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基于熔融沉积快速成型技术的碳化硅陶瓷零件制造工艺方法<%=id%> |
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.. 西安通大专利代理有限责任公司. 代.. 理.. 人:. 李郑建 . . 摘要 . .本发明提出了一种基于熔融沉积快速成型(FDM)技术的碳化硅陶瓷复合材料零件制造工艺方法,其基础原理是熔融沉积快速成型工艺和反应烧结碳化硅技术的结合。主要的工艺方法是以酚醛树脂为制件成型原料,通过快速成型工艺制成原型,为碳化硅陶瓷的外形和内部组织提供有机模板,通过热解工艺转化为无机模板——三维碳支架。然后进行高温渗硅,硅在碳支架上进行原位反应形成碳化硅陶瓷及其复合材料构件。该方法改变了传统的陶瓷构件制备工艺过程,克服了传统工艺难以制造形状复杂、尺寸精密的陶瓷制件的不足,实现了碳化硅陶瓷的无模精密制造。 . 主权项 . .1.一种基于熔融沉积快速成型技术的碳化硅陶瓷零件制造工艺方法,以酚醛树脂和无机硅为原料,采用熔融沉积快速原型工艺与反应型碳化硅制备工艺相结合,其特征在于,具体包括下列步骤: 1)根据实际要求,构造制件的三维数据模型,并将数据模型转化为STL 格式文件; 2)用快速成型机自身的分层软件做分层处理,并将处理数据导入制造程序中; 3)材料选用醇溶性的酚醛树脂、淀粉和苯璜酰氯,其重量比为100∶ 20∶8,充分搅拌使它们混合均匀; 4)将配制的材料加入快速成型机喷头中,然后向喷头中通入0.5Mpa 的压缩空气,调整工作台的运动速度为20~30mm/s;在工作台上设置加热板,并将加热板表面温度控制在80℃;喷头在制造程序的控制下,根据步骤2)的分层数据走出每层的运动轨迹,同时酚醛树脂混合液在压缩空气的作用下从喷嘴中喷出,形成每层的实体,逐层堆积,并加入支撑材料,形成酚醛树脂的快速原型; 5)将快速原型放入烘干箱中进行后期固化,烘干起始温度为60℃,每 10小时将温度升高20℃,直至温度升到200℃时停止,取出进行碳化; 6)将得到的酚醛树脂原型放入坩锅,并置入真空高温炉中碳化,升温速度:每小时100℃,碳化温度:800℃~1000℃,保温时间为:1~2h,然后随炉冷却至室温取出,得到制件的三维碳支架; 7)制件的三维碳支架放入石墨坩锅并用Si粉包埋,然后将坩锅放进真空高温炉中并盖上坩锅盖子,然后加热,升温速度:每小时600℃,反应温度:1450℃~1550℃,保温时间为:0.5~1h,再升至1600℃,抽真空排 Si20~30min,随炉冷却至室温取出,即可获得碳化硅及其复合材料的制件。.
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