專利名稱：一種炭/炭復合材料螺桿的制作方法
技術領域：
一種炭/炭復合材料螺桿技術領域[0001]本實用新型涉及設備緊固件，具體為一種可在高溫條件下使用的炭/炭復合材料螺桿。
背景技術：
[0002]在多晶硅爐中，坩堝托由石墨板和底板組成，而石墨板的鏈接需要通過可以耐受高溫的石墨螺釘連接起來。同樣，在很多高溫冶金爐中，一般由電極、連接塊和緊固件等組成，其中緊固件就包含螺桿，且其材質大多為石墨。[0003]但石墨材質力學性能差，使用壽命短，因而，在使用時石墨螺釘容易發生斷裂而導致失效，造成停產或事故，嚴重影響到正常生產。[0004]炭/炭復合材料是由炭纖維網和細編炭纖維制品經疊層復合成預制件，再通過化學氣相沉積增密和/或浸漬增密后制成的，具有耐高溫、比強度高、比模量高、耐燒蝕、熱膨脹系數小、抗熱震等優良性能，特別適應于高溫結構功能件領域。目前，該類材料已成為航空航天、冶金、新能源等領域的重要基礎材料之一，是高溫環境中替代石墨緊固件的理想材料。采用炭/炭復合材料螺桿替代石墨螺桿，可以有效延長使用壽命，保證構件在高溫條件下穩定可靠使用。但是，采用炭/炭復合材料制作螺桿的時候，在機加工環節，有可能出現螺紋崩絲的情況，一方面影響到螺桿的外觀，另一方面使得螺桿的緊固效果受到影響。因此，有必要進行有效控制和改進。實用新型內容[0005]本實用新型所解決的技術問題在于提供一種炭/炭復合材料螺桿，以解決上述背景技術中的缺點。[0006]本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現[0007]—種炭/炭復合材料螺桿，利用炭/炭復合材料加工制作螺桿，其螺桿主體為針刺整體氈，同時，為減少機加工過程的崩絲問題，將螺桿的主體由短碳纖維網和細編碳纖維織物交替疊層，層與層之間通過針刺加工連接，并在螺桿主體的表面上還覆蓋了另一層短碳纖維網，這一層短碳纖維網在短碳纖維網和細編碳纖維織物交織層表面也通過針刺加工而成。[0008]在本實用新型中，為保證螺桿主體的強度，螺桿主體需要在化學氣相沉積爐中采用化學氣相滲透技術進行增密，且炭/炭復合材料增密后的密度應保持在1. 5-1. 7g/cm3·, 再經機械加工成成型螺桿。[0009]在本實用新型中，所述針刺加工的短碳纖維網其厚度為廣4mm，可以保證機械加工過程中垂直于碳纖維細編織物平面部分的螺紋完好，不崩絲，加工后的螺桿美觀，又能提高螺紋的質量。[0010]為進一步提高螺桿的質量，本實用新型采用了在機加工后再經過一次短時間的化學氣相表面沉積處理，以對螺桿表面涂覆一層碳或碳化硅涂層。[0011]有益效果本實用新型外觀好、強度高，熱膨脹系數小，能耐急冷急熱的工作環境， 且螺紋精密，不易發生崩絲的情況，螺桿桿體抗破裂能力強，因而能有效延長其使用壽命。
[0012]圖1為本實用新型較佳實施例的雙頭螺桿示意圖。[0013]圖2為本使用新型較佳實施例的直通螺桿示意圖。[0014]圖3為本實用新型較佳實施例的螺桿剖面細節圖。
具體實施方式
[0015]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。[0016]參見圖1 一種炭/炭復合材料的雙頭螺桿示意圖，在實施例中，包括螺紋桿1，光桿 2，其中，只有兩頭的螺紋桿1部分才開有螺紋3。[0017]參見圖2—種炭/炭復合材料的直通螺桿示意圖，在實施例中，其整個螺桿均為螺紋桿1，其上開有螺紋3。[0018]在上述兩個實施例中，無論是螺紋桿1還是光桿2，為保證其強度和韌性，均采用炭/炭復合材料層疊制成，其螺桿剖面如圖3所示的，其中，螺桿的主體由短碳纖維網7和細編碳纖維織物6交替疊層，并在層與層之間通過針刺加工，并通過針刺面8連接相鄰兩層短碳纖維網7，且主體外為一層針刺加工而成的外層短碳纖維網5，且每間隔5mm，還針刺有一直通針刺面8連接外層短碳纖維網5，同時，為進一步提高螺桿的質量，在外層短碳纖維網5外還涂覆有一層碳化硅涂層。[0019]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種炭/炭復合材料螺桿，其特征在于，螺桿主體為針刺整體氈，由短碳纖維網和細編碳纖維織物交替疊層而成，層與層之間通過針刺加工連接，并在螺桿主體的表面上還覆蓋了另外一層短碳纖維網，這層短碳纖維網在短碳纖維網和細編碳纖維織物交織層表面通過針刺加工，并在化學氣相沉積爐中進行增密，再經機械加工成型。
2.根據權利要求1所述的一種炭/炭復合材料螺桿，其特征在于，所述針刺加工的短碳纖維網其厚度為廣4mm。
3.根據權利要求1所述的一種炭/炭復合材料螺桿，其特征在于，所述螺桿表面還應涂覆一層碳或碳化硅涂層。
4.根據權利要求1所述的一種炭/炭復合材料螺桿，其特征在于，所述螺桿主體增密后的密度應保持在1. 5-1. 7g/cm3的范圍內。
專利摘要一種炭/炭復合材料螺桿，螺桿主體為針刺整體氈，由短碳纖維網和細編碳纖維織物交替疊層而成，并在螺桿主體的表面上覆蓋了一層短碳纖維網，短碳纖維網在短碳纖維網和細編碳纖維織物交織層表面通過針刺加工而成，同時，為保證強度，螺桿主體需要在化學氣相沉積爐中進行增密，且螺桿表面還應涂覆一層碳或碳化硅涂層。本實用新型外觀好、強度高，熱膨脹系數小，且螺紋精密，不易發生崩絲的情況。
文檔編號C04B35/83GK202246451SQ20112033479
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者曾子高, 湛中魁, 譚躍伍 申請人:湖南友淳新材料開發有限公司