CN112592196A - 多层高温碳碳装料架的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于碳材料及热处理技术领域。针对现有的石墨材质的热处理装料架存在的重量大，易碎，气体流通不均匀的问题，本发明提供一种多层高温碳碳装料架的制作方法，包括如下步骤：将碳纤维复合板材，进行2000℃以上真空高温处理；经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的交叉互锁，组合为多层装料架；通过气相沉积的方法沉积碳；再次进行2000℃以上真空高温处理。该方法制得的装料架重量轻，寿命长，炉腔内温度均匀性好，气体与产品的接触充分。
Description
技术领域
本发明属于碳材料及热处理技术领域，具体涉及一种多层高温碳碳装料架的制作方法。
背景技术
热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的组织结构，来控制其性能的一种综合工艺过程。传统的热处理装料架主要采用金属或者合金的材料，并且主要以相互独立的单层式设计为主，这样就会造成处于各个料架上的工件会存在微小的温度差异，从而造成工件性能的差异，另外，采用金属或者合金材料的热处理装料架承受冷热冲击的能力较差，从而导致这种装料架的使用寿命较短。后来出现了非金属材料制作的装料架，目前市场上多为石墨装料架，用石墨通过开孔做装料架，但是石墨做的装料架重量太重，易碎，气体流通不均匀，导致死角多等，影响其产量和质量。
发明内容
针对现有的石墨材质的热处理装料架存在的重量大，易碎，气体流通不均匀的上述问题，本发明提供一种多层高温碳碳装料架的制作方法，该方法制得的装料架重量轻，寿命长，特别是炉腔内温度均匀性好，气体与产品的接触充分。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种多层高温碳碳装料架的制作方法，包括如下步骤：
(1)将碳含量≥95％的密度为1.3g/cm3-1.6g/cm3的碳纤维复合板材，进行真空高温处理，形成碳纯度高，不易变形的材料；高温处理步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1000-1100℃，再用时6h升温至1550-1650℃，用时7h升温至2150-2250℃，恒温3-10小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得；
(2)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形板，通过板材间的横向和纵向的交叉互锁，组合为装料架，托架的两端及中间位置的条形板交叉形成方格，方格内插入立柱，若干装料架依次插入碳纤维立柱，形成多层高温碳碳装料架；所述立柱为经过真空高温处理的碳纤维复合材料，真空高温处理的步骤同步骤(1)；
(3)将组装完毕的装料架通过气相沉积的方法沉积碳，形成致密、轻量、耐高温、高强度的碳碳装料架；气相沉积处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至280-320℃，用时6h升温至880-920℃，用时1.5h升温至1000-1050℃，恒温3小时，然后通入氮气和碳源气体，各气体的气流量为0-30m3每小时，通气保持时间为0-1000小时，通气结束后断电降温，自动降温至60℃以下，将其取出即得；
(4)将气相沉积完毕的装料架再次进行真空高温处理。
进一步的，所述步骤(1)真空高温处理的步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1050℃，再用时6h升温至1600℃，用时7h升温至2200℃，2200℃下恒温3-10小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
进一步的，所述步骤(3)中气相沉积的处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至300℃，用时6h升温至900℃，用时1.5h升温至1020℃，1020℃下恒温3小时，然后通入氮气和碳源气体。
进一步的，所述步骤(3)气相沉积的处理步骤：采用的碳源气体为丙烷、丙烯或者天然气中的任一种
进一步的，所述步骤(3)气相沉积的处理步骤：各气体的气流量为10-20m3每小时，通气保持时间为100-500小时。
进一步的，所述步骤(4)再次进行真空高温处理的步骤与步骤(1)真空高温处理的步骤相同。
本发明具有以下有益效果：
本发明先对碳纤维复合材料，进行2000℃以上真空高温处理，一方面提高产品的纯度，另一方面防止在使用时温度过高发生变形。本发明采用互锁结构组合为碳碳装料架，稳定性好，避免使用昂贵的耐高温金属连接件，向碳碳条中引入杂质，产生结构稳定性问题。装料架组装后进行气相沉积，使碳碳条表面更加致密，防止炉腔内其他物质进入碳碳条而影响其使用寿命，另一方面能让相互交叉的碳碳条更紧密地连在一起，使其结构更加坚固。再次进行2000℃以上真空高温处理，能够进一步提高产品的纯度。
附图说明
图1为实施例1多层高温碳碳装料架的俯视示意图；
图2为实施例1多层高温碳碳装料架的侧面示意图。
以上各图中，1、条形板；2、立柱。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种碳碳装料架的制作方法，包括如下步骤：
(1)将碳含量为95％，密度为1.3g/cm3的碳纤维复合板材，进行真空高温处理，形成碳纯度高，不易变形的材料；高温处理步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1050℃，再用时6h升温至1600℃，用时7h升温至2200℃，2200℃下恒温7小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
(2)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的交叉互锁，组合为装料架。
(3)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的横向和纵向的交叉互锁，组合为装料架，装料架的两端及中间位置的条形板交叉形成方格，方格内插入立柱，若干装料架依次插入碳纤维材质的立柱，形成多层高温碳碳装料架；
气相沉积的处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至300℃，用时6h升温至900℃，用时1.5h升温至1020℃，1020℃下恒温3小时，然后通入氮气和丙烷；各气体的气流量为10m3每小时，通气保持时间为400小时，通气结束后断电降温，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
(4)将气相沉积完毕的装料架再次进行真空高温处理，真空高温处理与步骤(1)真空高温处理的步骤相同。
实施例2
一种碳碳装料架的制作方法，包括如下步骤：
(1)将碳含量≥98％，密度为1.6g/cm3的碳纤维复合板材，进行真空高温处理，形成碳纯度高，不易变形的材料；高温处理步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1000℃，再用时6h升温至1550℃，用时7h升温至2150℃，2150℃下恒温3小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
(2)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的交叉互锁，组合为装料架；
(3)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的横向和纵向的交叉互锁，组合为装料架，装料架的两端及中间位置的条形板交叉形成方格，方格内插入立柱，若干装料架依次插入碳纤维材质的立柱，形成多层高温碳碳装料架；
气相沉积处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至280℃，用时6h升温至880℃，用时1.5h升温至1000℃，恒温3小时，然后通入氮气和丙烯，各气体的气流量为20m3每小时，通气保持时间为600小时，通气结束后断电降温，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
(4)将气相沉积完毕的装料架再次进行真空高温处理，真空高温处理与步骤(1)真空高温处理的步骤相同。
实施例3
一种碳碳装料架的制作方法，包括如下步骤：
(1)将碳含量≥98％，密度为1.8g/cm3的碳纤维复合板材，进行真空高温处理，形成碳纯度高，不易变形的材料；高温处理步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1100℃，再用时6h升温至1650℃，用时7h升温至2250℃，2250℃下恒温10小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
(2)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的交叉互锁，组合为装料架；
(3)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形材料，通过板材间的横向和纵向的交叉互锁，组合为装料架，装料架的两端及中间位置的条形板交叉形成方格，方格内插入立柱，若干装料架依次插入碳纤维材质的立柱，形成多层高温碳碳装料架；
气相沉积处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至320℃，用时6h升温至920℃，用时1.5h升温至1050℃，恒温3小时，然后通入氮气和天然气，各气体的气流量为30m3每小时，通气保持时间为900小时，通气结束后断电降温，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
(4)将气相沉积完毕的装料架再次进行真空高温处理，真空高温处理与步骤(1)真空高温处理的步骤相同。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种多层高温碳碳装料架的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将碳含量≥95％的密度为1.3g/cm3-1.6g/cm3的碳纤维复合板材，进行真空高温处理，形成碳纯度高，不易变形的材料；高温处理步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1000-1100℃，再用时6h升温至1550-1650℃，用时7h升温至2150-2250℃，恒温3-10小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得；
(2)将上述处理后的复合板材经机械加工处理成厚度均匀的板材，并且制作成带有子母槽的条形板，通过板材间的横向和纵向的交叉互锁，组合为装料架，托架的两端及中间位置的条形板交叉形成方格，方格内插入立柱，若干装料架依次插入碳纤维立柱，形成多层高温碳碳装料架；所述立柱为经过真空高温处理的碳纤维复合材料，真空高温处理的步骤同步骤(1)；
(3)将组装完毕的装料架通过气相沉积的方法沉积碳，形成致密、轻量、耐高温、高强度的碳碳装料架；气相沉积处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至280-320℃，用时6h升温至880-920℃，用时1.5h升温至1000-1050℃，恒温3小时，然后通入氮气和碳源气体，各气体的气流量为0-30m3每小时，通气保持时间为0-1000小时，通气结束后断电降温，自动降温至60℃以下，将其取出即得；
(4)将气相沉积完毕的装料架再次进行真空高温处理。
2.根据权利要求1所述的碳碳装料架的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)真空高温处理的步骤为：真空至10帕以下，设定升温曲线，用时6h升温至1050℃，再用时6h升温至1600℃，用时7h升温至2200℃，2200℃下恒温3-10小时，自动降温至60℃以下，将其取出即得。
3.根据权利要求1所述的碳碳装料架的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中气相沉积的处理步骤：真空度在100帕以下，设定升温曲线，用时2h升温至300℃，用时6h升温至900℃，用时1.5h升温至1020℃，1020℃下恒温3小时，然后通入氮气和碳源气体。
4.根据权利要求1所述的碳碳装料架的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)气相沉积的处理步骤：采用的碳源气体为丙烷、丙烯或者天然气中的任一种。
5.根据权利要求1所述的碳碳装料架的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)气相沉积的处理步骤：各气体的气流量为10-20m3每小时，通气保持时间为100-500小时。
6.根据权利要求1所述的碳碳装料架的制作方法，其特征在于，所述步骤(4)再次进行真空高温处理的步骤与步骤(1)真空高温处理的步骤相同。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05186276A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-27 | Toshiba Corp | カーボンファイバ強化カーボン複合材を用いた受熱板材料およびその製造方法 |
| JPH09278553A (ja) * | 1996-04-05 | 1997-10-28 | Mitsubishi Chem Corp | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
| CN101723697A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-09 | 王占双 | 一种热处理炉用炭/炭料架的制备 |
| CN110105077A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-09 | 嘉兴启晟碳材料有限公司 | 一种利用边料生产碳碳复合板材的工艺 |
| CN110923671A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-27 | 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 | 一种化学气相浸渗炉内置物料架 |
| CN111039691A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-04-21 | 陕西美兰德炭素有限责任公司 | 一种碳碳复合材料板材的制备方法 |
| CN211112118U (zh) * | 2019-11-15 | 2020-07-28 | 浙江艾奥巴美新材料有限公司 | 复合热处理料架 |
| CN111635242A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-08 | 中南大学 | 一种高密度回转体碳/碳复合材料的快速制备方法及应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5186276B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2013-04-17 | 帝人ファイバー株式会社 | 皮脂取り用布帛および皮脂取り製品 |
-
2020
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05186276A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-27 | Toshiba Corp | カーボンファイバ強化カーボン複合材を用いた受熱板材料およびその製造方法 |
| JPH09278553A (ja) * | 1996-04-05 | 1997-10-28 | Mitsubishi Chem Corp | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 |
| CN101723697A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-09 | 王占双 | 一种热处理炉用炭/炭料架的制备 |
| CN110105077A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-09 | 嘉兴启晟碳材料有限公司 | 一种利用边料生产碳碳复合板材的工艺 |
| CN211112118U (zh) * | 2019-11-15 | 2020-07-28 | 浙江艾奥巴美新材料有限公司 | 复合热处理料架 |
| CN110923671A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-27 | 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 | 一种化学气相浸渗炉内置物料架 |
| CN111039691A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-04-21 | 陕西美兰德炭素有限责任公司 | 一种碳碳复合材料板材的制备方法 |
| CN111635242A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-08 | 中南大学 | 一种高密度回转体碳/碳复合材料的快速制备方法及应用 |
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|---|---|
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