[发明专利]可修复的石墨模具坯料、成型模具、修补剂及修补方法

说明书

本发明提供一种可修复的石墨模具坯料、成型模具、修补剂及修补方法。其中可修复的石墨模具坯料使用干沥青1‑10%、石墨60‑90%、模具废料1‑10%、单质硅1‑5%、酚醛树脂1‑10%的混合物为原料，通过控制热等静压工艺的烧结温度为1600‑2400℃，烧结时间为0.5‑2小时，制得石墨模具坯料，能够用于制备复杂形状的成型模具，并且模具具有质轻、可重复利用、易于修复的优点。

技术领域

本发明涉及复合材料模具技术领域，具体涉及一种可修复的石墨模具坯料、成型模具、修补剂及修补方法。

背景技术

模具成型是碳纤维树脂复合材料成型的主要手段。在热压罐成型工艺中，将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内，在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面，然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖，并密封于真空袋内，再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空，除去空气和挥发物，然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化流程的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩，具体包括架、机翼、尾翼等产品。

拥有合适的模具是复合材料成型的重要一步。设计模具时，必须综合考虑以下要求：①满足产品设计的精度要求，模具尺寸精确、表面光滑；②要有足够的强度和刚度；③脱模方便；④有足够的热稳定性；⑤重量轻、材料来源充分及造价低。在选择制作模具的材料时，应当考虑以下的因素：①模具材料要有足够的强度和刚度，保证模具在使用过程中不易变形和损坏；②耐热性好，制品固化和加热固化时，模具不易变形；③容易制造，容易脱模；④尽量减轻模具重量，方便生产；⑤价格便宜，材料容易获得。

适用于作热压罐成型模具的材料有：电木、玻璃、石膏、金属、玻璃钢、碳纤维等。但是使用以上材料制作模具，存在一定局限性，比如电木表面要求不容易达到，石膏容易破坏、不能重复使用，金属比重太大，玻璃钢热膨胀太大，碳纤维成本太高，玻璃不容易制备复杂形状等缺陷，并且上述材料制成的模具在损坏时修复难度大，修复后的模具精度降低。因此，亟需一种能够适用于热压罐成型工艺的模具。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种可修复的石墨模具坯料、成型模具、修补剂及修补方法，其中可修复的石墨模具坯料，能够制备复杂形状，适应热压罐成型工艺，使用该坯料制作的成型模具，具有质轻、可重复利用、易于修复的优点。

本说明书实施例提供以下技术方案：

一种可修复的石墨模具坯料，制备所述石墨模具坯料的原料包括：

以质量百分比计，干沥青1-10%，石墨60-90%，模具废料1-10%，单质硅1-5%，酚醛树脂1-10%；

其制备方法包括如下步骤：

将所述原料混合均匀后进行热等静压成型，得到所述石墨模具坯料，其中，烧结温度为1600-2400℃，烧结时间为0.5-2小时。

上述的石墨模具坯料通过热等静压法直接粉末成型，配方原料容易获取、成本低廉，适应于工业化使用；对于配方原料施以高温、高压，制品得以烧结和致密化，得到高强度、高硬度的高性能新材料坯料，便于后续加工成为成型模具，所制模具具有质轻、可重复利用、易于修复的优点。

本说明书实施例还提供一种方案，所述烧结温度为2000-2100℃，烧结时间为0.8-1.2小时。

本说明书实施例还提供一种如前述任一的石墨模具坯料得到的可修复的成型模具，对所述石墨模具坯料进行机械加工得到模具组件，所述模具组件为至少1个，用于构造所述成型模具。

本说明书实施例还提供一种方案，所述机械加工包括车削或线切割。

本说明书实施例还提供一种方案，所述可修复的成型模具的精度在0.03-0.15mm之间，优选的，所述精度在0.04-0.06mm之间；