[发明专利]一种陶瓷基复材螺纹加工方法

说明书

本发明涉及一种螺纹加工方法，具体涉及一种陶瓷基复材螺纹加工方法。解决了现有陶瓷基复材螺纹加工方法，存在螺纹质量差、螺纹加工质量稳定性差、螺纹寿命低等技术问题。本发明螺纹加工方法，包括以下步骤：1)按照一定质量比称取松香、明矾、碳化硼粉；2)将松香、明矾加入到容器中，加热至两者完全融化后，再加入氮化硼粉，加热至呈粘稠状胶液；3)对陶瓷基复材零件进行抛光、清洗、烘干；4)对待加工螺纹部位进行涂刷胶液；5)胶液固化后进行螺纹加工；6)高温处理螺纹加工完成的陶瓷基复材零件，去除胶液；7)对陶瓷基复材零件表面进行碳化硅涂层沉积，得到完全加工好的陶瓷基复材零件。

技术领域

本发明涉及一种螺纹加工方法，具体涉及一种陶瓷基复材螺纹加工方法，主要应用于高强度、抗氧化、耐高温的纤维增强复合材料螺纹加工领域。

背景技术

陶瓷基复材是一种集金属材料、陶瓷材料和碳材料性能优点于一身的多功能材料，具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀、对裂纹不敏感以及不发生灾难性毁损等优点，在航空、航天、卫星宇航、核能和光伏等领域有着广泛的应用。

由于陶瓷基复材编制成型工艺技术的限制，陶瓷基复材预制体形式多为二维铺层(碳纤维/碳化硅纤维)、2.5D编制、三维针刺(碳纤维)、细编穿刺(碳纤维)等，难以实现大尺寸、精密复杂产品构件整体制备。因此，为缩短产品研制周期，提高产品质量，现较为成熟方法为先制备小尺寸零件，再采用在线集成装配方法，在线集成装配过程通常采用螺接方式进行连接，或螺接后辅以化学气相沉积。

常见陶瓷基复材螺纹加工方法存在螺纹质量差(螺牙存在豁口、崩边)、螺纹加工质量稳定性差、螺纹寿命低等诸多缺点，难以满足陶瓷基复材构件在线连接精度和连接质量要求，因此，采用一定措施和新方法提升陶瓷基复材螺纹加工质量至关重要。

发明内容

本发明的目的是解决现有陶瓷基复材螺纹加工方法，存在螺纹质量差、螺纹加工质量稳定性差、螺纹寿命低等技术问题，而提供一种陶瓷基复材螺纹加工方法。本发明方法加工的螺纹可满足航空航天、卫星宇航等多个领域对陶瓷基复材构件的连接可靠性需求。

本发明的技术解决方案是：

一种陶瓷基复材螺纹加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)按照质量比4.5～5：2～3：1～1.5称取松香、明矾、碳化硼粉；

2)将松香、明矾加入到容器中，加热至松香、明矾完全融化后，再加入氮化硼粉，一边搅拌一边加热，直至呈粘稠状胶液，得到胶液；

3)对需要制备螺纹的陶瓷基复材零件进行抛光、清洗、烘干；

4)对陶瓷基复材零件要加工螺纹部位进行涂刷胶液；

5)待胶液固化后，进行螺纹加工；

6)高温处理螺纹加工完成的陶瓷基复材零件，去除胶液；

7)对陶瓷基复材零件表面进行碳化硅涂层沉积，得到完全加工好的陶瓷基复材零件。

进一步地，步骤3)中，所述清洗具体为：先采用清水冲洗干净陶瓷基复材零件表面冗余物，再采用超声波清洗，超声温度25±5℃，超声波清洗时间30～50min；

步骤3)中，所述烘干具体为：将陶瓷基复材零件放入烘箱，在140～180℃下烘干3～4h，降至室温取出。

进一步地，步骤4)具体为：用干净的小毛刷蘸取胶液，对陶瓷基复材零件待加工螺纹部位进行涂刷，保证胶液充分浸润待加工螺纹孔孔壁。

进一步地，步骤5)中加工工艺为：在孔位处加工螺纹时，机床主轴转速为50～100r/min；在零件外形加工螺纹时，机床主轴转速为200～300r/min。