[發(fā)明專利]一種大尺寸碳碳堝托的模壓模具及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110944548.1
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113547684A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 闕天賦;范楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建康碳復(fù)合材料科技有限公司;內(nèi)蒙古康碳復(fù)合材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C43/36
• 分類號(hào): B29C43/36;B29C43/52;C04B35/83;C04B35/52;C04B35/622
• 代理公司: 上海新隆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31366
• 代理人: 金利琴

本發(fā)明公開(kāi)一種大尺寸碳碳堝托的模壓模具及其制備方法，該模壓模具包括上半部工裝和設(shè)有模壓預(yù)制體槽的下半部工裝，該模壓預(yù)制體槽的底部為平面，四周曲翹帶規(guī)律性折線或波浪起伏的盤(pán)狀，上半部工裝對(duì)應(yīng)所述下半部工裝也為中間平整，四周曲翹帶規(guī)律性折線或波浪起伏的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用制作周期短，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的板材預(yù)制體進(jìn)行浸漬模壓，浸漬模壓工裝采用特殊的工裝模具，引導(dǎo)規(guī)律性的褶皺，使得厚度較低的預(yù)制體能夠成型為與產(chǎn)品形狀相似的盤(pán)狀，同時(shí)能夠令預(yù)制體的浪費(fèi)量較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大尺寸碳碳堝托的模壓模具及其制備方法。

背景技術(shù)

在單晶硅的制備過(guò)程中,需要用到碳/碳復(fù)合材料的堝托等產(chǎn)品，碳/碳堝托其作為承載坩堝的受力件，高密度、高強(qiáng)度碳碳材料，抗腐蝕性能強(qiáng),承重1000kg以上；單晶硅制備熱場(chǎng)中的主要損耗材料，使用壽命的長(zhǎng)短，直接影響單爐次的運(yùn)行成本和設(shè)備的安全隱患，由于光伏行業(yè)的飛速發(fā)展，碳/碳坩堝尺寸在逐漸變大，承載的堝托尺寸和承重能力也在變大，堝托作為厚壁件，傳統(tǒng)的預(yù)制體工藝制作周期長(zhǎng)，人工和時(shí)間成本高，碳碳件沉積制備過(guò)程中，需要多次進(jìn)行氣相沉積和粗車外表面，才能達(dá)到密度要求。

專利《一種模壓針刺碳碳堝托的制作方法》(專利號(hào)：CN112358232A)公開(kāi)了一種模壓針刺碳碳堝托的制作方法，涉及堝托技術(shù)領(lǐng)域，該模壓針刺碳碳堝托的制作方法,包括原料:碳纖維氈、碳纖維布、液體酚醛樹(shù)脂；步驟:將碳纖維氈、碳纖維布通過(guò)碳纖維針刺，形成胚體:將液體酚醛樹(shù)脂倒在胚體的表面，使液體酚醛樹(shù)脂完全滲透胚體，然后進(jìn)行預(yù)先烘制；將胚體放入加工好的石墨模具工裝內(nèi)，隨后將整個(gè)模具放入到平板硫化機(jī)內(nèi)，以對(duì)胚體進(jìn)行熱壓成型，成形后的胚體會(huì)形成堝托；將堝托進(jìn)行脫模處理，接著對(duì)堝托分別進(jìn)行化學(xué)氣相沉積增密以及液體酚醛樹(shù)脂浸漬-碳化工藝增密，通過(guò)在針刺后的堝托上加入液體酚醛樹(shù)脂并通過(guò)熱壓的方式制成的堝托，在高溫的情況下使用時(shí),不易出現(xiàn)突起、開(kāi)裂、刺脫?，F(xiàn)有制作方法還有一種就是通過(guò)人工的方法制備形狀復(fù)雜的盤(pán)狀的預(yù)制體進(jìn)行化學(xué)氣相沉積增密。

碳碳堝托件是一個(gè)中心平緩，四周翹起的盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，由于形狀特殊，制作對(duì)應(yīng)異形碳纖維預(yù)制體周期較長(zhǎng)，人工成本高昂。倘若用平板狀的預(yù)制體直接模壓或者硫化，不但浪費(fèi)預(yù)制體，還容易出現(xiàn)不規(guī)則的褶皺或撕裂，導(dǎo)致毛坯件損壞或者余量不夠，達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)，造成不必要的浪費(fèi)；以上提到的專利和現(xiàn)有技術(shù)并沒(méi)有對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行解決。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種大尺寸碳碳堝托的模壓模具及其制備方法。本發(fā)明在不影響堝托的力學(xué)性能的前提下，采用樹(shù)脂浸漬模壓+化學(xué)液相沉積的形式，可縮短堝托預(yù)制體和碳碳件的制備周期，達(dá)到降本增效的目的。

本發(fā)明可通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決：

一種大尺寸碳碳堝托的模壓模具，包括上半部工裝和設(shè)有模壓預(yù)制體槽的下半部工裝，該模壓預(yù)制體槽的底部為平面，四周曲翹帶規(guī)律性折線或波浪起伏的盤(pán)狀，所述上半部工裝對(duì)應(yīng)所述下半部工裝也為中間平整，四周曲翹帶規(guī)律性折線或波浪起伏的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述四周曲翹的帶規(guī)律性折線或波浪起伏與對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)面的角度為5～30°。

優(yōu)選地，所述下半部工裝的中心位置設(shè)有3-8個(gè)到導(dǎo)流孔，直徑范圍為20-50毫米之間。

優(yōu)選地，所述上半部工裝的截面為圓形或方形。

一種根據(jù)以上所述的大尺寸碳碳堝托的模壓模具制備大尺寸碳碳堝托的方法，包括以下步驟：

1)制備板材預(yù)制體；

2)將正方體的預(yù)制體裁剪成圓餅形狀，置入浸漬槽內(nèi)浸泡樹(shù)脂，取出濾干；

3)將浸漬好的預(yù)制體放入所述模壓模具內(nèi)，最終熱壓成型四周帶有規(guī)律褶皺的盤(pán)狀毛坯，放入碳化爐中進(jìn)行碳化處理；

4)最后將熱壓成型的半成品放入碳化爐中碳化，碳化后進(jìn)行浸漬增密或沉積增密；