CN117774112B - 一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，它属于特种陶瓷技术领域，根据三重螺旋轴结构设计模芯图纸，制作芯模；利用芯模制作模具，模具包括底板，底板上设有相互配合的3块螺旋形模块形成的模腔，模具上端设置不封闭的浇冒口；将料浆从浇冒口缓缓倒入，浇注过程及时补浆；按照顺序打开上部的3块型块，底板不动，利用底板拖住毛坯，毛坯自然干燥后脱离模具底板送入烘干室，先进行一段时间的低温烘干再进行一段时间的高温烘干；将高温烘干后的毛坯进行加工，制作分件毛坯，将分件毛坯利用专用工装组装加长，用料浆粘接；将粘接后的分件毛坯在石墨板上平放，并把硅粉撒在粘接后的毛坯的四周，装炉后入炉真空烧结。
Description
技术领域
本发明涉及特种陶瓷技术领域，具体涉及一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法。
背景技术
为了避免退火炉工作时产生的油烟污染车间环境，通常在车间内设置一个排烟系统，将油烟及时排出；但退火炉的排烟口与车间顶棚之间的高度差过大，油烟排放不畅，容易沉积在烟道内，造成堵塞，因此工厂通常采用在烟道中增加输送轴，利用输送轴推动沉淀外排的同时可推动烟气在烟道内的流动；
无论单螺旋输送轴或双螺旋输送轴都或多或少会出现积料现象，出现积料现象会导致螺旋片堵塞，不能运转，造成停车检修，影响生产，严重时会导致烟道损坏，不能保证连续生产，因此三螺旋输送轴应运而生，但是由于三重螺旋输送轴具有3个螺旋片，结构较为复杂，生产工艺难度较大，因此现有的三重螺旋输送轴的长度较小，无法铺满整个烟道，无法满足企业的生产需求。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，采用毛坯粘接加长得到长规格三重螺旋轴，解决了三重螺旋轴大长度产品的制作难题，通过制作专用粘接工装，保证相邻螺旋片之间的同轴粘接，有利于提高粘接精度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，模芯设计及加工：根据三重螺旋轴结构设计模芯图纸，制作芯模；
步骤2，模具制作：利用芯模制作模具，模具包括底板，所述底板上设有相互配合的3块螺旋形模块形成用于贴合三重螺旋轴三线螺旋结构的模腔，即上面3块螺旋形模块分开后，下部底板拖住毛坯，防止毛坯移动过程中变形，模具上端设置不封闭的浇冒口；
步骤3，注浆制作毛坯：将料浆从浇冒口缓缓倒入，便于排出模腔内气体，浇注过程及时补浆；
步骤4，毛坯脱模与烘干：按照顺序打开上部的3块型块，底板不动，利用底板拖住毛坯，毛坯自然干燥后脱离模具底板送入烘干室，先进行第一阶段烘干后再进行第二阶段烘干；
步骤5，毛坯加工、修理与组装：将第二阶段烘干后的毛坯进行加工，制作分件毛坯，将分件毛坯利用专用工装组装加长，用料浆粘接；
步骤6，真空烧结：将粘接后的分件毛坯在石墨板上平放，按照计算的重量称量硅粉，并把硅粉撒在粘接后的毛坯的四周，装炉后入炉真空烧结。
优选的，注浆制作毛坯和毛坯加工、修理与组装过程中的料浆组分相同，按重量由碳化硅微粉0.72-0.75份、炭黑0.04-0.045份、石墨0.023份、分散剂0.003、粘结剂0.009份、与蒸馏水0.19-0.22份混合均匀获得。
优选的，毛坯加工、修理与组装过程中所述料浆用涂4粘度计室温20℃-30℃测量的料浆粘度设为5-10。
优选的，毛坯加工、修理与组装过程中专用工装包括固定安装在模具的底板上的底座，所述底座上设有用于安放螺旋片的安装工位，所述安装工位外侧的所述模具底座上设有与毛坯抵接的直角立板。
优选的，毛坯脱模与烘干阶段中毛坯静置2-3小时后将毛坯脱离底板送入烘干室，首先第一阶段烘干控制烘干温度在35-45℃，烘干30-40小时后，再进行第二阶段烘干，烘干控制温度在80-100℃，烘干时间不小于30小时。
优选的，所述芯模采用金属铝制作，铝密度小、质量轻，加工后表面光滑，光洁度好。
本发明的有益效果表现在：
1、本发明中采用毛坯粘接加长得到长规格螺旋片，解决了大长度产品的制作难题，通过制作专用粘接工装，保证相邻螺旋片之间的同轴粘接，有利于提高粘接精度；
2、本发明中模具采用3+1模具分型模式，分模合理，方便模具制作及开模，同时利用底板拖住螺旋片毛坯，防止螺旋片移动过程中变形；
3、本发明中在烧结前通过在毛坯件表面均匀撒一层硅粉，在烧结过程中螺旋片表面融化，既可以提高螺旋片表层硬度，又可以促进硅粉渗透进入螺旋片内部提高产品内硅含量。
附图说明
图1为本发明一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法中毛坯粘接时的结构示意图。
图中：1-直角立板、2-毛坯、3-底板
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示专用工装包括固定安装在底板3上的底座，所述底座上设有用于安放毛坯2的安装工位，所述安装工位外侧的所述底座上设有与所述螺旋片抵接的直角立板1，通过直角立板1保证相邻螺旋片之间的同轴粘接，有利于提高粘接精度，直角立板1采用直角设计，仅转动毛坯即可实现相邻毛坯上螺旋片螺旋角度的统一，可提高相邻毛坯粘接的精度、降低操作难度。
实施例一：一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，模芯设计及加工：根据三重螺旋轴结构设计模芯图纸，用铝作为模芯材料制作芯模，铝密度小，加工后表面光滑，光洁度好，采用数控机床加工铝模芯；
步骤2，模具制作：利用芯模制作模具，三重螺旋轴是三线螺旋结构，通过3块螺旋型模块与底板配合形成模具，模具上端设置不封闭的浇冒口，采用3块模块配合形成模腔，底部设配合模腔的底板，即上面3块型块分开后，下部底板拖住毛坯，防止毛坯移动过程中变形，模具采用3+1模具分型模式，分模合理，方便模具制作及开模，同时利用底板拖住螺旋片毛坯，防止螺旋片移动过程中变形；
步骤3，注浆制作毛坯：按重量由碳化硅微粉0.72份、炭黑0.04份、石墨0.023份、分散剂0.003、粘结剂0.009份、与蒸馏水0.205份混合均匀获得料浆，将料浆从浇冒口缓缓倒入，便于排出模腔内气体，浇注过程及时补浆；
步骤4，毛坯脱模与烘干：按照顺序打开上部的3块型块，底板不动，利用模具底板拖住毛坯，毛坯静置2.5±0.5小时后将螺旋片毛坯脱离底板送入烘干室，首先控制35℃，烘干40小时后，再控制温度80℃，烘干时间50小时；
步骤5，毛坯加工、修理与组装：将高温烘干后的毛坯进行加工，将毛坯利用专用工装组装加长，用料浆粘接，所述料浆用涂4粘度计室温20℃-30℃测量的料浆粘度设为5.8，采用毛坯粘接加长得到长规格三重螺旋轴，解决了大长度产品的制作难题，解决了三重螺旋轴大长度产品的制作难题；
步骤6，真空烧结：将粘接好的三重螺旋轴在石墨板上平放，按照计算的重量称量硅粉，并把硅粉撒在粘接好的三重螺旋轴四周，装炉后入炉真空烧结，烧结前通过在毛坯件表面均匀撒一层硅粉，在烧结过程中螺旋片表面融化，既可以提高螺旋片表层硬度，又可以促进硅粉渗透进入螺旋片内部提高产品内硅含量。
实施例二：一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，模芯设计及加工：根据三重螺旋轴结构设计模芯图纸，用铝作为模芯材料制作芯模，铝密度小，加工后表面光滑，光洁度好，采用数控机床加工铝模芯；
步骤2，模具制作：利用芯模制作模具，三重螺旋轴是三线螺旋结构，通过3块螺旋型模块与底板配合形成模具，模具上端设置不封闭的浇冒口，采用3块模块配合形成模腔，底部设配合模腔的底板，即上面3块型块分开后，下部底板拖住毛坯，防止毛坯移动过程中变形，模具采用3+1模具分型模式，分模合理，方便模具制作及开模，同时利用底板拖住螺旋片毛坯，防止螺旋片移动过程中变形；
步骤3，注浆制作毛坯：按重量由碳化硅微粉0.735份、炭黑0.04份、石墨0.023份、分散剂0.003、粘结剂0.009份、与蒸馏水0.19份混合均匀获得料浆，将料浆从浇冒口缓缓倒入，便于排出模腔内气体，浇注过程及时补浆；
步骤4，毛坯脱模与烘干：按照顺序打开上部的3块型块，底板不动，利用模具底板拖住毛坯，毛坯静置2.5±0.5小时后将螺旋片毛坯脱离底板送入烘干室，首先控制45℃，烘干30小时后，再控制温度100℃，烘干时间30小时；
步骤5，毛坯加工、修理与组装：将高温烘干后的毛坯进行加工，将毛坯利用专用工装组装加长，用料浆粘接，所述料浆用涂4粘度计室温20℃-30℃测量的料浆粘度设为8，采用毛坯粘接加长得到长规格三重螺旋轴，解决了大长度产品的制作难题，解决了三重螺旋轴大长度产品的制作难题；
步骤6，真空烧结：将粘接好的三重螺旋轴在石墨板上平放，按照计算的重量称量硅粉，并把硅粉撒在粘接好的三重螺旋轴四周，装炉后入炉真空烧结，烧结前通过在毛坯件表面均匀撒一层硅粉，在烧结过程中螺旋片表面融化，既可以提高螺旋片表层硬度，又可以促进硅粉渗透进入螺旋片内部提高产品内硅含量。
实施例三：一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，模芯设计及加工：根据三重螺旋轴结构设计模芯图纸，用铝作为模芯材料制作芯模，铝密度小，加工后表面光滑，光洁度好，采用数控机床加工铝模芯；
步骤2，模具制作：利用芯模制作模具，三重螺旋轴是三线螺旋结构，通过3块螺旋型模块与底板配合形成模具，模具上端设置不封闭的浇冒口，采用3块模块配合形成模腔，底部设配合模腔的底板，即上面3块型块分开后，下部底板拖住毛坯，防止毛坯移动过程中变形，模具采用3+1模具分型模式，分模合理，方便模具制作及开模，同时利用底板拖住螺旋片毛坯，防止螺旋片移动过程中变形；
步骤3，注浆制作毛坯：按重量由碳化硅微粉0.72份、炭黑0.045份、石墨0.023份、分散剂0.003、粘结剂0.009份、与蒸馏水0.2份混合均匀获得料浆，将料浆从浇冒口缓缓倒入，便于排出模腔内气体，浇注过程及时补浆；
步骤4，毛坯脱模与烘干：按照顺序打开上部的3块型块，底板不动，利用模具底板拖住毛坯，毛坯静置2.5±0.5小时后将螺旋片毛坯脱离底板送入烘干室，首先控制40℃，烘干35小时后，再控制温度90℃，烘干时间40小时；
步骤5，毛坯加工、修理与组装：将高温烘干后的毛坯进行加工，将毛坯利用专用工装组装加长，用料浆粘接，所述料浆用涂4粘度计室温20℃-30℃测量的料浆粘度设为6.5，采用毛坯粘接加长得到长规格三重螺旋轴，解决了大长度产品的制作难题，解决了三重螺旋轴大长度产品的制作难题；
步骤6，真空烧结：将粘接好的三重螺旋轴在石墨板上平放，按照计算的重量称量硅粉，并把硅粉撒在粘接好的三重螺旋轴四周，装炉后入炉真空烧结，烧结前通过在毛坯件表面均匀撒一层硅粉，在烧结过程中螺旋片表面融化，既可以提高螺旋片表层硬度，又可以促进硅粉渗透进入螺旋片内部提高产品内硅含量。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤1，模芯设计及加工：根据三重螺旋轴结构设计模芯图纸，制作芯模；
步骤2，模具制作：利用芯模制作模具，三重螺旋轴是三线螺旋结构，采用3块螺旋型模块配合形成模腔，底部设配合模腔的底板，即上面3块型块分开后，下部底板拖住毛坯，防止毛坯移动过程中变形，模具上端设置不封闭的浇冒口；
步骤3，注浆制作毛坯：将料浆从浇冒口缓缓倒入，便于排出模腔内气体，浇注过程及时补浆；
步骤4，毛坯脱模与烘干：按照顺序打开上部的3块型块，底板不动，利用底板拖住毛坯，毛坯自然干燥后脱离模具底板送入烘干室，先进行第一阶段烘干后再进行第二阶段烘干；
步骤5，毛坯加工、修理与组装：将第二阶段烘干后的毛坯进行加工，制作分件毛坯，将分件毛坯利用专用工装组装加长，用料浆粘接；
步骤6，真空烧结：将粘接后的毛坯在石墨板上平放，按照计算的重量称量硅粉，并把硅粉撒在粘接后的毛坯的四周，装炉后入炉真空烧结。
2.根据权利要求1所述的一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，其特征是，注浆制作毛坯和毛坯加工、修理与组装过程中的料浆组分相同，按重量由碳化硅微粉0.72-0.75份、炭黑0.04-0.045份、石墨0.023份、分散剂0.003份、粘结剂0.009份、与蒸馏水0.19-0.22份混合均匀获得。
3.根据权利要求1所述的一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，其特征是，毛坯加工、修理与组装过程中专用工装包括固定安装在模具的底板上的底座，所述底座上设有用于安放螺旋片的安装工位，所述安装工位外侧的所述模具底座上设有与毛坯抵接的直角立板。
4.根据权利要求1所述的一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，其特征是，毛坯脱模与烘干阶段中毛坯静置2-3小时后将毛坯脱离底板送入烘干室，首先第一阶段烘干控制烘干温度在35-45℃，烘干30-40小时后，再进行第二阶段烘干，烘干控制温度在80-100℃，烘干时间不小于30小时。
5.根据权利要求1所述的一种大规格碳化硅三重螺旋轴的制备方法，其特征是，所述芯模采用金属铝制作。
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