耐高温耐酸液的碳/碳支架快速成型方法与流程

文档序号:15221207发布日期:2018-08-21 17:29阅读:226来源:国知局

本发明涉及支架加工,具体涉及耐高温耐酸液的碳/碳支架快速成型方法。



背景技术:

支架是提供支撑作用的部件,经常应用在各个领域,由于高温工业设备也经常需要使用支架进行支撑,其支架所处环境需耐酸腐蚀并承受高温,通常这种支架采用不锈钢材料制成,这种不锈耐酸钢的重量大,其环境在400-600℃高温硝酸溶液中反复使用会导致寿命短,同时其加工成形复杂。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐高温耐酸液的碳/碳支架快速成型方法,以期望解决在高温硝酸溶液中反复使用的支架,其支架寿命短,更换频繁的问题。

为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:一种耐高温耐酸液的碳/碳支架快速成型方法,其特征在于,包括以下加工步骤:

s1:选用t70012k碳纤维与t70012k碳纤维,将t70012k碳纤维与t7006k碳纤维作为基础材料进行交织,且交织出的纹理为平纹,形成预制件;

s2:将上述预制件进行热压成型,形成碳/碳板,所述碳/碳板放置在马弗炉中加热800~1500℃,持续2~3小时,形成石墨化的碳/碳板;

s3:上述石墨化的碳/碳板通过模压成型,制成锯齿状支架,所述锯齿状支架两端开设吊耳,其锯齿状支架高度为150-450mm、厚度为2-8mm;

s4:将锯齿状支架进行精加工,经过精加工后的锯齿状支架通过丙酮石油醚混合溶液回流清洗,并对清洗后的锯齿状支架表面进行抛光;

s5:将抛光后的锯齿状支架放入置于气相沉积炉中,通过气相沉积工艺进行表面涂层处理。

作为优选,所述石墨化的碳/碳板通过层层叠加,放置在预压模具上进行预压,形成形状规整的密实体。

进一步的技术方案是,所述热压成型为将模具放置于热压罐中,通过热压罐提供热量和压力,其压力为1.5~2.5mpa,温度为60~80度,由压力使预制件紧贴在模具上,形成碳/碳板。

更进一步的技术方案是,所述模具上填涂脱模剂,其沿碳/碳板脱出模具的方向上,模具内表面留有0.2度的斜度。

作为优选,所述碳/碳板放置在马弗炉中加热1300℃,加热135分钟。

作为优选,所述锯齿状支架放入气相沉积炉中,注入甲烷、氮气,并升温至400℃,再保温1小时后通入氩气,加热至1000℃以上。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过t70012k碳纤维与t7006k碳纤维两种不同丝束的碳纤维进行交织,先热压成型,再加工成形,最后气相沉积,形成的支架质量轻,运输方便,耐高温,耐酸腐。

附图说明

图1为本发明碳/碳支架结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1:

参考图1所示,一种耐高温耐酸液的碳/碳支架快速成型方法,其特征在于,包括以下加工步骤:

s1:选用t70012k碳纤维与t70012k碳纤维,将所述t70012k碳纤维与t7006k碳纤维作为基础材料进行交织,且交织出的纹理为平纹,形成预制件,通过t70012k碳纤维与t7006k碳纤维进行交织,通过交织形成能够使用的预制件,其纹理为平纹,使固定性能更好。

s2:将所述预制件进行热压成型,形成碳/碳板,所述碳/碳板放置在马弗炉中加热800~1500℃,形成石墨化的碳/碳板,通过马弗炉加热使预制件中的部分杂气被排出,预制件的纯度得到提高。

s3:将所述石墨化的碳/碳板通过模压成型,制成锯齿状支架,所述锯齿状支架两端开设吊耳,其锯齿状支架高度为150~450mm、厚度为2~8mm,通过吊耳便于安装,通过150~450mm使安装后支架不易断裂,其度为2~8mm有效保证锯齿状支架不易弯折。

s4:将所述锯齿状支架进行精加工,经过精加工后的锯齿状支架通过丙酮石油醚混合溶液回流清洗,并对清洗后的锯齿状支架表面进行抛光,通过丙酮石油醚混合溶液对锯齿状支架上的污渍进行清洁,有效的除去,通过抛光便于后期对锯齿状支架表面进行处理。

s5:将抛光后的锯齿状支架放入置于气相沉积炉中,通过气相沉积工艺进行表面涂层处理,将已经精加工完毕的锯齿状支架置于气相沉积炉中,通过气相沉积工艺使锯齿状支架表面形成功能性的金属、非金属或化合物涂层,通过表面涂层避免高温硝酸溶液直接腐蚀锯齿状支架,提高锯齿状支架的耐腐蚀能力。

实施例2:

本实施例与第一实施例的不同之处在于步骤在s2:所述石墨化的碳/碳板通过层层叠加,放置在预压模具上进行预压,形成形状规整的密实体,通过将石墨化的碳/碳板在模具上层层叠加达到一定高度,再进行预压,使石墨化的碳/碳板之间连接相对密实,形成形状规整的密实体,以便于后续模压成型。

进一步的,为了保证碳/碳板尺寸相对吻合,所述热压成型包括将模具放置于热压罐中,通过热压罐提供热量和压力,其压力为1.5~2.5mpa,温度为60~80度,通过压力使预制件紧贴在模具上,形成碳/碳板,当热压罐压力为1.5mpa、温度为80摄氏度时,通过固定的压力和温度,保证生产出的碳/碳板尺寸相对吻合。

更进一步的,为了便于取出模具中的碳/碳板,所述模具上填涂脱模剂,其沿碳/碳板脱出模具的方向上,模具内表面留有0.2度的斜度,通过脱模剂形成一个碳/碳板与模具表面的一个界面涂层,使碳/碳板易于脱离模具、并保证模具的光滑度、洁净度,模具内表面留有0.2度的斜度,使工作人员便于从模具中取出碳/碳板,同时模具应具有2mpa以上的耐压性,材质选用铁镍合金。

实施例3:

本实施例与上述实施例的不同之处在于步骤s2:所述碳/碳板放置在马弗炉中加热1300℃,加热135分钟,其加热135分钟能够有效的使碳原子的晶格由乱层结构变为三维空间有序排列,在逐步降温的同时排出制品中的发大部分杂气,使纯度得到极大的提升。

实施例4:

本实施例与上述实施例的不同之处在于步骤s5:所述锯齿状支架放入气相沉积炉中,注入甲烷、氮气,并升温至400℃,再保温1小时后通入氩气,以氩气为保护载体,加热至1000℃以上,通过高温进行热分解形成活性基团,活性基团与锯齿状支架中的碳纤维表面接触,生成的碳沉积于碳纤维表面和坯件孔隙中,形成表面涂层处理,其甲烷作为碳源,能够直接在保护氩气的保护下热分解气相含碳有机物,沉积于碳纤维表面和坯件孔隙中,形成的锯齿状支架的表面,其表面具有耐腐蚀耐高温的特性。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开、附图和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。

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