[发明专利]一种碳纤维增强碳法兰锻造工艺

说明书

本发明公开了一种碳纤维增强碳法兰锻造工艺，包括如下步骤：步骤一：将碳纤维粉、热塑性树脂、变定剂按一定的比例混合形成糊状物；步骤二：将步骤一制得的糊状物倒入模具内挤压形成块坯：步骤三：将步骤二制得的块坯放入渗碳炉内进行渗碳处理，得到渗碳块坯；步骤四：将步骤三获得的渗碳块坯放入炭化炉内进行炭化，制得碳纤维增强碳块体：步骤五：将步骤四制得的碳纤维增强碳块体锻造成法兰坯体：步骤六：将步骤五制得的法兰坯体进行精加工，制得碳纤维增强碳法兰。有益效果在于：本发明所述的一种碳纤维增强碳法兰锻造工艺锻造生产的法兰相比传统的钢制法兰具有较强的抗疲劳腐蚀性能，机械强度高，使用寿命长，实用性好等。

技术领域

本发明涉及法兰锻造领域，具体涉及一种碳纤维增强碳法兰锻造工艺。

背景技术

法兰又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。

目前，法兰生产工艺主要分为锻造、铸造、割制、卷制这四种，其中以锻造最为常见。铸造出来的法兰，毛坯形状尺寸准确，加工量小，成本低，但有铸造缺陷(气孔.裂纹.夹杂)，铸件内部组织流线型较差；锻造法兰一般比铸造法兰含碳低不易生锈，锻件流线型好，组织比较致密，机械性能优于铸造法兰，但锻造成本高于铸造法兰。在中板上直接切割出法兰的留有加工量的内外径及厚度的圆盘，再进行螺栓孔及水线的加工。这样生产出来的法兰就叫做割制法兰，此类法兰最大直径以中板的幅宽为限。用中板割条子然后卷制成圆的工艺叫做卷制，卷制法兰多用于一些大型法兰的生产，卷制成功之后还需要进行焊接，然后压平，再进行水线及螺栓孔的工艺的加工。

现有的锻造法兰普遍采用钢材锻造，这种材料在锻造加工过程中容易出现晶粒大或不均导致法兰硬化裂纹现象，而且法兰的机械强度不高，抗疲劳腐蚀性能差。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种碳纤维增强碳法兰锻造工艺，以解决现有技术中传统的钢材锻造法兰机械性能不高，抗疲劳腐蚀性能差，导致法兰使用寿命不长等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现锻造法兰具有较强的抗疲劳腐蚀性能，机械强度高，使用寿命长，实用性好等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种碳纤维增强碳法兰锻造工艺，包括如下步骤：

步骤一：将碳纤维粉、热塑性树脂、变定剂按一定的比例混合形成糊状物；

步骤二：将步骤一制得的糊状物倒入模具内挤压形成块坯：

步骤三：将步骤二制得的块坯放入渗碳炉内进行渗碳处理，得到渗碳块坯；

步骤四：将步骤三获得的渗碳块坯放入炭化炉内进行炭化，制得碳纤维增强碳块体：

步骤五：将步骤四制得的碳纤维增强碳块体锻造成法兰坯体：

步骤六：将步骤五制得的法兰坯体进行精加工，制得碳纤维增强碳法兰；

步骤七：对步骤六制得的碳纤维增强碳法兰进行固化处理。

作为本案的重要设计，步骤一中的变定剂包括脂肪族多胺变定剂、脂环族多胺变定剂、芳香族多胺变定剂、酚醛变定剂和酸酐变定剂中的一种或多种。

作为本案的优化设计，步骤一中碳纤维粉、热塑性树脂、变定剂的体积比为(2-2.4):(0.2-0.3):(0.8-1)。

作为本案的优化设计，步骤一中碳纤维粉的粒径小于5μm。

作为本案的优化设计，步骤二中采用的挤压形成方法为粉末冷等静压成形。

作为本案的优化设计，步骤三中渗碳处理的温度为2000～2300℃，热处理时间为18～24小时。