[发明专利]一种碳/碳硬质复合毡保温桶的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳/碳内胆和硬质复合毡复合高温炉保温桶的制作工艺。

背景技术

目前的高温炉保温桶均由单一的硬质毡制造，内外表面贴石墨纸。由于单纯的硬质毡强度不高，保温桶内壁的石墨纸在使用一定时间后就会存在掉落的问题而影响保温桶的使用寿命。

发明目的：本发明的目的是提供一种碳/碳硬质复合毡保温桶制作工艺，所述保温桶适应于高温炉，其装配简单、使用寿命长，由碳/碳内胆和硬质复合毡复合而成。

发明内容：为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种碳/碳内胆和硬质复合毡复合高温炉保温桶的制作工艺，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一，采用全碳纤维（碳/碳）预制体，该预制体体积密度为0.4~0.6g/cm³；

步骤二，采用呋喃树脂浸渍炭化致密预制体，反复致密3~5次；

步骤三，当预制体密度≥1.4 g/cm³时，致密工艺结束，在高温炉中将所述预制体进行纯化处理；

步骤四，将预制体修整后即制得复合保温桶的碳/碳内胆；

在制作好的碳/碳内胆外表面卷上多层石墨毡，最外层贴碳布，采用酚醛树脂粘合固化碳化后形成硬质毡，形成复合体；硬质复合毡由石墨毡和树脂胶粘合而成；

步骤五，将复合体在高温炉中进行纯化处理；

步骤六，将复合体修整后即得到碳/碳硬质复合毡保温桶。

所述步骤一中的预制体的纤维编织方式为三维径向针刺法。

所述步骤二中的浸渍压力为1~4MPa，炭化温度为800~1000℃。

所述步骤三中的高温纯化处理温度为1800~2500℃。

所述步骤四中修整后的碳/碳内胆成品的直径为1180mm，高度为2040mm，厚度为12mm。

所述步骤五中固化温度为120~150℃，碳化温度为800~1000℃。

所述步骤六中高温纯化处理温度为1800~2500℃。

所述步骤七中修整后的碳/碳内胆复合硬质毡高温炉保温桶成品的直径为1330mm，高度为2040mm，厚度为87mm。

本发明的有益效果，与现有技术相比具有以下优点：

（1）采用三维径向针刺法编织的碳纤维预制体，可显著增强整体保温筒的强度和抗热震性能；

（2）采用呋喃树脂浸渍炭化的致密工艺，成品密度恰当，导热系数低，保温性能好，可有效降低高温炉的生产能耗；

（3）采用该工艺制得的碳/碳内胆复合硬质毡高温炉保温桶，结构简单，装配方便；

（4）采用该工艺制得的碳/碳内胆复合硬质毡高温炉保温桶，摒弃了传统的单一硬质毡在内表面贴石墨纸的方法，有效的解决了石墨纸掉落而影响保温桶的使用寿命，令使用寿命提高了2~3倍，减少了部件的更换频率及维修成本，生产效率得到提高。

附图说明

图1是碳/碳硬质复合毡保温桶示意图。

具体实施方式

实施方式1：图1中，“1”表示碳/碳内胆，“2”表示多层石墨毡，“3”表示碳布。

步骤一，采用全碳纤维三维径向针刺法编织的碳/碳内胆预制体，该预制体体积密度为0.4g/cm³；

步骤二，采用呋喃树脂浸渍炭化致密预制体，浸渍压力为2MPa，炭化温度为850℃；

步骤三，重复步骤二，直至碳/碳内胆预制体密度=1.4g/cm³时，致密工艺结束。然后将预制体装入高温炉中进行纯化处理，处理温度为1850℃；

步骤四，对步骤三中经过高温纯化处理后的整体保温筒进行修整，即可制得碳/碳内胆，其直径为1180mm，高度为2040mm，厚度为12mm；

步骤五，在制作好的碳/碳内胆外表面卷上数层石墨毡，最外层贴上碳布，采用酚醛树脂粘合150℃固化，850℃碳化后形成硬质毡；

步骤六，将步骤五中形成的复合体在高温炉中进行纯化处理，处理温度为1850℃；

步骤七，对步骤六中经过高温纯化处理后的复合体进行修整，即可制得碳/碳内胆复合硬质毡高温炉保温桶，其直径为1330mm，高度为2040mm，厚度为87mm。

实施方式2：

步骤一，采用全碳纤维三维径向针刺法编织的碳/碳内胆预制体，该预制体体积密度为0.5g/cm³；

步骤二，采用呋喃树脂浸渍炭化致密预制体，浸渍压力为2MPa，炭化温度为850℃；