[发明专利]大型薄壁陶瓷基复合材料件加工沉积工装及加工方法、使用方法

说明书

本发明提供了一种大型薄壁陶瓷基复合材料件加工沉积工装及加工方法和使用方法，解决了大型薄壁陶瓷基复合材料件在加工沉积过程中限位不牢靠、控制精度差等问题。本发明中加工沉积工装包括两个形状、结构相同的石墨模具，石墨模具上设有多个缝制孔；所述缝制孔分为柱形孔和两段孔，缝制孔中的5％～8％为两段孔，靠近石墨模具型面体外表面一端为锥形孔，远离石墨模具型面体外表面一端为柱形孔；每个锥形孔内可对应放置一个石墨支撑稍，所述石墨支撑稍的尾部为锥形体，位于锥形孔内，形状与锥形孔的形状相适配，石墨支撑稍头部伸出锥形孔的外部，形状为球面体；所述锥形体的锥面线与球面体的球面相切。同时本发明还提供了上述工装的加工方法和使用方法。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷基复合材料件加工沉积工装及加工方法和使用方法，具体涉及一种大型薄壁陶瓷基复合材料件加工沉积工装及加工方法和使用方法。

背景技术

在现有技术中，由于陶瓷基复合材料成型工艺技术的限制，材料制备过程易出现变形，尤其针对大尺寸薄壁结构件在化学气象浸渗(CVI)时，由于沉积炉内的温度极高，脱模后继续沉积时会出现高温变形情况，变形发生后，将会导致陶瓷基复合材料件无法进行产品装配，或直接报废。

在公开号为CN112475648A的中国发明专利中，公开了一种陶瓷基复合材料结构件铆焊防变形工装及方法。其技术方案采用石墨工装、石墨螺栓及孔位配合等技术手段防止变形。其缺点是：在多炉次沉积时，重复定位精度差、工装设计笨重、工装使用操作过程繁琐、沉积过程控制精度差、生产制备周期长。

在公开号为CN112661521A的中国发明专利中，公开了一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装及方法，在公开号为CN112645716A的中国发明专利中，公开了一种陶瓷基复合材料零件沉积校型工装及方法。上述两项专利公开的技术方案均为带有豁口槽的沉积工装，通过豁口槽对平板复合材料件型面进行限位控制，依然存在限位不牢靠、控制精度差、周转过程平板复合材料件易脱落、工装结构刚性差等诸多不足，无法满足薄壁件制备精度要求。因此，进一步提升陶瓷基复合材料件尤其是大尺寸薄壁复合材料件制备精度具有重要意义。

发明内容

本发明目的是解决现有技术存在重复定位精度差、工装设计笨重，工装使用操作过程繁琐、沉积过程控制精度差、生产制备周期长，或者是限位不牢靠、控制精度差、周转过程平板工装易脱落、工装结构刚性差等缺点，而提供一种大型薄壁陶瓷基复合材料件沉积工装及加工方法和使用方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种大型薄壁陶瓷基复合材料件加工沉积工装，其特殊之处在于：

包括至少一组石墨模具和多个石墨支撑销；

所述一组石墨模具包括两个形状、结构相同的第一石墨模具和第二石墨模具，每个石墨模具包括支撑体和型面体，型面体的外表面为加工型面，支撑体的上部与型面体的内表面相连接，支撑体的下部底面为平面；

所述加工型面的形状与待加工大型薄壁陶瓷基复合材料件的型面形状相匹配；

所述加工型面上均匀设置有多个贯通型面体的缝制孔，缝制孔包括柱形孔和两段孔，其中柱形孔用于在化学气象浸渗时浸渗气体的均匀通过；

所述缝制孔中的5％-8％为两段孔，两段孔靠近加工型面的一端为锥形孔，远离加工型面表面的一端为柱形孔；所述锥形孔的小端直径与柱形孔的直径一致并连接；所述两段孔均布在加工型面的表面；

所述锥形孔的锥角角度为60°-120°,所述锥形孔的深度为石墨模具型面体壁厚的0.33-0.34；

所述石墨支撑稍包括石墨支撑稍尾部和石墨支撑稍头部，石墨支撑稍尾部形状为锥形体，与锥形孔的形状相适配，石墨支撑稍头部形状为球面体，所述锥形体的锥面线与球面体的球面相切；