专利名称：硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法
硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纤维复合材料，具体地说本发明涉及一种硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法。
背景技术：
已知的，碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。现有硬质合金真空炉用碳纤维材料材料大部分选择碳纤维毡状材料缠绕缝制，碳纤维毡的挥发物多，操作工劳动强度大，综合维护成本较高；这是由于硬质合金产品在生产 制造过程中，需要在高温，高真空下进行，现有产品在缠绕缝制过程中会破坏碳纤维毡状材料组织机构，容易出现粉末状物质，而粉末物质会随着开炉频率增加，更换周期一般在6个月，寿命比较短。此外硬质合金炉正常使用温度在1700°C，碳纤维毡状保温材料最高处理温度只有1500°C，生产就会有不同氧化现象，严重时将直接导致烧结产品报废，造成较大损失。
发明内容为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法，通过将石墨箔、碳纤维毡和碳纤维布由胶粘接，然后经过本发明加工工艺后获取硬质合金真空炉用碳纤维复合材料，本发明相对于现有碳纤维毡基保温材料寿命延长一倍以上，挥发物低，不污染环境，节能环保。为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案一种硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法，包含以下工艺步骤选料、配料、喷胶、加热固化、碳化、二次加热固化、三次加热固化、气相沉积体积增密处理、机械加工和成品入库；一、选料选择碳纤维毡，碳纤维布，石墨箔，酚醛树脂，变定剂作为原材料；二、配料通过恒定18度室温状态下，按照酚醛树脂80 100重量份，变定剂10 15重量份混合配料备用形成胶；三、喷胶将配料装入自动喷胶机内，在一次性既定规格成型模具上，开启喷胶设备，按照碳纤维布-石墨箔-碳纤维毡-石墨箔-碳纤维布均匀喷涂胶状配料后，采用模压设备制成三明治状；四、加热固化
然后加热200°C进行固化处理，升温曲线自室温至100°C，保温I小时后，二次升温至200°C停炉降温，自然冷却60°C出炉；五、碳化胚体装入碳化炉，检查真空压力正常后开始升温，第一次按照20°C /h加热升温至500°C停炉，恒温2小时，打开真空排气系统将水汽抽出；六、二次加热固化第二次升温按照10°C /h加热升温至1500°C停炉，恒温I小时，打开真空排气系统将胶质抽出；七、三次加热固化
第三次升温按照50°C /h加热升温至2200°C停炉，恒温5小时，打开真空排气系统将其他杂质抽出；慢慢冷却60°C或常温出炉；八、气相沉积体积增密处理装入CVD炉后，自室温升至1000°C，进行化学气相沉积体积增密处理，保温1. 5 2. 5小时后，冷却60°C出炉；九、机械加工按照既定图纸技术要求，机械加工处理，裁剪出合适尺寸，制得具有自支撑，质轻，薄厚均匀，不易变形的硬质合金真空炉用碳纤维复合材料；十、成品入库将机械加工后获取的碳纤维复合材料装箱入库。通过上述公开内容，本发明的有益效果是本发明所述的硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法，通过将石墨箔、碳纤维毡和碳纤维布由胶粘接，然后经过选料、配料、喷胶、加热固化、碳化、二次加热固化、三次加热固化、气相沉积体积增密处理、机械加工步骤后获取具有自支撑、外观光滑、质轻、可任意加工成型、薄厚均匀、不易变形、保温隔热效果稳定，使用寿命长的硬质合金真空炉用碳纤维复合材料，结合附图3给出的比照表可以看出，本发明性能优异，相对于现有碳纤维毡基保温材料寿命延长一倍以上，挥发物低，不污染环境，节能环保。本发明在炉内惰性气体冲刷下不起毛，抗氧化，理化指标稳定等特点。
图1是本发明的工艺路线图；图2是本发明的获取物碳纤维复合材料结构示意图；图3是本发明与现有技术的性能指标对照表；在图2中1、石墨箔；2、碳纤维毡；3、碳纤维布；4、胶。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明；下面的实施例并不是对于本发明的限定，仅作为支持实现本发明的方式，在本发明所公开的技术框架内的任意等同结构替换，均为本发明的保护范围；结合附图1中给出的一种硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法，包含以下工艺步骤选料、配料、喷胶、加热固化、碳化、二次加热固化、三次加热固化、气相沉积体积增密处理、机械加工和成品入库；一、选料选择碳纤维毡，碳纤维布，石墨箔，酚醛树脂，变定剂作为原材料；二、配料通过恒定18度室温状态下，按照酚醛树脂80 100重量份，变定剂10 15重量份混合配料备用形成胶；三、喷胶将配料装入自动喷胶机内，在一次性既定规格成型模具上，开启喷胶设备，按照碳纤维布3-石墨箔1-碳纤维毡2-石墨箔1-碳纤维布3均匀喷涂胶4状配料后，采用模压设备制成三明治状；四、加热固化然后加热200°C进行固化处理，升温曲线自室温至100°C，保温I小时后，二次升温至200°C停炉降温，自然冷却60°C出炉；五、碳化胚体装入碳化炉，检查真空压力正常后开始升温，第一次按照20°C /h加热升温至500°C停炉，恒温2小时，打开真空排气系统将水汽抽出；六、二次加热固化第二次升温按照10°C /h加热升温至1500°C停炉，恒温I小时，打开真空排气系统将胶质抽出；七、三次加热固化第三次升温按照50°C /h加热升温至2200°C停炉，恒温5小时，打开真空排气系统将其他杂质抽出；慢慢冷却60°C或常温出炉；八、气相沉积体积增密处理装入CVD炉后，自室温升至1000°C，进行化学气相沉积体积增密处理，保温1. 5 2. 5小时后，冷却60°C出炉；九、机械加工按照既定图纸技术要求，机械加工处理，裁剪出合适尺寸，制得具有自支撑，质轻，薄厚均匀，不易变形的硬质合金真空炉用碳纤维复合材料；十、成品入库将机械加工后获取的碳纤维复合材料装箱入库。本发明未详述部分为现有技术。为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
权利要求
1.一种硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法，其特征是包含以下工艺步骤选料、配料、喷胶、加热固化、碳化、二次加热固化、三次加热固化、气相沉积体积增密处理、机械加工和成品入库； 一、选料 选择碳纤维毡，碳纤维布，石墨箔，酚醛树脂，变定剂作为原材料； 二、配料 通过恒定18度室温状态下，按照酚醛树脂80 100重量份，变定剂10 15重量份混合配料备用形成胶(4)； 三、喷胶 将配料装入自动喷胶机内，在一次性既定规格成型模具上，开启喷胶设备，按照碳纤维布(3)-石墨箔(I)-碳纤维毡(2)-石墨箔(I)-碳纤维布(3)均匀喷涂胶⑷状配料后，采用模压设备制成三明治状； 四、加热固化 然后加热200°C进行固化处理，升温曲线自室温至100°C，保温I小时后，二次升温至200°C停炉降温，自然冷却60°C出炉； 五、碳化 胚体装入碳化炉，检查真空压力正常后开始升温，第一次按照20°C /h加热升温至500°C停炉，恒温2小时，打开真空排气系统将水汽抽出； 六、二次加热固化 第二次升温按照10°C /h加热升温至1500°C停炉，恒温I小时，打开真空排气系统将胶质抽出； 七、三次加热固化 第三次升温按照50°C /h加热升温至2200°C停炉，恒温5小时，打开真空排气系统将其他杂质抽出；慢慢冷却60°C或常温出炉； 八、气相沉积体积增密处理 装入CVD炉后，自室温升至1(KKTC，进行化学气相沉积体积增密处理，保温1. 5 2. 5小时后，冷却60°C出炉； 九、机械加工 按照既定图纸技术要求，机械加工处理，裁剪出合适尺寸，制得硬质合金真空炉用碳纤维复合材料； 十、成品入库 将机械加工后获取的碳纤维复合材料装箱入库。
全文摘要
一种硬质合金真空炉用碳纤维复合材料制备方法，涉及一种碳纤维复合材料，包含以下工艺步骤选料、配料、喷胶、加热固化、碳化、二次加热固化、三次加热固化、气相沉积体积增密处理、机械加工和成品入库；本发明通过将石墨箔、碳纤维毡和碳纤维布由胶粘接，然后经过本发明加工工艺后获取硬质合金真空炉用碳纤维复合材料，本发明相对于现有碳纤维毡基保温材料寿命延长一倍以上，挥发物低，不污染环境，节能环保。
文档编号B32B9/04GK103009698SQ201210583810
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者沈福茂, 沈汀 申请人:乐山市泽尔汇科技有限公司