CN102418054B - 一种真空压力渗铝通道兼隔离装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种真空压力渗铝通道兼隔离装置及其加工方法。是在钢板或不锈钢板两面设有适于铝液流动的波纹或沟槽，所述波纹或沟槽的高度为0.5mm～2.0mm；在带有波纹或沟槽的钢板或不锈钢板两面均匀地复盖有一层硅酸钠薄膜。本发明用钢或不锈钢的波纹板或沟槽板取代石墨板，形成铝液流动的通道；在波纹板或沟槽板两面均匀地涂覆水玻璃水溶液，加热后水玻璃水溶液形成硅酸钠薄膜；经实验证明，用此渗铝通道兼隔离装置，其碳化硅骨架的孔隙中铝合金饱满，气密性可达到（3.5～4）×10-9Pa.m3/s，在拆解工件时，很容易将铝碳化硅复合材料分拆出来。本发明工艺简单、操作方便，成本低，适用面广，可实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空压力渗铝通道兼隔离装置及其加工方法。
背景技术
采用真空压力浸渗工艺制备铝碳化硅复合材料，是先制备碳化硅多孔材料骨架，然后，将数块碳化硅多孔骨架与渗铝通道兼隔离装置叠在一起，装入渗铝模具内。真空压力渗铝合金时，现有技术是采用石墨作通道兼隔离碳化硅多孔骨架，但是石墨硬并脆，难于拆解，有时损坏铝碳化硅复合材料工件的外形；也有采用钢板作通道兼隔离碳化硅多孔骨架，但钢板具有一定的韧性，在拆解时可以裂开，虽然比用石墨的情况稍好，但是拆解工件时仍费劲，效率低。
日本电气化学工业株式会社的两面包覆碳的SUS夹板，没有涉及渗铝的通道。公知的液态挤压模锻制备铝合金工艺中的脱模剂，有机物脱模剂在300℃以上容易挥发，在真空状态下有残碳；另一种水玻璃加氧化锌的脱模剂中，在涂覆的钢板或模具中，氧化锌容易从钢板或模具上脱落，进入液态铝合金，容易影响真空压力浸渗的铝碳化硅复合材料的物理性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空压力渗铝的通道兼隔离装置及其加工方法，以实现易于拆解工件，提高生产效率，降低加工成本。
本发明的真空压力渗铝通道兼隔离装置，包括比碳化硅骨架四周大0.5～2mm的钢板或不锈钢板，其特征在于，在钢板或不锈钢板两面设有适于铝液流动的波纹或沟槽，其高度为0.5mm～2.0 mm；在带有波纹或沟槽的钢板或不锈钢板两面均匀地复盖有一层硅酸钠薄膜。
所述钢板或不锈钢板的厚度为0.5 mm～2.0mm 。
所述波纹是将钢板或不锈钢板压制成波纹高度为0.5～2.0mm的波纹板。
所述沟槽是在钢板或不锈钢板两面铣出2～4个0.5 mm～2.0mm的沟槽。
所述沟槽是在钢板或不锈钢板的两面焊接有2～4根圆钢丝或圆钢条，形成3～5个沟槽高度为0.5 mm～2.0mm沟槽。
一种真空压力渗铝通道兼隔离装置的加工方法，包括如下步骤：
（1）将钢板或不锈钢板两面压压制成波纹状或通过焊接或铣出适于铝液流动的沟槽，控制波纹或沟槽高度为0.5 mm～2mm；
（2）将带有波纹或沟槽的钢板或不锈钢板裁成比碳化硅骨架四周大0.5～2mm的方形波纹板或沟槽板；
（3）用重量百分浓度为10%～15%的碳酸钠水溶液清洗波纹板或沟槽板；
（4）用体积百分浓度40%～50%的无机酸水溶液浸泡波纹板或沟槽板30分钟，用流动水冲洗干净，用高压气体吹掉水渍，待用；
（5）在波纹板或沟槽板的一面均匀涂覆重量百分浓度为10～30%的水玻璃水溶液；
（6）放入干燥箱内，在温度为50～300℃干燥20～40分钟后；
（7）取出、翻面，在其上面重复（5）步和（6）步后取出冷却；
（8）按现有技术将波纹板和碳化硅骨架交叉叠放，装入渗铝模具。
所述用碳酸钠水溶液清洗波纹板或沟槽板是先用碳酸钠水溶液清洗10分钟，再将波纹板或沟槽板放入振磨机内，加入碳酸钠水溶液和适量的氧化铝磨球，振磨3～8分钟。
所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸。
本发明用钢或不锈钢的波纹板或沟槽板取代石墨板，形成铝液流动的通道；在波纹板或沟槽板两面均匀地涂覆水玻璃水溶液，加热后水玻璃水溶液形成硅酸钠薄膜；经实验证明，用此渗铝通道兼隔离装置，其碳化硅骨架的孔隙中铝合金饱满，气密性可达到（3.5～4）×10-9Pa.m3/s，在拆解工件时，很容易将铝碳化硅复合材料分拆出来。本发明工艺简单、操作方便，成本低，适用面广，可实现工业化生产。
附图说明
图1为真空压力渗铝通道兼隔离装置结构示意图；
图2为真空压力渗铝通道兼隔离装置的使用状态图。
图中1为钢板或不锈钢板；2为波纹或沟槽；3为硅酸钠薄膜；4为波纹板；
5为碳化硅骨架；6为渗铝模具。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步说明。
实施例1
真空压力渗铝通道兼隔离装置：是在钢板或不锈钢板1的两面设有适于铝液流动的波纹或沟槽2，所述波纹峰值或沟槽高度为0.5 mm～2.0mm；在带有波纹或沟槽的钢板或不锈钢板两面均匀地复盖有一层硅酸钠薄膜3。
真空压力渗铝通道兼隔离装置的制备方法：
本实施例碳化硅骨架的尺寸为130×140×5mm，一模装3块。
（1）将钢板压制成波纹高度（或称为波纹峰值）为1.9mm的波纹板；
（2）将钢波纹板裁成比碳化硅骨架130×140四周大1.2mm的方形波纹板，即131.2×141.2；
（3）用10%的碳酸钠水溶液清洗裁好后的钢波纹板10分钟，以去油污；再将钢波纹板放入振磨机内，加入10%的碳酸钠水溶液和适量的氧化铝磨球，振磨5分钟，其效果为去油污快，钢波纹板表面被抛磨后，有利于硅酸钠在其上成膜；
（4）用45%的硝酸水溶液浸泡钢波纹板30分钟，再用流动水冲洗干净，用高压气体吹掉水渍，以实现将钢波纹板表面微腐蚀，有利于水玻璃在其上成膜；
（5）在钢波纹板的一面上均匀地涂覆重量百分浓度为15%的水玻璃水溶液；
（6）将钢波纹板放入干燥箱内，加热至温度为180℃，保温30分钟；
（7）取出翻面，重复步骤（5）和（6），取出冷却；
（8）按图2中波纹板4/碳化硅骨架5/波纹板/碳化硅骨架/波纹板/碳化硅骨架/波纹板交叉叠放，装入渗铝模具6；经真空压力渗铝合金后，碳化硅骨架的孔隙中铝合金饱满，气密性达到3.5×10-9Pa.m3/s，在拆解工件时，很容易将铝碳化硅复合材料工件分拆出来。
实施例2
铝碳化硅复合材料碳化硅骨架尺寸为190×140×5mm，一模装3块。
（1）将钢板压制成波纹板，波纹高度1.0mm；波纹宽度不受限制；
（2）将钢波纹板裁成比碳化硅骨架190×140mm四周大1.8mm的方形板即191.8×141.8mm；
（3）用15%的碳酸钠水溶液清洗裁好后的钢波纹板,再将钢波纹板放入振磨机内，加入15%的碳酸钠水溶液或适量的氧化铝磨球，振磨20分钟；
（4）用40%的硫酸水溶液浸泡钢波纹板60分钟，然后用流动水冲洗干净，用高压气体吹掉水渍，待用；
（5）在钢波纹板上均匀地涂覆重量百分浓度为20%的水玻璃水溶液；
（6）将钢波纹板放入干燥箱内，加热至温度为190℃，保温30分钟后；
（7）取出翻面，重复步骤（5）和（6），取出冷却；
（8）将钢波纹板按实施例1的方式交叉叠放，装入渗铝模具。
本装置经真空压力渗铝合金，碳化硅骨架的孔隙中铝合金饱满，气密性达到4×10-9Pa.m3/s，在拆解工件时，很容易将铝碳化硅复合材料分拆出来。
Claims (8)
1.一种真空压力渗铝通道兼隔离装置，包括比碳化硅骨架四周大0.5～2mm的钢板，其特征在于，在钢板两面设有适于铝液流动的波纹或沟槽，所述波纹或沟槽的高度为0.5mm～2.0 mm；在带有波纹或沟槽的钢板两面均匀地覆盖有一层硅酸钠薄膜。
2.根据权利要求1所述的真空压力渗铝通道兼隔离装置，其特征在于，所述钢板的厚度为0.5 mm～2.0mm 。
3.根据权利要求1所述的真空压力渗铝通道兼隔离装置，其特征在于，所述波纹是将钢板压制成波纹高度为0.5～2.0mm的波纹板。
4.根据权利要求1所述的真空压力渗铝通道兼隔离装置，其特征在于，所述沟槽是在钢板两面铣出2～4个0.5 mm～2.0mm的沟槽。
5.根据权利要求1所述的真空压力渗铝通道兼隔离装置，其特征在于，所述沟槽是在钢板的两面焊接有2～4根圆钢丝或圆钢条，形成3～5个沟槽高度为0.5 mm～2.0mm沟槽。
6.一种真空压力渗铝通道兼隔离装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将钢板两面压制成波纹状或通过焊接或铣出适于铝液流动的沟槽，控制波纹或沟槽高度为0.5 mm～2mm；
（2）将带有波纹或沟槽的钢板裁成比碳化硅骨架四周大0.5～2mm的方形波纹板或沟槽板；
（3）用重量百分浓度为10%～15%的碳酸钠水溶液清洗波纹板或沟槽板；
（4）用体积百分浓度40%～50%的无机酸水溶液浸泡波纹板或沟槽板30分钟，用流动水冲洗干净，用高压气体吹掉水渍，待用；
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（8）按现有技术将波纹板和碳化硅骨架交叉叠放，装入渗铝模具。
7.根据权利要求6所述的真空压力渗铝通道兼隔离装置的加工方法，其特征在于，所述用碳酸钠水溶液清洗波纹板或沟槽板是先用碳酸钠水溶液清洗10分钟，再将波纹板或沟槽板放入振磨机内，加入碳酸钠水溶液和适量的氧化铝磨球，振磨3～8分钟。
8.根据权利要求6所述的真空压力渗铝通道兼隔离装置的加工方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸。
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Granted publication date: 20130619 |
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