[發(fā)明專利]一種碳碳坩堝坯體近凈成形設(shè)備及成形方法

有效

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112549361B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉俊鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南碳谷新材料有限公司
• 主分類號: B29B15/08
• 分類號: B29B15/08;B29C70/54
• 代理公司: 長沙智德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43207
• 代理人: 張敏

本發(fā)明公開了一種碳碳坩堝坯體近凈成形設(shè)備，包括：成形模具，定位旋轉(zhuǎn)裝置；成形模具包括：上凸模、下凹模、模架，上凸模從下凹模上端開口處插入內(nèi)部時，其外圍與下凹模內(nèi)壁之間配合形成回轉(zhuǎn)型腔；模架包括相對位于下凹模上端開口上方且沿回轉(zhuǎn)型腔徑向移動設(shè)置的第一、二模架，其上設(shè)有與回轉(zhuǎn)型腔外圍相配合的模架弧面；定位旋轉(zhuǎn)裝置包括：移動平臺、安裝座、轉(zhuǎn)軸、工作臺、以及旋轉(zhuǎn)頭，安裝座通過彈性頂升組件架設(shè)于移動平臺上，其上設(shè)置轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端安裝下凹模，下端與旋轉(zhuǎn)頭通過離合機構(gòu)傳動連接；安裝座下端與工作臺上端之間還設(shè)有定位結(jié)構(gòu)、吸合緊固部件。本發(fā)明還公開了近凈成形方法，旨在改善碳碳坩堝坯體的密度，提高其使用性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碳碳坩堝坯體近凈成形設(shè)備及成形方法。

背景技術(shù)

碳碳復(fù)合材料（c-c composite or carbon-carbon composite material）是指以炭纖維或其織物為增強相，以化學(xué)氣相滲透的熱解炭或液相浸漬－炭化的樹脂炭、瀝青炭為基體組成的一種純炭多相結(jié)構(gòu)。具有低密度、高強度、高比模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、摩擦性能好，以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點。由碳碳復(fù)合材料制成的坩堝在熔煉金屬、稀貴金屬、非金屬方面有很大的應(yīng)用。

然而，碳碳坩堝通常是由碳纖維編織坯體經(jīng)過切削、浸漬、碳化、打磨等步驟制成，然而在切削步驟中，單邊需要切削掉3~5mm，雖然可以得到光潔的表面，但是坯體內(nèi)部及表面碳纖維間不夠緊密，導(dǎo)致質(zhì)地疏松，影響產(chǎn)品最終的強硬度；另一方面，甘切削勢必造成材料的浪費，本身碳纖維編織體的制造成本就較高，因此，有必要對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備、方法進行更進一步地改進。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種碳碳坩堝坯體近凈成形設(shè)備及成形方法，以改善碳碳坩堝坯體的密度，提高其制品使用性能；節(jié)約材料，使模具在進行成形加工時，具有較好的定位準確度，保證產(chǎn)品的尺寸。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種碳碳坩堝坯體近凈成形設(shè)備，包括：成形模具，以及定位旋轉(zhuǎn)裝置；

所述成形模具包括：上凸模、下凹模、模架，所述上凸模從下凹模上端開口處插入內(nèi)部時，其外圍與下凹模內(nèi)壁之間配合形成回轉(zhuǎn)型腔；所述模架包括相對位于下凹模上端開口上方且沿回轉(zhuǎn)型腔徑向移動設(shè)置的第一模架、第二模架，所述第一模架、第二模架上靠近回轉(zhuǎn)型腔軸心的一側(cè)設(shè)有與回轉(zhuǎn)型腔外圍相配合的模架弧面；

所述定位旋轉(zhuǎn)裝置包括：移動平臺、安裝座、轉(zhuǎn)軸、工作臺、以及旋轉(zhuǎn)頭，所述安裝座通過彈性頂升組件架設(shè)于移動平臺上，其上繞豎直軸轉(zhuǎn)動設(shè)置所述的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端同軸安裝所述的下凹模，下端與設(shè)置于工作臺上的旋轉(zhuǎn)頭通過離合機構(gòu)傳動連接；所述安裝座下端與工作臺上端之間還設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，以及吸合緊固部件。

進一步地，還包括機架，所述機架上方通過升降組件設(shè)置有安裝架，所述上凸模繞豎直軸轉(zhuǎn)動安裝于安裝架上。

進一步地，所述模架弧面上設(shè)有繞水平軸轉(zhuǎn)動的滾輪。

進一步地，所述下凹模上端開口處相對設(shè)置第一卸料架、第二卸料架，第一卸料架、第二卸料架沿回轉(zhuǎn)型腔徑向移動設(shè)置，其上設(shè)有用以對坯體上端進行限位的限位齒。

進一步地，還包括用于驅(qū)動第一模架、第二模架、第一卸料架、第二卸料架移動的徑向移動機構(gòu)，其包括：沿回轉(zhuǎn)型腔徑向移動設(shè)置的門形導(dǎo)向架、以及伸縮桿。

進一步地，所述下凹模包括：回轉(zhuǎn)體形的模座、以及至少兩塊弧形模板，多塊所述的弧形模板拼裝圍合成環(huán)形后其下端可拆卸安裝于模座上。

進一步地，所述離合機構(gòu)包括：設(shè)置于轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)頭兩者之一端部上的定位孔，以及設(shè)置于兩者另一端部上的定位銷，當定位銷插入定位孔中時，旋轉(zhuǎn)頭帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。