申请/专利权人：西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司

申请日：2021-11-05

公开（公告）日：2023-09-01

公开（公告）号：CN113945091B

主分类号：F27B14/04

分类号：F27B14/04;F27B14/16;F27B14/08;C04B35/80;C04B35/65;C04B35/622;C04B35/573

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.09.01#授权;2022.02.08#实质审查的生效;2022.01.18#公开

摘要：本发明涉及一种2D、3DN陶瓷基复合材料组件内外埋粉熔融渗硅工装及方法，目的是解决对2D、3DN陶瓷基复合材料组件中大尺寸圆截面3DN喷管预制体RMI工艺制备过程中存在2D零件易受硅熔体侵蚀导致性能劣化、2D零件与3DN喷管预制体接触面部位的3DN喷管预制体高温改性、组件整体致密化的工艺难度大，以及改性过程3DN喷管预制体易变形的技术问题。该工装包括坩埚、2D零件石墨防护工装、石墨柱、石墨托片、石墨内托和复材变形控制工装，以及N‑1个第一环形石墨纸叠层；N≥3。该方法利用该工装进行，采用2D零件b预先工装防护、内外埋粉填料等工艺方法，配合专用工装实现大尺寸圆截面陶瓷基复合材料组件近净尺寸RMI过程，减少了后续加工装配难度。

主权项：1.一种2D、3DN陶瓷基复合材料组件内外埋粉熔融渗硅工装，其特征在于：包括坩埚、2D零件石墨防护工装13、石墨柱14、石墨托片15、石墨内托12和复材变形控制工装5，以及第二环形石墨纸叠层、第三环形石墨纸叠层和N-1个第一环形石墨纸叠层；所述N≥3；所述坩埚采用组合式石墨坩埚，由N个石墨坩埚层组成，各石墨坩埚层自下而上同轴依次叠放，由底部至顶部分别定义为第1,2,…,N坩埚层，其坩埚空腔形状与2D、3DN陶瓷基复合材料组件的形状相匹配，且坩埚空腔各个高度截圆内径均大于2D、3DN陶瓷基复合材料组件相应高度截圆外径；所述2D零件石墨防护工装13设置于坩埚空腔的底部，包括石墨环壁，设置于石墨环壁内侧底部的石墨环板，以及石墨环壁和石墨环板底部对应设置且沿圆周均布的多个支腿组；所述石墨环板的内径大于石墨柱14外径、小于2D、3DN陶瓷基复合材料组件中2D零件b的外径；所述石墨环壁的高度高于2D零件b的高度；相邻支腿组之间的区域作为浆料过孔；所述2D零件b包括补强用角盒b1和端面法兰b2；所述石墨柱14同轴设置于坩埚空腔内，其底端经所述石墨环板与坩埚内底面接触，直径小于2D、3DN陶瓷基复合材料组件中3DN喷管预制体a小端内径，其顶端设有十字槽；所述石墨托片15设置于石墨柱14的下部侧面；所述石墨内托12为开有底部圆孔的变径圆环体，其外径小于3DN喷管预制体a内径，石墨内托12通过其底部圆孔套设于石墨柱14上，底部圆孔的直径等于石墨柱14外径，石墨内托12底部由石墨托片15支撑；所述复材变形控制工装5为十字交叉板，其材料与2D、3DN陶瓷基复合材料组件的材料相同，其密度大于2D、3DN陶瓷基复合材料组件的材料密度，十字交叉板的中部嵌入所述十字槽内，其每个端部下表面均设有平槽；所述第一环形石墨纸叠层为将多层石墨纸叠置，并通过透明胶带粘为一体的环形石墨纸叠层；N-1个第一环形石墨纸叠层分别铺设于坩埚内腔与3DN喷管预制体a外壁之间，用做填充料的分层挡板；每个第一环形石墨纸叠层的外径等于坩埚空腔相应高度截圆内径，其内径等于3DN喷管预制体a相应高度截圆外径；所述第二环形石墨纸叠层外径等于坩埚空腔相应高度截圆内径，内径等于石墨托片外径；所述第三环形石墨纸叠层用于垫入平槽内将3DN喷管预制体a顶端定位。

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