所述内支撑筒14的上端设有限位螺丝13，通过调节限位螺丝13露出的长度来限制内压块7的行程，从而限制滑块10径向的最大滑动量，以保证坯体内径符合产品尺寸的要求；所述内支撑筒14的下端也设有限位螺丝。本实施例内膜外径Φ 61 Imm,高350mm ;外模内径Φ 636mm,高350mm。下面以制作一个外径Φ636ι πι,内径C>616mm,高300mm的娃单晶生长炉热场的
炭-炭复合材料埚帮坯体来说明本实施例的使用方法
(1)将均匀涂有热固性树脂的炭布一层层缠绕于内膜上，待缠绕厚度等于Ilmm时，结束缠绕工序；
(2)装上外模，拧紧螺栓19;
(3)拧松螺丝II3，外压块4在弹簧I 5的作用下向外运动而松开，到位后，拧紧螺丝 III6,内压块7压缩弹簧II 11向内运动，内压块7作用于滑块10的内斜面上而使滑块10向外滑动，即内模向外扩张；当内膜外径扩张至Φ616πιπι时，停止内胀；
(4)将做好的埚帮坯体17连同模具一起放置于固化炉中进行固化处理；
(5)固化结束后卸下外模，拧松螺丝III6，内压块7在弹簧II 11的作用下向外运动，到位后，拧紧螺丝II 3，外压块4压缩弹簧I 5向内运动，外压块4作用于滑块10的外斜面上而使滑块10向内滑动，内模外径减小，拆下活动环15，坯体17顺利脱模；
(6)按要求平两端端口至高度尺寸为300mm,称重,算出固化后密度为1.38g/cm3(传统方法制还固化后密度< 1.0g/cm3)。
权利要求
1.用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，其特征在于包括内模和外模，所述内模包括滑块、内支撑筒、内压块、外压块、模具安装法兰，所述模具安装法兰通过螺丝I与外压块相连，所述外压块通过螺丝II及弹簧I与内压块相连，所述内压块通过螺丝III及弹簧II与内支撑筒相连，所述滑块通过螺丝IV与内支撑筒相连，所述外模由瓣模I、瓣模II及连接螺栓构成。
2.根据权利要求I所述的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具， 其特征在于所述滑块的下端设有活动环，并通过螺丝VI与滑块相连。
3.根据权利要求I或2所述的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，其特征在于所述滑块的上端和下端分别设有限位槽。
4.根据权利要求I或2所述的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，其特征在于所述内支撑筒的上端和下端分别设有螺丝V，所述螺丝V穿过内压块与外压块相连。
5.根据权利要求3所述的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具， 其特征在于所述内支撑筒的上端和下端分别设有螺丝V，所述螺丝V穿过内压块与外压块相连。
6.根据权利要求I或2所述的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，其特征在于所述内支撑筒的上端和下端分别设有限位螺丝。
7.根据权利要求5述的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，其特征在于所述内支撑筒的上端和下端分别设有限位螺丝。
全文摘要
用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，包括内模和外模，所述内模包括滑块、内支撑筒、内压块、外压块、模具安装法兰，所述模具安装法兰通过螺丝Ⅰ与外压块相连，所述外压块通过螺丝Ⅱ及弹簧Ⅰ与内压块相连，所述内压块通过螺丝Ⅲ及弹簧Ⅱ与内支撑筒相连，所述滑块通过螺丝Ⅳ与内支撑筒相连，所述外模由瓣模Ⅰ、瓣模Ⅱ及连接螺栓构成。本发明结构简单，操作简便；利用本发明制造炭-炭复合材料筒类产品坯体，可实现坯体均匀增密，同时便于坯体脱模且无需机加工止口，生产效率高，所制成产品品质稳定。
文档编号B28B7/16GK102581938SQ20121001665
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者姚勇刚, 崔金, 李细旭, 肖志英, 蒋建纯 申请人:湖南南方搏云新材料有限责任公司