[发明专利]一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装及方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装及方法，以解决陶瓷基复合材料零件预制体在脱模后继续沉积时会出现高温变形情况，而传统的校型方法难以保证零件外型准确，还会影响沉积效果的问题。该工装包括陶瓷基复合材料的校型板，校型板上设置有校型槽，校型槽的形状与待校型零件的截面轮廓相匹配，且其宽度h比待校型零件壁厚宽1‑3mm；校型槽的内壁为锯齿状，且其相对两侧内壁的锯齿交错分布，锯齿端面宽度大于相邻两个锯齿端面间的距离。校型方法包括：1)取至少一个陶瓷基复合材料的校型板，按照待校型零件的截面轮廓，在校型板上加工校型槽；2)将待校型零件装入校型槽内并固定；3)对带有校型板的待校型零件进行CVI沉积，同时进行校型。

技术领域

本发明涉及陶瓷基复合材料零件制备领域，具体涉及一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装及方法。

背景技术

陶瓷基复合材料是一种兼有金属材料、陶瓷材料和碳材料性能优点的热结构/功能一体化新型材料，具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀、对裂纹不敏感，不发生灾难性毁损等特点，在机械、航空航天、核、能源等领域有着广泛的应用。陶瓷基复合材料产品均是通过各个不同外型的单个零件进行装配而成，故零件的制备过程对最终产品的装配尤为重要。

陶瓷基复合材料零件的制备必须经过化学气象沉积(CVI)，而零件在此过程中，由于沉积炉内的温度极高，陶瓷基复合材料零件预制体在脱模后继续沉积时会出现高温变形情况，零件外型变形后，将会导致此零件无法进行产品装配，或直接报废。传统的校型方法是采用石墨外模或内模进行沉积校型，此校型方法存在一定的弊端：第一，带石墨模具侧的陶瓷基复合材料零件表面被石墨模具完全挡住，沉积时零件表面无气流流通，影响沉积质量；第二，石墨模具校型容易出现校型失败的情况，例如对于大凸面零件，无法确定其凸面是否与模具完全贴合；第三，石墨模具作为校型工装时，装夹难度大，且不易拆卸；第四，成本较高。因此，必须通过合适的校型方法对零件外型进行沉积校型，且此校型方法不仅要保证零件外型准确，而且不会影响CVI沉积效果。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的陶瓷基复合材料零件预制体在脱模后继续沉积时会出现高温变形情况，而传统的校型方法难以保证零件外型准确，并且会影响沉积效果的问题，而提供了一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装及方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装，其特殊之处在于：

包括至少一个陶瓷基复合材料的校型板；

所述校型板上设置有校型槽，所述校型槽的形状与待校型零件的截面轮廓相匹配，且其宽度h比待校型零件壁厚宽1-3mm；

所述校型槽的内壁为锯齿状，且其相对两侧内壁的锯齿交错分布；所述校型槽内壁的锯齿端面为平面，所述锯齿端面的宽度大于相邻两个锯齿端面间的距离。

进一步地，所述校型槽内壁的锯齿和齿槽均为矩形。

进一步地，所述校型板的密度≥1.8g/cm³。

进一步地，所述校型板上还设置有多个减重透气孔。

一种陶瓷基复合材料零件沉积校型方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)取至少一个陶瓷基复合材料的校型板，按照待校型零件的截面轮廓，在校型板上加工校型槽，所述校型槽的宽度h比待校型零件壁厚宽1-3mm；所述校型槽的内壁为锯齿状，且其相对两侧内壁的锯齿交错分布；所述校型槽内壁的锯齿端面为平面，所述锯齿端面的宽度大于相邻两个锯齿端面间的距离；

2)将待校型零件装入校型板的校型槽内，并使待校型零件一侧紧贴校型槽一侧的锯齿端面，其另一侧与校型槽另一侧的锯齿端面之间存有间隙，将陶瓷基复合材料平板料或石墨块塞入所述间隙，从而将待校型零件挤紧固定在校型槽内；