自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置制造方法
【專利摘要】自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,包括上模板、下模板和變壓器,上模板的下表面和下模板的上表面均設有絕緣層;變壓器的兩端分別連有第一導線。本實用新型結構簡單,產品質量穩定,固化時間短,固化能耗低。
【專利說明】自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及炭-炭復合材料的固化技術,具體涉及一種自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置。
【背景技術】
[0002]炭-炭復合材料具有熔點較高、耐高溫、高溫強度好等優點,它既可作極好的隔熱保溫材料,又能作優良的高溫結構材料,被廣泛應用于制造高溫爐內的零部件。
[0003]目前,炭-炭復合材料坯體的固化,均是采用電加熱式熱風爐進行,通過熱風爐電加熱形成溫度梯度的熱傳導實現對炭-炭復合材料坯體的固化,此類固化方式存在固化溫度高、生產周期長、電能的有效利用率低等缺陷。另外,使用電加熱式熱風爐加熱,還存在坯體受熱不均,工藝控制不精確,固化后的坯體易變形、分層,從而導致產品一致性差,質量不穩定。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是,克服上述【背景技術】的不足,提供一種產品質量穩定、固化時間短、固化能耗低的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是,一種自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,包括上模板、下模板和變壓器,上模板的下表面和下模板的上表面均設有絕緣層;變壓器的兩端分別連有第一導線。
[0006]進一步,所述上模板與下模板之間還設置有至少兩塊等高塊。
[0007]進一步,所述變壓器通過第二導線連接有溫控器,變壓器和溫控器串聯形成回路。
[0008]進一步,所述溫控器的測溫元件為熱電偶。
[0009]進一步,所述第一導線上設置有開關。
[0010]進一步,所述上模板和下模板采用鋼板或石墨板制成。
[0011]進一步,所述絕緣層采用玻璃纖維布或鋼化玻璃或硅膠板制成。
[0012]與現有技術相比,本實用新型的優點如下:
[0013](I)直接對坯體通電加熱,可以使坯體受熱均勻,從而使得固化一致,有效解決坯體變形、分層問題,產品質量穩定;
[0014](2)縮短固化時間,降低固化能耗;
[0015](3)裝置結構簡單,安裝拆卸方便,可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置的結構示意圖。
[0017]圖中:I—上模板,2—下模板,3—坯體,4一絕緣層,5—等高塊,6—變壓器,7—開關,8—溫控器,9 一第一導線,10—第二導線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0019]實施例1
[0020]參照圖1,本實施例包括上模板1、下模板2和變壓器6,上模板I的下表面和下模板2的上表面均設有絕緣層4 ;變壓器6的兩端分別連有第一導線9,第一導線9上設有開關7 ο
[0021]上模板I與下模板2之間還設置有兩塊等高塊5,每塊等高塊5的高度(沿上模板I和下模板2的距離方向)與所固化的坯體3的厚度相同。
[0022]變壓器6通過第二導線10連接有溫控器8,變壓器6和溫控器8串聯形成回路,通過設定溫控器8的溫度來控制坯體3的固化溫度;溫控器8的測溫元件為熱電偶。
[0023]上模板I和下模板2均采用鋼板制成,絕緣層4采用玻璃纖維布制成。
[0024]工作過程:坯體3成型后,將坯體3置于上模板I與下模板2之間,坯體3的一端與下模板2的上表面接觸,另一端與上模板I的下表面接觸,將上模板I與下模板2用螺栓固定;溫控器8置于坯體3上,用電橋測得坯體3的電阻為0.1 Ω,將第一導線9連接到坯體3的兩端,將變壓器6調電壓至24V,溫控器8上將溫度設定為120°C。接通開關7,坯體3通電發熱開始固化,6h后固化完成。
[0025]固化完畢后脫模,拆卸螺栓,吊開上模板1,從下模板2上搬開坯體3。
[0026]坯體固化對照試驗:
[0027]采用現有熱風爐固化厚度為45mm,電阻為0.1 Ω的坯體3,所需加熱功率為45KW,固化時間為10h,產品翹曲變形,平面度4mm,有部分分層現象,分層率約10%,固化溫度為2500C ;熱風爐裝6塊坯體總耗電量450KW.h,平均每塊坯體的耗電量為75KW.h。
[0028]采用實施例1的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置固化厚度為45mm,電阻為0.1 Ω的坯體3 (每次固化一塊坯體3),固化時間為6h,坯體3脫模后檢測,坯體3的平面度< 0.5_,沒有分層現象,產品質量較高;總耗電量35KW.h,即每塊坯體3的耗電量為35KW.h,產品能耗較低。
[0029]實施例2
[0030]本實施例與實施例1的區別在于:下模板2采用石墨板制成;絕緣層4采用鋼化玻璃制成。其余同實施例1。
[0031]坯體固化對照試驗:
[0032]采用現有熱風爐固化厚度為50mm,電阻為0.06 Ω的坯體3,所需加熱功率為45KW,固化時間為12h,產品翹曲變形,平面度3mm,有部分分層現象,分層率約8%,固化溫度為2500C ;熱風爐裝6塊坯體總耗電量540KW.h,平均每塊坯體的耗電量為90KW.h。
[0033]采用實施例2的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置固化厚度為50mm,電阻為0.06 Ω的坯體3 (每次固化一塊坯體3),固化時間為6.5h,坯體3脫模后檢測,坯體3的平面度< 0.5mm,沒有分層現象,產品質量較高;總耗電量45KW.h,即每塊坯體3的耗電量為45KW.h,產品能耗較低。
[0034]實施例3
[0035]本實施例與實施例1的區別在于:上模板I和下模板2均采用石墨板制成;絕緣層4采用硅膠板制成。其余同實施例1。
[0036]坯體固化對照試驗:
[0037]采用現有熱風爐固化厚度為30mm,電阻為0.15 Ω的坯體3,所需加熱功率為45KW,固化時間為9h,產品翹曲變形,平面度5mm,有部分分層現象,分層率約9%,固化溫度為2500C ;熱風爐裝8塊坯體總耗電量405KW.h,平均每塊坯體的耗電量約為51KW.h。
[0038]采用實施例3的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置固化厚度為30mm,電阻為0.15 Ω的坯體3 (每次固化一塊坯體3),固化時間為5h,坯體3脫模后檢測,坯體3的平面度< 0.5mm,沒有分層現象,產品質量較高;總耗電量34KW.h,即每塊坯體3的耗電量為34KW.h,產品能耗較低。
[0039]實施例4
[0040]本實施例與實施例1的區別在于:上模板I采用石墨板制成。其余同實施例1。
[0041]坯體固化對照試驗:
[0042]采用現有熱風爐固化厚度為55mm,電阻為0.05 Ω的坯體3,所需加熱功率為45KW,固化時間為14h,產品翹曲變形,平面度4.5mm,有部分分層現象,分層率約8%,固化溫度為2500C ;熱風爐裝7塊坯體總耗電量630KW.h,平均每塊坯體的耗電量約為90KW.h。
[0043]采用實施例4的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置固化厚度為55_,電阻為0.05 Ω的坯體3 (每次固化一塊坯體3),固化時間為7h,坯體3脫模后檢測,坯體3的平面度< 0.5_,沒有分層現象,產品質量較高;總耗電量36KW.h,即每塊坯體3的耗電量為36KW.h,產品能耗較低。
[0044]本領域的技術人員可以對本實用新型實施例進行各種修改和變型,倘若這些修改和變型在本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內,則這些修改和變型也在本實用新型的保護范圍之內。
[0045]說明書中未詳細描述的內容為本領域技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:包括上模板、下模板和變壓器,上模板的下表面和下模板的上表面均設有絕緣層;變壓器的兩端分別連有第一導線。
2.如權利要求1所述的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:所述上模板與下模板之間還設置有至少兩塊等高塊。
3.如權利要求1或2所述的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:所述變壓器通過第二導線連接有溫控器,變壓器和溫控器串聯形成回路。
4.如權利要求3所述的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:所述溫控器的測溫元件為熱電偶。
5.如權利要求1或2所述的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:所述第一導線上設置有開關。
6.如權利要求1或2所述的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:所述上模板和下模板采用鋼板或石墨板制成。
7.如權利要求1或2所述的自發熱固化炭-炭復合材料坯體的裝置,其特征在于:所述絕緣層采用玻璃纖維布或鋼化玻璃或硅膠板制成。
【文檔編號】H05B3/00GK204104149SQ201420523700
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】戴開瑛, 張治軍, 許 鵬, 鐘才能, 崔金 申請人:湖南南方搏云新材料有限責任公司