一种炭‑炭复合材料深盲孔型烧结舟预制体的CVI致密化装置的制作方法

本实用新型涉及深盲孔型烧结舟预制体致密化技术领域，特别是一种炭-炭复合材料深盲孔型烧结舟预制体的CVI致密化装置。

背景技术：

烧结舟是一种高温热场部件，主要用于高温热处理，常用的方法是采用粉末冶金或硬质合金烧结而成。炭-炭复合材料是炭纤维增强炭基体的一种新型先进材料，因其具有卓越的耐烧蚀性能、抗热震性好、强度高、整体结构可设计性强、尺寸精度高、结构简单，重量轻等优异特点，现已被广泛应用于高温热场部件。炭-炭复合材料烧结舟的制备主要分为预制体编制、预制体致密化、高温石墨化、精密加工、抗氧化涂层等步骤，其中预制体致密化是获得高性能炭-炭复合材料非常关键的一步。CVI工艺是把炭纤维预制体置于专用的CVI炉中，加热至要求的温度，通入碳源气（如CH₄等），这些气体热解并在炭纤维上沉积炭，以填充多孔预制体中的空隙，它是高性能炭-炭复合材料预制体致密化的首选工艺。工程化过程中，CVI需要根据不同的零件结构、装炉方式设计合理的气流通道，让气体与预制体接触表面积越多越好，同时又要让气体尽量穿过预制体形成梯度扩散。目前大部分的炭-炭复合材料热场构件主要涉及坩埚等零件，这些零件属于浅且非盲孔型零件，不需复杂的工装就能实现预制体的CVI致密化。而深盲孔型（长径比大于14）烧结舟在CVI致密化过程中如果不采用装置对气体的流向和分布进行导向和控制，不仅难以快速获得致密的预制体，而且还会影响炭基体的沉积质量和形态，如图1所示为深盲孔型烧结舟预制体的结构示意图。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高生产效率、有利于加快沉积速度、可有效避免表面积碳产生的炭-炭复合材料深盲孔型烧结舟预制体的CVI致密化装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种炭-炭复合材料深盲孔型烧结舟预制体的CVI致密化装置，它包括导流棒、气体混合筒、衬板以及由石墨上盖板、石墨下盖板和石墨筒组成的沉积室，所述的石墨筒固定于石墨上盖板和石墨下盖板之间，石墨上盖板和石墨下盖板上分别开设有出气口和进气口，所述的衬板设置于石墨筒内，衬板上均匀分布有多个导气口，衬板的顶表面上且位于每个导气口的正上方均固定有气体混合筒，所述的导流棒为柱形状，导流棒内开设有型腔，导流棒的柱面上均有分布有多个连通型腔的导流槽，导流棒的下端部插装于气体混合筒内，导流棒上套有深盲孔型烧结舟预制体。

所述的导流槽垂向设置。

所述的石墨上盖板平行于石墨下盖板设置。

所述的衬板平行于石墨下盖板设置。

所述的气体混合筒的顶端面与深盲孔型烧结舟预制体的底端面接触。

本实用新型具有以下优点：（1）本实用新型可在预制体表面形成内高外低的压力差，气体从内表面向外逐层沉积，有利于加快沉积速度；同时，解决了内表面难以致密化的问题。（2）本实用新型的导流棒上开设有多个均匀分布的导流槽，从而可形成气体定向流动，有利于均匀、快速沉积。（3）本实用新型的气体混合筒可实现进气口气体的均匀混合，有利于提高预制体密度均匀性。（4）本实用新型的衬板具有均匀分布多孔结构，可实现多个烧结舟预制体同时沉积，提高了生产效率。

附图说明

图1 为深盲孔型烧结舟预制体的结构示意图；

图2 为本实用新型的结构示意图；

图3 为导流棒的结构示意图；

图4 为气体混合筒的结构示意图；

图5 为衬板的结构示意图；

图中，1-导流棒，2-气体混合筒，3-衬板，4-石墨上盖板，5-石墨下盖板，6-石墨筒，7-沉积室，8-出气口，9-进气口，10-导气口，11-导流槽，12-深盲孔型烧结舟预制体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图2~5所示，一种炭-炭复合材料深盲孔型烧结舟预制体的CVI致密化装置，它包括导流棒1、气体混合筒2、衬板3以及由石墨上盖板4、石墨下盖板5和石墨筒6组成的沉积室7，石墨上盖板4平行于石墨下盖板5设置，所述的石墨筒6固定于石墨上盖板4和石墨下盖板5之间，石墨上盖板4和石墨下盖板5上分别开设有出气口8和进气口9，所述的衬板3设置于石墨筒6内，衬板3平行于石墨下盖板5设置，衬板3上均匀分布有多个导气口10，衬板3的顶表面上且位于每个导气口10的正上方均固定有气体混合筒2，气体混合筒2可实现进气口气体的均匀混合，提高预制体密度均匀性，有效避免表面积炭的产生。

如图2和图3所示，导流棒1为柱形状，导流棒1内开设有型腔，导流棒1的柱面上均有分布有多个连通型腔的导流槽11，导流槽11垂向设置，导流槽11可形成气体定向流动，有利于均匀、快速沉积，导流棒1的下端部插装于气体混合筒2内，导流棒1上套有深盲孔型烧结舟预制体12，气体混合筒2的顶端面与深盲孔型烧结舟预制体12的底端面接触。

本实用新型的具体装配过程如下：先将导流棒1装入深盲孔型烧结舟预制体12内，然后将气体混合筒2固定在导流棒1的下端部，随后将组装后的气体混合筒2的底部对齐置于导气口10之上，从而实现了该致密化装置的装配。

本实用新型的工作过程如下：先将沉积室7加热至要求的温度，再经进气口9向沉积室7内通入碳源气，碳源气顺次经导气口10、气体混合筒2、导流棒1的型腔、导流槽11进入深盲孔型烧结舟预制体12的内表面，气体热解并在预制体内表面上沉积炭，以填充多孔预制体中的空隙，随后碳源气逸出深盲孔型烧结舟预制体12，气体热解并在预制体外表面上沉积炭，最后碳源气经出气口8排出，从而实现了深盲孔型烧结舟预制体12的致密化。