[发明专利]一种屏蔽泵用C/C-SiC轴瓦的制备方法

说明书

本发明公开了一种屏蔽泵用C/C‑SiC轴瓦的制备方法，1)、制备C/C多孔轴瓦坯体：通过化学气相沉积工艺制备密度为1.25～1.45g/cm³的C/C多孔坯体，按照轴瓦尺寸进行第一次粗加工，获得C/C多孔轴瓦坯体；2)、C/C‑SiC轴瓦制备：对制备的C/C多孔轴瓦坯体进行反应熔渗处理，之后按照尺寸进行第二次精加工获得C/C‑SiC轴瓦；3)、C/C‑SiC轴瓦的树脂封孔：通过环氧树脂浸渍C/C‑SiC轴瓦并固化、保温处理，消除孔隙，按照尺寸进行最终精修，获得C/C‑SiC轴瓦部件。通过本发明所述方法制备的C/C‑SiC轴瓦具有强度高、耐磨性好、耐冲击性能好的优点。

技术领域

本发明涉及复合材料轴瓦制造技术领域，具体涉及一种屏蔽泵用C/C-SiC轴瓦的制备方法。

背景技术

屏蔽泵因具有安全无泄漏，运转平稳，噪声低，不需加润滑油，结构紧凑等众多优点而广泛应用于工业界。在实际使用中发现，轴瓦是屏蔽泵的易损构件，因而其质量优劣对泵的运转平稳性、可靠性以及使用寿命具有极其重要的影响。

目前应用于核主泵的轴承轴瓦主要有石墨轴瓦、树脂石墨轴瓦、碳化硅轴瓦和硅化石墨轴瓦这几种。虽然上述轴承轴瓦各自都存在一定的性能优势，但其仍存在以下不足：1)石墨轴瓦固有的强度不高，耐磨性不够，因而其应用范围受到一定程度的限制；2)树脂石墨轴瓦的机械强度、耐磨性较石墨轴瓦均有所提高，但由于树脂在高温条件下强度会下降，因而限制了其使用温度；3)碳化硅和硅化石墨轴瓦虽硬度高耐磨性好，但其脆性大、耐冲击性能差，在实际工况中容易磨损、炸裂，严重的影响了屏蔽泵的寿命和运行稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屏蔽泵用C/C-SiC轴瓦的制备方法，所制备的C/C-SiC轴瓦具有强度高、耐磨性好、耐冲击性能好的优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种屏蔽泵用C/C-SiC轴瓦的制备方法，包括以下步骤：

1)、制备C/C多孔轴瓦坯体：通过化学气相沉积工艺制备密度为1.25～1.45g/cm³的C/C多孔坯体，按照轴瓦尺寸进行第一次粗加工，获得C/C多孔轴瓦坯体；

2)、C/C-SiC轴瓦制备：对制备的C/C多孔轴瓦坯体进行反应熔渗处理，之后按照尺寸进行第二次精加工获得C/C-SiC轴瓦；

3)、C/C-SiC轴瓦的树脂封孔：通过环氧树脂浸渍C/C-SiC轴瓦并固化、保温处理，消除孔隙，按照尺寸进行最终精修，获得C/C-SiC轴瓦部件。

本发明所述C/C-SiC具体是指C纤维增强沉积碳相、原位反应生成SiC相以及树脂浸渍固化后的聚合物相多基体复合材料，所述C/C多孔轴瓦坯体通过化学气相渗透工艺向C纤维制成的纤维预制体中沉积碳基体而制得，所述化学气相渗透工艺为现有技术，所述反应熔渗工艺是通过高温下熔融的Si粉与C/C多孔轴瓦坯体中的沉积碳原位反应实现。

其中，所述C纤维具有增强增韧特性。

其中，C基体具有优良的水润滑特性。

其中，SiC具有高硬度、高模量、抗氧化的特性。

其中，固化的树脂相具有提高致密度和减少摩擦的特性。

因此，制备的C/C-SiC复合材料继承了C纤维、沉积碳、SiC和树脂基体原有的优点，不仅具有质量轻，比模量高，热导率高，热容大，热膨胀系数低，水润滑摩擦磨损性能优异等特性，而且C纤维的加入，有效的提高了复合材料轴瓦的机械强度和断裂韧性，使材料具有较高的抗弯强度、抗压强度和一定的韧性、抗热冲击和机械冲击性。改善了其他材料轴瓦如石墨轴瓦承载能力低、耐磨性不够、树脂基轴瓦高温性能下降和碳化硅轴瓦、硅化石墨轴瓦等高脆性和抗冲击性能差的缺点。