CN104829258A - 一种断裂的石墨模具的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种断裂的石墨模具的修复方法，采用物理涂覆和化学气相沉积碳化硅相结合的方法对断裂的石墨模具进行修复，修复后的石墨模具强度可达到完好状态的75％以上，可以正常使用，降低了生产成本及周期，尤其适用于使用频率高、强度要求低的石墨模具。
Description
技术领域
本发明提出了一种断裂的石墨模具的修复方法。
背景技术
在陶瓷基复合材料的制备过程中，石墨模具的使用必不可少，并且使用量大，模具的断裂损坏频繁，主要有以下几种断裂情况：
(1)陶瓷基复合材料的制备条件多为高温、长周期，石墨模具易发生膨胀引起断裂；
(2)脱模合模等操作不当，导致模具的断裂；
(3)为达到脱模目的而损坏的一次性石墨模具。
因此，生产过程中石墨模具的断裂是不可避免且频繁发生的。生产新的石墨模具，既增加生产成本，又容易延误生产周期。为节省生产成本，有必要对已损坏的石墨模具进行修复从而达到可再次利用的目的。
发明内容
为了将断裂的石墨模具进行修复以降低生产成本，本发明主要提供一种简单易操作的石墨模具修复方法。
本发明的技术解决方案为：
一种断裂的石墨模具的修复方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1】断裂部分初步粘合
1.1】调制粘结剂：将碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜及酒精混合形成粘合剂；
1.2】将该粘合剂涂覆于模具断口处，将断裂部位进行对接并固定；
2】断裂部分进一步修复
将固定好的石墨模具放入沉积炉内，进行化学气相沉积碳化硅直至断裂处形成陶瓷相，之后，取出。
以上为本发明的基本方案，基于该基本方案，本发明还做出以下优化限定：
上述步骤1.1】具体为：
1.1.1】将碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜、酒精这五种材料在容器内混合，通过搅拌使碳粉及碳化硅粉均匀的悬浮在混合物中；
1.1.2】空气中放置8～12小时。
上述混合物中的碳粉及碳化硅粉均匀是指碳粉及碳化硅粉悬浮在混合物中。
上述碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜、酒精的重量比1:1:1:1:2。
在上述步骤1.2】与步骤2】之前还包括：
1.3】晾干，等待粘结剂固化的步骤。
在上述步骤1.2】之前还包括：
将断裂的石墨模具进行清洗、烘干的步骤。
上述步骤1.2】中粘合剂的涂覆厚度为0.2±0.05mm。
上述步骤1.2】中采用弓形夹具固定。
本发明与现有技术相比，优点是：
本发明提供的石墨模具修复的方法，主要采用物理涂覆和化学气相沉积碳化硅相结合的方法。将碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸脂胶、蜂蜜、酒精等按照一定比例配置粘结剂，涂覆在模具断口处，将模具进行固定后，室温下干燥后进行化学气相沉积，操作简单，成本低，沉积后的石墨模具断口处结合效果好，高温下可正常使用。尤其对于壁厚在10～20mm的断裂石墨模具，修复后能够较好的保证其使用要求，并可进行多次使用，并且不会对零件产生影响。
2、本发明方法工艺简单，工时短，对断裂接口处表面形状无特殊要求，修复后强度等性能可以满足生产要求，尤其适用于频率高且强度要求不高的石墨模具，降低了生产成本。
3、本发明的修复方法比使用机械修复的方法强度更好，修复的面积更大。
附图说明
图1是某石墨模具修复后的实物照片；
图2是另一种石墨模具修复后的实物照片。
具体实施方式
本发明是以碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜及酒精为原材料，碳粉、碳化硅粉为后续的化学气相沉积提供基体，改性丙烯酸酯胶具有粘结的作用，但是在室温下容易固化，而蜂蜜中含有挥发性油及葡萄糖，具有溶解及固化的作用，将这几种物质混合后，添加酒精作溶剂配置粘结物，将这种混合物均匀的涂覆在模具断口处，并加以辅助工装，室温下自然晾干，再进行化学气相沉积，高温过程中蜂蜜及丙烯酸脂胶等被炭化，碳粉及碳化硅粉作为沉积基体，在模具断裂处形成连续性的陶瓷相结构，将模具粘连在一起，从而达到修复模具的目的。
本发明解决了使用频率高、强度要求低的易损石墨模具的修复，其技术方案采用以下步骤：
(1)调制连接石墨模具的粘结剂，将碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜、酒精这五种材料按重量比1:1:1:1:2混合在广口玻璃容器内，并使用玻璃棒搅拌均匀，肉眼观测，碳粉及碳化硅粉均匀的悬浮在混合物中，且具有一定的粘稠度。
本发明中粘结剂所包含的五种组分的剂量的原则是能够将各组分混合均匀，本实例中的重量比例为1:1:1:1:2，但大于或小于此比例都不会对最终结果造成影响。
粘结剂混合在广口玻璃容器中操作，是为了方便取出混合后的粘结剂，并不是必须使用，可以使用其他容器替代。
(2)将混合好的粘结剂在空气中放置8～12小时。在空气中放置是为了去除混合粘结剂中的挥发性物质，更好的发挥粘结剂作用。
(3)将断裂的石墨模具进行清洗、烘干，保证断裂面干净无粉尘残留。
(4)将制备好的混合粘结剂用软刷涂抹于石墨模具断裂处，涂抹的厚度不宜过厚，约0.2±0.05mm，保证在零件公差范围内。
(5)用石墨弓形夹将已涂抹混合粘结剂的断裂石墨模具固定住，以免发生位置滑动，之后，晾干。晾干主要是为了使粘结剂固化，有固定断裂面的作用。
(6)将固定好的断裂石墨模具放入沉积炉内，进行化学气相沉积碳化硅，使得混合粘结剂发生反应，同时与沉积的碳化硅形成陶瓷相，达到最终的连接作用。
(7)沉积碳化硅后，将修复后的石墨模具取出，得到修复好后的完整模具。
本发明技术由于采用了物理涂覆与化学气相沉积碳化硅相结合的方法，在模具断裂处形成了陶瓷相，使修复后模具的连接强度和可靠性都可以达到使用要求，并且不受使用温度影响。经实验验证，修复后模具的强度为13.2MPa，是完好状态(15.7MPa)的84％。利用本发明技术修补后的石墨模具，能够继续投入生产，使废品二次利用。本发明工艺简单，原料成本低，工时短，对待修复模具断裂处的表面形状影响不大，修复效果好。因此，本发明应用于实际生产，既能降低模具更新的频率，又不延误生产周期，对节省生产成本具有重要意义。
Claims (8)
1.一种断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
1】断裂部分初步粘合
1.1】调制粘结剂：将碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜及酒精混合形成粘合剂；
1.2】将该粘合剂涂覆于模具断口处，将断裂部位进行对接并固定；
2】断裂部分进一步修复
将固定好的石墨模具放入沉积炉内，进行化学气相沉积碳化硅直至断裂处形成陶瓷相，之后，取出。
2.根据权利要求1所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：步骤1.1】具体为：
1.1.1】将碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜、酒精这五种材料在容器内混合，通过搅拌使混合物中的碳粉及碳化硅粉均匀；
1.1.2】空气中放置8～12小时。
3.根据权利要求2所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：混合物中的碳粉及碳化硅粉混合均匀是指碳粉及碳化硅粉悬浮在混合物中。
4.根据权利要求3所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：碳粉、碳化硅粉、改性丙烯酸酯胶、蜂蜜、酒精的重量比1:1:1:1:2。
5.根据权利要求1至4之任一所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：在步骤1.2】与步骤2】之前还包括：
1.3】晾干，等待粘结剂固化的步骤。
6.根据权利要求5所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：在步骤1.2】之前还包括：
将断裂的石墨模具进行清洗、烘干的步骤。
7.根据权利要求6所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：步骤1.2】中粘合剂的涂覆厚度为0.2±0.05mm。
8.根据权利要求7所述的断裂的石墨模具的修复方法，其特征在于：步骤1.2】中采用弓形夹具固定。
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