CN109176832B - 渗硅工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渗硅工装，用于装载碳制工件并进行液相渗硅生产，所述渗硅工装包括容器主体、支撑件和容器盖体，所述容器主体上设有凹腔；所述支撑件放置于所述凹腔内以用于支撑所述碳制工件，且所述支撑件上设有用于容置硅粉的容置结构；所述容器盖体盖合于所述容器主体上以用于密封所述凹腔。本发明实施例通过在容器主体上开设凹腔，且在凹腔内放置具有用于容置硅粉的容置结构的支撑件，使得将碳制工件放于支撑件上，再盖上容器盖体，即可进行渗硅工艺，支撑件与碳制工件紧抵，实现良好的渗硅效果，支撑件的支撑功能与容置功能合二为一，且反应后无残余硅渣粘结，方便清理，同时能渗硅均匀减少偏重。

Description

渗硅工装
技术领域
本发明涉及一种工装，尤其涉及一种渗硅工装。
背景技术
CC-SiC是以碳纤维为增强体，以C和SiC为基体的复合材料。相对于C/C复合材料而言，最主要区别就在于采用抗氧化性能优异、硬度高的SiC取代了C/C复合材料中部分C基体，从而在保证C/C复合材料力学性能基础上显著改变了抗氧化性能。因此C/C-SiC材料除具有C/C复合材料的高比强度、高比模量、优异的高温力学性能、热稳定性、高热导率及低热膨胀系数等一系列优良性能外，还具有基体致密化度高、耐热震、抗烧蚀、对苛刻环境适应性强和低磨损性能。
CC-SiC的制备工艺主要有三种：化学气相渗透(CVI)工艺、前驱体浸渍热解(PIP)工艺和熔融渗硅(LSI)工艺。相对于CVI和PIP工艺，LSI具有工艺简单，能显著缩短致密周期，降低生产成本，残余孔隙率低等优点。但在实际液相渗硅时常出现：渗硅不均匀，导致碳陶盘偏重过大；同时反应后有残余硅渣粘结导致难以清理，影响盘面外观；用于液相渗硅的工装易于开裂，无法重复多次使用，提高了生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种渗硅工装，旨在解决现有渗硅工装反应后有残余硅渣粘结导致难以清理及渗硅不均匀的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种渗硅工装，用于装载碳制工件并进行液相渗硅生产，所述渗硅工装包括容器主体、支撑件和容器盖体，所述容器主体上设有凹腔；所述支撑件放置于所述凹腔内以用于支撑所述碳制工件，且所述支撑件上设有用于容置硅粉的容置结构；所述容器盖体盖合于所述容器主体上以用于密封所述凹腔。
进一步地，所述支撑件为环状垫体。
进一步地，所述容置结构为设于所述环状垫体上的蜂窝孔。
进一步地，所述蜂窝孔沿所述环状垫体的轴向贯穿设置。
进一步地，所述工装还包括石墨纸，所述凹腔的内壁包括腔底壁和环绕设置于所述腔底壁外边缘的腔侧壁，所述石墨纸包括附着于所述腔底壁上的底纸部，所述支撑件放置于所述底纸部上。
进一步地，所述石墨纸还包括附着于所述腔侧壁上的侧纸部。
进一步地，所述侧纸部顶端到所述底纸部之间的距离小于所述凹腔侧壁顶端到所述底纸部之间的距离。
进一步地，所述侧纸部顶端到所述底纸部之间的距离大于所述支撑件顶端到所述底纸部之间的距离。
进一步地，所述支撑件由碳粉和酚醛树脂混合而成。
进一步地，所述容器主体和所述容器盖体都为石墨坩埚。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明实施例通过在容器主体上开设凹腔，且在凹腔内放置具有用于容置硅粉的容置结构的支撑件，使得将碳制工件放于支撑件上，再盖上容器盖体，即可进行渗硅工艺，支撑件与碳制工件紧抵，实现良好的渗硅效果，支撑件的支撑功能与容置功能合二为一，且反应后无残余硅渣粘结，方便清理，同时能渗硅均匀减少偏重。
附图说明
图1为本发明实施例提供的渗硅工装的剖面示意图；
图2为支撑件的俯视图。
图中：
1、容器主体；2、石墨纸；21、侧纸部；22、底纸部；3、刹车盘；4、容置结构；5、支撑件；51、外环；52、内环；40、蜂窝孔；6、容器盖体。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
请参照图1，一种渗硅工装，用于装载碳制工件并进行液相渗硅生产，所述渗硅工装包括：容器主体1，所述容器主体1上设有凹腔10；支撑件5，所述支撑件5放置于所述凹腔10内以用于支撑所述碳制工件，且所述支撑件5上设有用于容置硅粉的容置结构4；容器盖体6，所述容器盖体6盖合于所述容器主体1上以用于密封所述凹腔10。
本实施例中，碳制工件为刹车盘3，当然了，具体应用中，碳制工件也可为其它采用碳材制成且需要渗硅处理的工件。
本发明实施例通过在容器主体1上开设凹腔10，且在凹腔10内放置具有用于容置硅粉的容置结构4的支撑件5，使得将刹车盘3放于支撑件5上，再盖上容器盖体6，即可进行渗硅工艺，支撑件5与刹车盘3紧抵，实现良好的渗硅效果，支撑件5的支撑功能与容置功能合二为一，且反应后无残余硅渣粘结，方便清理。
优选地，所述支撑件5由碳粉和酚醛树脂混合压制而成。
优选地，请参照图2，所述支撑件5为环状垫体，与刹车盘3的形状适配，使渗硅更均匀，减少偏重。
优选地，请继续参照图2，环状垫体包括内环52和外环51，容置结构4设于外环51和内环52之间，内环52和外环51起到对容置结构4良好的支撑作用，避免在刹车盘3的重压下结构发生破损。
优选地，请继续参照图2，环状垫体呈圆环形，进一步与刹车盘3的形状适配，使渗硅更均匀。
优选地，请继续参照图2，所述容置结构4为设于所述环状垫体上且呈蜂窝状分布的蜂窝孔40。蜂窝孔40具有多个间隔设置的容置孔，便于均匀地容置硅粉，进一步使得渗硅更均匀。
装料时，首先沿着蜂窝孔40均匀渗放硅粉，且渗放的硅粉不与待渗硅的刹车盘3直接接触。
优选地，请继续参照图2，蜂窝孔40为正多边形或任意不规则多边形，如正六边形。
优选地，所述蜂窝孔40沿所述环状垫体的轴向贯穿设置。如此硅粉可沿蜂窝孔40落下，增加容置结构4的容置量，实现更好的渗硅效果。
优选地，请参照图1，所述工装还包括石墨纸2，所述凹腔10的内壁包括腔底壁和环绕设置于所述腔底壁外边缘的腔侧壁，所述石墨纸2包括附着于所述腔底壁上的底纸部22，所述支撑件5放置于所述底纸部22上。石墨纸2由石墨材料制成，性质稳定，在加热或化学反应时不易变质，且石墨纸2隔离了容器主体1和支撑件5，避免容器主体1受污染以及避免支撑件5与容器主体1发生粘结，实现容器主体1的多次使用，此外，通过托起石墨纸2可以取出支撑件5，十分方便。
优选地，请参照图1，所述石墨纸2还包括附着于所述腔侧壁上的侧纸部21。进一步使得容器主体1受污染以及避免支撑件5与容器主体1发生粘结，特别是和容器主体1的侧壁，且更便于将石墨纸2取出。
优选地，所述侧纸部21顶端到所述底纸部22之间的距离小于所述腔侧壁顶端到所述底纸部22之间的距离。
优选地，所述侧纸部21顶端到所述底纸部22之间的距离大于所述支撑件5顶端到所述底纸部22之间的距离。进一步便于将石墨纸2取出。
优选地，所述容器主体1和所述容器盖体6都为石墨坩埚。石墨坩埚性质稳定，且刹车盘3为渗碳盘，不易对刹车盘3的成分产生影响。
优选地，所述侧纸部21之朝向所述支撑件5的侧面与所述支撑件5之朝向所述侧纸部21的侧面之间存在间距。
优选地，容器主体1之侧壁的尺寸大于刹车盘3的尺寸。
优选地，请参照图1，容器主体1的外侧面的底部开设有凹槽，且所述凹槽呈圆柱状，使得增大了加热时容器主体1的受热面积，且容置本体受热更稳定。
特别地，支撑件5是由加工待渗硅的刹车盘3余下的碳碳粉和酚醛树脂等混合均匀后压制而成，环保节能且由此制成的支撑件5强度较高，性质稳定，不易在渗硅反应时变质。
渗硅操作前，在容器主体1内底部先铺石墨纸2，石墨纸2上放置支撑件5及在蜂窝孔40内盛放硅粉4，再在支撑件5上方放置待渗硅的碳碳刹车盘3，再在容器主体1上方再放一个容器盖体6用于密封。
采用本发明液渗硅工装，装料时首先沿着各个蜂窝孔40均匀盛放硅粉，同时渗放的硅粉不与待渗硅的碳碳刹车盘3直接接触，使得渗硅均匀、刹车盘3渗硅后不产生偏重，且反应后无硅渣粘结于刹车盘3上，且容器主体1可多次重复使用所述工装对碳碳刹车盘3也能起到支撑的作用。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种渗硅工装，用于装载碳制工件并进行液相渗硅生产，其特征在于，所述渗硅工装包括：
容器主体，所述容器主体上设有凹腔；
支撑件，所述支撑件放置于所述凹腔内以用于支撑所述碳制工件，且所述支撑件上设有用于容置硅粉的容置结构，所述支撑件为环状垫体，所述环状垫体包括内环和外环，所述容置结构设于外环和内环之间；
容器盖体，所述容器盖体盖合于所述容器主体上以用于密封所述凹腔。
2.如权利要求1所述的渗硅工装，其特征在于，所述容置结构为设于所述环状垫体上的蜂窝孔。
3.如权利要求2所述的渗硅工装，其特征在于，所述蜂窝孔沿所述环状垫体的轴向贯穿设置。
4.如权利要求1所述的渗硅工装，其特征在于，所述工装还包括石墨纸，所述凹腔的内壁包括腔底壁和环绕设置于所述腔底壁外边缘的腔侧壁，所述石墨纸包括附着于所述腔底壁上的底纸部，所述支撑件放置于所述底纸部上。
5.如权利要求4所述的渗硅工装，其特征在于，所述石墨纸还包括附着于所述腔侧壁上的侧纸部。
6.如权利要求5所述的渗硅工装，其特征在于，所述侧纸部顶端到所述底纸部之间的距离小于所述腔侧壁顶端到所述底纸部之间的距离。
7.如权利要求5所述的渗硅工装，其特征在于，所述侧纸部顶端到所述底纸部之间的距离大于所述支撑件顶端到所述底纸部之间的距离。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的渗硅工装，其特征在于，所述支撑件由碳粉和酚醛树脂混合压制而成。
9.如权利要求1-7中任意一项所述的渗硅工装，其特征在于，所述容器主体和所述容器盖体都为石墨坩埚。
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