[发明专利]一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法

说明书

本发明属于碳/碳复合材料防氧化制备技术领域，涉及一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法。本发明采用连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。本发明处理周期短，生产效率高、节能安全。

技术领域

本发明属于碳/碳复合材料防氧化制备技术领域，涉及一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法。

背景技术

目前碳/碳复合材料防氧化涂层的热处理技术，主要有真空烧结处理法和保护气氛烧结处理法。

真空烧结处理法是对完成防氧化涂料涂刷后的碳/碳复合材料，放入真空炉中，抽真空然后升温至一定温度进行高温烧结。在工件表面形成一定厚度稳定的隔离层。该方法是在真空状态下对涂料进行烧结处理。烧结均匀质量好，工件污染小，但由于要采用真空热处理设备，所以设备成本高，且设备为间歇式工作模式，处理过程需经过抽真空、保真空、升温、热处理、降温等过程，所以处理周期长生产效率低。又由于过程中设备需进行升温降温所以能源浪费大。

另一种涂层烧结方法为保护气氛烧结处理法。该方法是将完成防氧化涂料涂刷后的碳/碳复合材料放入普通井式炉中，经过保护气例如氮气洗炉、检测、升温、烧结、降温等工序进行工件涂层的烧结。该方法具有设备成本低，生产效率较高的优点。但由于设备间歇式工作模式，处理过程需经过，洗炉、检测、升温、烧结、降温等工序，所以生产周期仍较长，处理效率低，且频繁对炉体进行升温降温操作，能源浪费较大。

发明内容

本发明的目的是：针对现碳/碳复合材料防氧化涂层处理方法存在的处理周期长、生产效率低、能源浪费大等问题，提供一种处理周期短、生产效率高、节能的连续式涂层处理设备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理方法，采用一种连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。

一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备，由以下部分构成：

辊道1、进料过渡舱2、进料推进机构3、热处理区4、强冷段5、出料过渡舱6六部分组成，

其中辊道1用于承载料舟在其上移动，使其由出料端返回进料端；辊道1一端与进料过渡舱2的入口相连，另一端与出料过渡舱6的出口相连。

进料过渡舱2包括进料门2Ⅰ和进料过渡舱门2Ⅱ两道门，分别用于隔离外界和炉膛内部，以形成独立的舱室。过渡舱中通入保护气体，进行洗炉操作，赶出其中的空气后打开进料过渡舱门，将工件送入炉膛内部的进料端；

进料推进机构3设置于热处理区4前端。进料推进机构3负责将送入进料端的工件以一定速度向前推进，使工件在不同温区停留一定时间，实现对工件涂层的热处理。

热处理区4一端与进料过渡舱2相连接，另一端与强冷段5相连接。热处理区4由三个以上的独立控制的加热段组成，其一温区4Ⅰ一般设定温度略低，用于对工件进行预加热，一温区4Ⅰ后的二至倒数第二温区一般设定为热处理工艺温度，进行高温处理，最后一温区一般设定温度略低于热处理工艺温度，以减少热量进入强冷区导致的能源浪费。

强冷段5前与热处理区4的末端相连，后与出料过渡舱6相连。强冷段5通过炉套外部的冷却液对该段炉套冷却从而实现对内部的工件进行冷却。通过该段的强制冷却以加快工件的降温速率，提高生产效率。