[发明专利]一种高强度炭/炭热压模具的制造方法

摘要

本发明公开了一种高强度炭/炭热压模具的制造方法，采用浸渍后的炭纤维环向缠绕与纵向缠绕交替缠绕于石墨芯模上，得到所需直径的预成型体，将预成型体进行固化处理，然后炭化处理；炭化处理后的预成型体浸渍后进行炭化处理和真空高温处理；真空高温处理后的预成型体进行机械加工，得到高强度炭/炭热压模具。该方法比单纯的环向缠绕结构方式增加了小角度纵向缠绕纤维，该方向纤维对环向作用力和纵向作用力均有贡献，弥补了环向缠绕结构的缺陷，提高了产品的整体性能，本发明高强度炭/炭热压模具与石墨模具相比，厚度减小近三分之二，在炉腔尺寸一定的情况下，使用本发明炭/炭热压模具，大大提高了装炉量，同时提高了生产效率，降低了成本。

主权项

一种高强度炭/炭热压模具的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将炭纤维以0.5m/s的速率通过填满环氧树脂胶液的胶槽中浸渍；所述环氧树脂胶液为环氧树脂与环氧树脂活性稀释剂660的混合树脂胶液，所述环氧树脂胶液中环氧树脂活性稀释剂660的质量百分数为10％～20％，余量为环氧树脂；步骤二、将步骤一中经浸渍后的炭纤维(2)通过环向缠绕与纵向缠绕交替的方式缠绕于石墨芯模(1)上，得到所需直径的预成型体；所述纵向缠绕的方向与石墨芯模(1)轴向的夹角为α；所述预成型体的最内层炭纤维与最外层炭纤维的缠绕方式均为环向缠绕；所述α为10°～30°；步骤三、将步骤二中所述预成型体置于电阻炭化炉中，在温度为60℃～80℃条件下进行固化处理，然后在升温速率为15℃/h～20℃/h的条件下升温至900℃进行炭化处理；步骤四、将步骤三中经炭化处理后的预成型体在酚醛树脂或沥青中浸渍4h～8h，然后在升温速率为15℃/h～20℃/h的条件下升温至900℃进行炭化处理；步骤五、重复步骤四至预成型体的密度≥1.70g/cm3时将预成型体转入真空高温炉中，在真空度小于30Pa的条件下，以40℃/h～60℃/h的升温速率升温至2000℃～2300℃进行真空高温处理；步骤六、对步骤五中经真空高温处理后的预成型体进行机械加工，得到直径为200mm～800mm，高度为150mm～800mm，壁厚15mm～80mm，环向拉伸强度≥180MPa的高强度炭/炭热压模具。