專利名稱：三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷基復(fù)合材料制備與加工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備工藝。
背景技術(shù)：
航天飛行器飛行環(huán)境十分惡劣，頭錐、機(jī)翼前緣和機(jī)身襟翼表面最高溫度可達(dá)1650°C，這就要求用于熱防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件連接的螺栓螺母具備優(yōu)異的熱物理化學(xué)性能和力學(xué)性能。航天用標(biāo)準(zhǔn)螺栓螺母材料有石墨、碳/碳復(fù)合材料以及碳/碳化硅復(fù)合材料。石墨具有耐高溫、低密度及耐磨性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，碳/碳復(fù)合材料具有耐高溫、低密度、耐磨損及高比強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，但兩者同時(shí)具有高溫抗氧化性能差的缺點(diǎn)。而碳/碳化硅復(fù) 合材料除了具備耐高溫、低密度、高比強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)外，還具有石墨與碳/碳復(fù)合材料不具備的高溫抗氧化性能、抗燒蝕以及對(duì)裂紋不敏感，不發(fā)生災(zāi)難性損毀等優(yōu)異性能，可以很好地適應(yīng)航天技術(shù)對(duì)超高溫件的使用要求。在公開(kāi)號(hào)為CN101265935的發(fā)明創(chuàng)造中公開(kāi)了一種陶瓷基復(fù)合材料螺栓的制備方法。該發(fā)明創(chuàng)造中采用化學(xué)氣相沉積法(以下簡(jiǎn)稱CVI)結(jié)合先驅(qū)體浸滲法(以下簡(jiǎn)稱PIP)工藝制備2D C/SiC復(fù)合材料螺栓的方法，該方法先用碳纖維進(jìn)行0/90°正鋪和±45°斜鋪成碳纖維預(yù)制體，然后在預(yù)制體上沉積熱解碳，再用熱梯度CVI工藝在纖維預(yù)制體上沉積SiC，形成半成品復(fù)合材料，然后用金剛石磨輪攻絲，再用PIP法對(duì)半成品螺栓多次浸滲裂解聚碳硅烷，最后用CVI法在半成品螺栓上沉積SiC防氧化涂層，得到成品復(fù)合材料螺栓。該方法制備的2D C/SiC復(fù)合材料螺栓的室溫拉伸斷裂強(qiáng)度約為210 230MP，室溫剪切強(qiáng)度約為70 80MP。由于該方法采用的二維碳布價(jià)格高(約8000元/千克)，難以工業(yè)化批量生產(chǎn)。同時(shí)，PIP法制備C/SiC復(fù)合材料時(shí)不但制備周期長(zhǎng)，且反復(fù)高溫處理易損傷纖維影響復(fù)合材料的性能，此外聚合物成本較高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，并最終影響PIP工藝的工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有2D C/SiC復(fù)合材料螺栓制備技術(shù)因生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高及螺栓的力學(xué)性能低等缺點(diǎn)導(dǎo)致其難以工業(yè)化批量生產(chǎn)的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備工藝，采用價(jià)格約800元/千克的三維針刺氈作為預(yù)制體，利用在預(yù)制體上沉積熱解碳界面層，采用CVI工藝制備三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的室溫拉伸斷裂強(qiáng)度約為180 200MP，剪切強(qiáng)度約為80 100MP，在原有制備方法上提高了螺栓的剪切強(qiáng)度，降低制備成本，并實(shí)現(xiàn)C/SiC復(fù)合材料螺栓工業(yè)化批量生產(chǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備工藝，其特征在于包括下述步驟步驟1，制作三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體。用12K的1700碳纖維制成胎網(wǎng)。將單層0°無(wú)緯布、單層胎網(wǎng)、單層90°無(wú)緯布和單層胎網(wǎng)依次循環(huán)疊加，直至鋪層到設(shè)計(jì)厚度。采用接力式針刺的方式將胎網(wǎng)中的纖維垂直刺入到無(wú)緯布之間，制成板狀三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體，如圖I所示。所述的碳纖維體積分?jǐn)?shù)為35%,密度為0. 6g/cm3。步驟2，沉積熱解碳界面層。通過(guò)沉積爐在三維針刺碳?xì)稚铣练e熱解碳界面層，其工藝條件為沉積 溫度為800 1000°C，抽真空至壓力為0. 2 0. 4kPa，丙烯流量為25 35ml/min,Ar氣流量250 350ml/min,沉積時(shí)間40 60h ;得到沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)?。步驟3，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)稚铣练e碳化硅基體，工藝條件為沉積溫度800 1000°C，抽真空至壓力2 4kPa，H2氣流量150 250ml/min，Ar氣流量250 350ml/min,三氯甲基硅烷溫度25 35°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為8 12、沉積時(shí)間60 80h，形成密度約為I. 15 I. 20g/cm3的半成品復(fù)合材料板材。步驟4，加工產(chǎn)品毛坯，在半成品板材上分別通過(guò)切割的方式加工出螺栓桿和螺栓帽毛還。步驟5，沉積碳化硅基體。在螺栓桿和螺栓帽毛坯上沉積碳化硅基體，其工藝條件為沉積溫度800 1000°C，壓力2 4kPa，H2氣流量150 250ml/min，Ar氣流量250 350ml/min，三氯甲基硅烷溫度25 35°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為8 12、沉積時(shí)間70 100h，使螺栓桿和螺栓帽密度約為I. 55 I. 65g/cm3。步驟6，制作半成品。利用金剛石砂輪對(duì)螺栓桿和螺栓帽攻絲，隨后將兩者裝配在一起，形成半成品螺栓。工藝參數(shù)為機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為70n/min，切削深度為0.03
0.05mm,進(jìn)給速度為 0. 10 0. 15mm/min。步驟7，沉積碳化硅防氧化涂層。利用CVI法對(duì)得到的半成品螺栓沉積碳化硅防氧化涂層，沉積溫度為800 1000°C，氣體為三氯甲基硅烷，沉積時(shí)間為70 100h，得到三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓成品。本發(fā)明的有益效果是采用成本更低的三維針刺纖維預(yù)制體制備復(fù)合材料螺栓，先在預(yù)制體上沉積熱解碳，然后利用CVI沉積碳化硅基體，在未完全沉積致密的半成品復(fù)合材料預(yù)制體上切割螺栓桿和螺栓帽，隨后對(duì)螺栓桿和螺栓帽CVI沉積碳化硅基體，使所沉積的螺栓桿和螺栓帽的密度達(dá)到I. 55 I. 65g/cm3時(shí)將兩者裝配，形成半成品螺栓，最后對(duì)半成品螺栓CVI沉積碳化硅防氧化涂層。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明進(jìn)爐次數(shù)減少了約6 10次，致密化周期更短，降低了生產(chǎn)成本，通過(guò)CK 6180-3000數(shù)控車床試驗(yàn)表明，本發(fā)明對(duì)金剛石砂輪磨損較小，加工30件螺栓螺紋的工時(shí)定額減少約10個(gè)小時(shí)，并提高了加工精度，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化批量生產(chǎn)。并且得到的螺栓的剪切強(qiáng)度提高到了 80 100MP。


圖I是三維針刺碳?xì)值慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明制備的陶瓷基復(fù)合材料螺栓的照片。圖3是圖2中螺栓螺紋牙的顯微照片。圖4是螺紋牙斷口掃描電鏡照片。圖5是螺栓剪切性能測(cè)試中的載荷位移曲線圖。
圖6是三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :本實(shí)施例是一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法，其具體過(guò)程是步驟1，制作三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體。用12K的1700碳纖維制成胎網(wǎng)。將單層0°無(wú)緯布、單層胎網(wǎng)、單層90°無(wú)緯布和單層胎網(wǎng)依次循環(huán)疊加，直至鋪層到設(shè)計(jì)厚度。采用接力式針刺的方式將胎網(wǎng)中的纖維垂直刺入到無(wú)緯布之間，制成板狀三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體，如圖I所示。所述的碳纖維體積分?jǐn)?shù)為35%,密度為0. 6g/cm3。0°無(wú)緯布和90°無(wú)緯布是指將無(wú)緯布0° /90°正交疊放。 步驟2，沉積熱解碳界面層。通過(guò)沉積爐在三維針刺碳?xì)稚铣练e熱解碳界面層，沉積溫度為800°C，沉積爐抽真空至0. 2kPa，以流量為30ml/min的丙烯氣作為沉積氣體，250ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，沉積時(shí)間為60h。得到沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)?。步驟3，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)稚铣练e碳化硅基體，沉積溫度為800°C，沉積爐抽真空至2kPa，以流量為250ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為150ml/min的H2氣作為載氣，通過(guò)H2氣將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與沉積有熱解碳界面層的三維針刺碳?xì)职l(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述三維針刺碳?xì)稚?，形成密度約為I. 15 I. 20g/cm3半成品復(fù)合材料板材。所述三氯甲基硅烷的溫度為30°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為10，沉積時(shí)間為70h。步驟4，加工產(chǎn)品毛坯。在半成品復(fù)合材料板材上分別通過(guò)切割的方式加工出螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯。步驟5，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯上沉積碳化硅基體，沉積溫度為800°C，沉積爐抽真空至4kPa，以流量為250ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為150ml/min的H2氣作為載氣，通過(guò)H2氣將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與螺栓桿和螺栓帽毛坯發(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述螺栓桿和螺栓帽毛坯上，得到密度為I. 55 I. 65g/cm3的螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯。所述三氯甲基硅烷的溫度為30°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為12，沉積時(shí)間為70h。步驟6，制作半成品。利用金剛石砂輪對(duì)螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯攻絲，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為70n/min,切削深度為0. 03mm,進(jìn)給速度為0. 15mm/min。隨后將兩者裝配在一起,形成半成品螺栓；步驟7，沉積碳化硅防氧化涂層。利用CVI法對(duì)得到的半成品螺栓沉積碳化硅防氧化涂層。沉積溫度為800°C，氣體為三氯甲基硅烷，沉積時(shí)間為70h，得到三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓成品。本實(shí)例所制備的三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓，經(jīng)室溫拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度測(cè)試，螺栓的螺紋牙不發(fā)生脫齒現(xiàn)象，而是螺桿發(fā)生斷裂破壞，螺栓的拉伸強(qiáng)度為185MP，剪切強(qiáng)度為100MP。實(shí)施例2:本實(shí)施例是一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法，其具體過(guò)程是
步驟1，制作三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體。用12K的1700碳纖維制成胎網(wǎng)。將單層0°無(wú)緯布、單層胎網(wǎng)、單層90°無(wú)緯布和單層胎網(wǎng)依次循環(huán)疊加，直至鋪層到設(shè)計(jì)厚度。采用接力式針刺的方式將胎網(wǎng)中的纖維垂直刺入到無(wú)緯布之間，制成板狀三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體，如圖I所示。所述的碳纖維體積分?jǐn)?shù)為35%,密度為0. 6g/cm3。0°無(wú)緯布和90°無(wú)緯布是指將無(wú)緯布0° /90°正交疊放。步驟2，沉積熱解碳界面層。通過(guò)沉積爐在三維針刺碳?xì)稚铣练e熱解碳界面層，沉積溫度為900°C，沉積爐抽真空至0. 3kPa，以流量為25ml/min的丙烯氣作為沉積氣體，300ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，沉積時(shí)間為50h。得到沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)?。步驟3，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)稚铣练e碳化硅基體，沉積溫度為900°C，沉積爐抽真空至4kPa，以流量為300ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為200ml/min的H2氣作為載氣，通過(guò)H2氣將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與沉積有熱解碳界面層的三維針刺碳?xì)职l(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述三維針刺碳?xì)稚?，形成密度約為I. 15 I. 20g/cm3半成品復(fù)合材料板材。所述三氯甲基硅烷的 溫度為25°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為8，沉積時(shí)間為60h。步驟4，加工產(chǎn)品毛坯。在半成品板材上分別切割出螺栓桿和螺栓帽毛坯；步驟5，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯上沉積碳化硅基體，沉積溫度為900°C，沉積爐抽真空至3kPa，以流量為300ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為200ml/min的H2氣作為載氣，通過(guò)H2氣將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與螺栓桿和螺栓帽毛坯發(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述螺栓桿和螺栓帽毛坯上，得到密度為
I.55 I. 65g/cm3的螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯。所述三氯甲基硅烷的溫度為25°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為10，沉積時(shí)間為100h。步驟6，制作半成品。利用金剛石砂輪對(duì)螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯攻絲，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為70n/min,切削深度為0. 04mm,進(jìn)給速度為0. 12mm/min。隨后將兩者裝配在一起，形成半成品螺栓；步驟7，沉積碳化硅防氧化涂層。利用CVI法對(duì)半成品螺栓沉積碳化硅防氧化涂層，沉積溫度為900°C，氣體為三氯甲基硅烷，沉積時(shí)間為80h，得到三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓成品。此實(shí)例所制備的三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓，經(jīng)室溫拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度測(cè)試，螺栓的螺紋牙不發(fā)生脫齒現(xiàn)象，而是螺桿發(fā)生斷裂破壞，螺栓的拉伸強(qiáng)度為190MP，剪切強(qiáng)度為90MP。實(shí)施例3:本實(shí)施例是一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法，其具體過(guò)程是步驟1，制作三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體。用12K的1700碳纖維制成胎網(wǎng)。將單層0°無(wú)緯布、單層胎網(wǎng)、單層90°無(wú)緯布和單層胎網(wǎng)依次循環(huán)疊加，直至鋪層到設(shè)計(jì)厚度。采用接力式針刺的方式將胎網(wǎng)中的纖維垂直刺入到無(wú)緯布之間，制成板狀三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體，如圖I所示。所述的碳纖維體積分?jǐn)?shù)為35%,密度為0. 6g/cm3。0°無(wú)緯布和90°無(wú)緯布是指將無(wú)緯布0° /90°正交疊放。步驟2，沉積熱解碳界面層。通過(guò)沉積爐在三維針刺碳?xì)稚铣练e熱解碳界面層，沉積溫度為1000°c，沉積爐抽真空至0. 4kPa，以流量為35ml/min的丙烯氣作為沉積氣體，350ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，沉積時(shí)間為40h。得到沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)?。步驟3，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)稚铣练e碳化硅基體，沉積溫度為1000°c，沉積爐抽真空至3kPa，以流量為350ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為250ml/min的H2氣作為載氣，通過(guò)H2氣將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與沉積有熱解碳界面層的三維針刺碳?xì)职l(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述三維針刺碳?xì)稚?，形成密度約為I. 15 I. 20g/cm3半成品復(fù)合材料板材。所述三氯甲基硅烷的溫度為35°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為12，沉積時(shí)間為80h。步驟4，加工產(chǎn)品毛坯。在半成品板材上分別切割出螺栓桿和螺栓帽毛坯；步驟5，沉積碳化硅基體。通過(guò)沉積爐在螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯上沉積碳化硅 基體，沉積溫度為1000°c，沉積爐抽真空至2kPa，以流量為350ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為250ml/min的H2氣作為載氣，通過(guò)H2氣將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與螺栓桿和螺栓帽毛坯發(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述螺栓桿和螺栓帽毛坯上，得到密度為I. 55 I. 65g/cm3的螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯。所述三氯甲基硅烷的溫度為35°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為8，沉積時(shí)間為90h。步驟6，制作半成品。利用金剛石砂輪對(duì)螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯攻絲，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為70n/min,切削深度為0. 05mm,進(jìn)給速度為0. 10mm/min。隨后將兩者裝配在一起,形成半成品螺栓；步驟7，沉積碳化硅防氧化涂層。利用CVI法對(duì)半成品螺栓沉積碳化硅防氧化涂層，沉積溫度為1000°c，氣體為三氯甲基硅烷，沉積時(shí)間為100h，得到三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓成品。此實(shí)例所制備的三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓，經(jīng)室溫拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度測(cè)試，螺栓的螺紋牙不發(fā)生脫齒現(xiàn)象，而是螺桿發(fā)生斷裂破壞，螺栓的拉伸強(qiáng)度為185MP，剪切強(qiáng)度為100MP。
權(quán)利要求
1. 一種三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法，其特征在于，具體過(guò)程是 步驟1，制作三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體；將單層O。無(wú)緯布、單層胎網(wǎng)、單層90°無(wú)緯布和單層胎網(wǎng)依次循環(huán)疊加，直至鋪層到設(shè)計(jì)厚度；采用接力式針刺的方式將胎網(wǎng)中的纖維垂直刺入到無(wú)緯布之間，制成板狀三維針刺碳?xì)诸A(yù)制體； 步驟2，沉積熱解碳界面層；通過(guò)沉積爐在三維針刺碳?xì)稚铣练e熱解碳界面層，沉積溫度為800°C 1000°C，沉積爐抽真空至0. 2 0. 4kPa，以流量為25ml/min 35ml/min的丙烯氣作為沉積氣體，250ml/min 350ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，沉積時(shí)間為40h 60h ;得到沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)郑?步驟3，沉積碳化硅基體；通過(guò)沉積爐在沉積有熱解碳界面層的板狀三維針刺碳?xì)稚铣练e碳化硅基體，沉積溫度為800 1000°C，沉積爐抽真空至2kPa 4kPa，以流量為250ml/min 350ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為150ml/min 250ml/min的H2氣作為載氣，將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與沉積有熱解碳界面層的三維針刺碳?xì)职l(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述三維針刺碳?xì)稚希纬砂氤善窂?fù)合材料板材；所述三氯甲基硅烷的溫度為25°C 35°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為8 12，沉積時(shí)間為60 80h ； 步驟4，加工產(chǎn)品毛坯；在半成品復(fù)合材料板材上分別通過(guò)切割的方式加工出螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯； 步驟5，沉積碳化硅基體；通過(guò)沉積爐在螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯上沉積碳化硅基體，沉積溫度為800 1000°C，沉積爐抽真空至2kPa 4kPa，以流量為250 350ml/min的Ar氣作為保護(hù)氣體，流量為150 250ml/min的H2氣作為載氣，將三氯甲基硅烷載入沉積爐內(nèi)與螺栓桿和螺栓帽毛坯發(fā)生反應(yīng)，生成碳化硅基體，并沉積在所述螺栓桿和螺栓帽毛坯上，得到螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯；所述三氯甲基硅烷的溫度為25°C 35°C，H2與三氯甲基硅烷的摩爾質(zhì)量比為8 12，沉積時(shí)間為70 IOOh ； 步驟6，制作半成品；對(duì)螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯攻絲，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為70n/min，切削深度為0. 03 0. 05mm,進(jìn)給速度為0. 10mm/min 0. 15mm/min ;將兩者裝配在一起,形成半成品螺栓； 步驟7，沉積碳化硅防氧化涂層；利用ICVI法對(duì)得到的半成品螺栓沉積碳化硅防氧化涂層；沉積溫度為800 1000°C，氣體為三氯甲基硅烷，沉積時(shí)間為70 100h，得到三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓成品。
全文摘要
三維針刺碳/碳化硅復(fù)合材料螺栓的制備方法，采用三維針刺纖維預(yù)制體制備復(fù)合材料螺栓，通過(guò)在預(yù)制體上沉積熱解碳，利用CVI沉積碳化硅基體，得到螺栓桿毛坯和螺栓帽毛坯。對(duì)通過(guò)機(jī)加得到的螺栓桿和螺栓帽CVI沉積碳化硅基體，并CVI沉積碳化硅防氧化涂層，得到剪切強(qiáng)度提高到了80～100MP的三維針刺C/SiC復(fù)合材料螺栓成品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明進(jìn)爐次數(shù)減少了約6～10次，致密化周期更短，降低了生產(chǎn)成本，通過(guò)CK6180-3000數(shù)控車床試驗(yàn)表明，本發(fā)明對(duì)金剛石砂輪磨損較小，加工30件螺栓螺紋的工時(shí)定額減少約10個(gè)小時(shí)，并且由于砂輪磨損較小，提高了加工精度，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/565GK102775176SQ20121024938
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者劉杰, 張小彥, 譚震, 郇浪, 酒艷華, 陳翔 申請(qǐng)人:西安鑫垚陶瓷復(fù)合材料有限公司