[实用新型]用于渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型模具

说明书

本实用新型属于材料学技术领域，具体涉及一种用于渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型模具。该模具包括金属模具、非金属模具和上模具，所述非金属模具与支撑架安装于金属模具中，所述非金属模具与金属模具、上模具之间构成与待成型碳化硅陶瓷坯体形状匹配的成型腔；成型腔的内部设置有树脂扩散通道，成型模具外部设置有树脂料进料连接口。本实用新型用于渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷，不受碳化硅粉体颗粒大小的限制，能够满足许多碳化硅制品的使用品质要求。

技术领域

本实用新型属于材料学技术领域，具体涉及一种用于渗入法制作反应烧结碳化硅陶瓷的成型模具。

背景技术

碳化硅陶瓷材料具有高温强度大、高温抗氧化性强、耐磨损性能好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高和耐化学腐蚀等优异性能，在机械化工、环境保护、空间技术、信息电子、能源等领域有着日益广泛的应用。

目前，碳化硅陶瓷坯体成型工艺及烧结工艺技术较多，其中大部分工艺技术制作的碳化硅陶瓷虽然性能优异，但是由于制品的制作工艺复杂、对材料的要求苛刻、烧结的工艺困难等不同的原因，造成了制品的成本过高，因此，这些性能优异的碳化硅陶瓷只被用于一些特定的工作环境。

反应烧结制作碳化硅陶瓷制品的工艺简单、对材料的要求低、烧结的温度相对低，从而制作的制品造价低，因此反应烧结制作的碳化硅陶瓷制品被大量用于满足日常工业生产的需求。但是反应烧结制作碳化硅陶瓷制品的成型工艺主要建立在传统陶瓷成型方法的基础上，具体包括挤出成型、注浆成型、浇注成型等。

挤出成型是指将碳化硅陶瓷混合料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受挤压，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。具体过程为：混合料自料斗进入料筒，在螺杆旋转作用下，通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段，在此松散混合料向前输送的同时被压实；在压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实；在均化段使混合料均匀，定压挤出混合料，到机头后成型，经定型得到制品。挤出成型的优点在于：成型制品的产量比较高；成型制品的长度可按需要无限延长；生产操作简单，产品质量容易保证，制造成本较低等。但是挤出成型通常只能用于制作形状结构均一的等截面线材、管材或片材，而不能用于异性碳化硅陶瓷制品的生产。

注浆成型是基于塑料注塑成型技术的思路发展而成。其工艺过程是先将碳化硅粉体与合适的有机载体在一定温度下混练，以提供碳化硅陶瓷注浆成型所必须的流动性和生坯强度。混练后的混合物料在一定温度和压力下高速注入模具内，达到完好的冲模和脱模。然后通过加热和其它物理化学方法将成型体内的有机物排除。注浆成型的最大优点是在产品形状设计和制造方面具有很大的自由度和经济优势。因此，采用注浆成型技术，可以开发低成本、高精度、形状复杂的碳化硅陶瓷异形件，自动化程度高，适于大规模生产。然而，碳化硅浆体在模具中的注入与固化是在同一过程中进行的，前者要求碳化硅浆体具有一定流动性，后者要求碳化硅浆体凝固。二者同时进行容易使碳化硅坯体产生缺陷，此外有机物的排除过程也容易造成进一步缺陷。特别是要指出的是：由于注浆时要求碳化硅浆体有较好的流动性，因此在碳化硅浆体里的碳化硅粉体颗粒两两之间要有足够的液体用来满足碳化硅粉体颗粒两两之间的相互移动，从而降低了碳化硅粉体在坯体中的堆积密度比例，由此制得的碳化硅陶瓷制品的品质大幅下降。采用此工艺制作的碳化硅陶瓷制品密度都在3.05以下，抗弯强度小于420MPa。