一種C／SiC材料在線連接制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種C／SiC材料在線連接制備方法，通過在C／SiC螺釘?shù)穆菁y上加工出一個平行于材料XY面的平面，人為制備出一條從外部直達螺紋表面的通道，通過后期致密化處理，消除內(nèi)部孔隙，提高螺紋結(jié)合強度，制備出強度更高、防脫性能優(yōu)異的C／SiC螺釘連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用了現(xiàn)有C／SiC材料的在線連接工藝的特性，結(jié)合螺釘連接的特點，通過在螺紋表面加工出一個平行材料XY面的平面，使得在線連接過程中的基體可以有效的滲入螺紋連接面，解決了螺釘連接面孔隙多的缺點，減小了螺紋連接面的孔隙，同時提高了連接強度和螺釘?shù)姆烂撔阅埽梢杂行У姆乐孤葆斣诟邚娬駝酉伦兯?，甚至脫落?br> 【專利說明】一種C / SiC材料在線連接制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種C / SiC材料在線連接制備方法，屬于陶瓷材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]發(fā)動機燃燒室、噴管等部位直接承受高溫燃氣的高速沖刷，對材料的耐燒蝕能力要求極高，同時對抗振性能也有很高的要求。目前采用C / SiC材料，多為大尺寸復雜結(jié)構(gòu)的部件，無法整體加工成型，需要制備形狀相對單一的組件后，通過連接組裝而成。C / SiC材料的主要連接方式為在線連接，在線連接是指在碳陶材料致密化過程中進行連接，然后通過后期致密化將連接面之間的孔隙充分填充，最終得到的連接部位的強度高于單純的未經(jīng)后期致密化的連接強度；在線連接包括在線銷接和在線螺接，其中在線螺接的方式具有更好的抗振性能，為最常用的連接方式。但是C / SiC材料在線螺接存在連接面孔隙率高(孔隙率一般超過15%)的問題，影響到材料的連接強度(拉脫應(yīng)力小于2000N)，同時在強振動下容易變松，甚至脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了強度更高、防松性能更為優(yōu)異的C / SiC材料在線螺接制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種C / SiC材料在線連接制備方法，通過以下步驟實現(xiàn):
[0005]第一步，在C / SiC螺釘螺紋表面加工出一個平行于螺釘C / SiC材料XY面的平面；
[0006]螺紋表面加工出一個平行于材料XY面的平面，使得在線連接過程中的基體可以有效的滲入螺紋連接面，減小了螺紋連接面的孔隙，基體將平面與螺紋之間的孔隙填充后，形成的平行于螺釘軸向的線形連續(xù)基體可以有效的防止螺釘在高強振動下變松，甚至脫落。
[0007]平面加工方法工藝實現(xiàn)難度低，連接強度高，若加工成非平面形式，其制備得到的連接強度明顯低于平面形式。由于用于加工C / SiC螺釘?shù)牟牧隙酁閷訝罱Y(jié)構(gòu)，平面平行于螺釘軸向，當平行于螺釘?shù)腃 / SiC材料XY面加工平面時，所加工掉的多為短纖維，對C /SiC材料的損傷最小。
[0008]平面的加工深度為0.1?Imm ;加工長度為C / SiC螺釘?shù)穆菁y長度。
[0009]此深度為優(yōu)選深度，超出優(yōu)選深度，其制備得到的連接強度要明顯低于優(yōu)選深度，加工的深度增加后，C / SiC螺釘?shù)膿p傷增大，螺釘截面減小，拉伸強度會降低。
[0010]第二步，利用第一步加工的C / SiC螺釘將C / SiC復合材料進行螺紋在線連接。
[0011]本步驟為C / SiC復合材料在線螺接的常規(guī)方法。
[0012]本發(fā)明設(shè)計原理:
[0013]本發(fā)明通過在C / SiC螺釘?shù)穆菁y上加工出一個平行于C / SiC材料XY面的平面，人為制備出一條從外部直達螺紋表面的通道，通過后期致密化處理，消除內(nèi)部孔隙，提高螺紋結(jié)合強度，制備出強度更高、防脫性能優(yōu)異的C / SiC螺釘連接結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
[0015](I)本發(fā)明利用了現(xiàn)有C / SiC材料的在線連接工藝的特性，結(jié)合螺釘連接的特點，通過在螺紋表面加工出一個平行材料XY面的平面，使得在線連接過程中的基體可以有效的滲入螺紋連接面，解決了螺釘連接面孔隙多的缺點，減小了螺紋連接面的孔隙，孔隙率小于10% ；
[0016](2)本發(fā)明在螺紋表面加工出一個平行材料XY面的平面，當在線連接過程中，基體將螺紋接觸面之間的孔隙填充后，形成的平行于螺釘軸向的線形連續(xù)基體，同時提高了連接強度和螺釘?shù)姆烂撔阅?，可以有效的防止螺釘在高強振動下變松，甚至脫落，拉脫?yīng)力大于3500N ；
[0017](3)本發(fā)明制備得到的連接試驗件通過了熱振動試驗，克服了現(xiàn)有螺接連接方式在高振動環(huán)境下容易失效的缺點。
[0018]說明書附圖
[0019]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]本發(fā)明如圖1所示，先制備出標準螺紋的C / SiC螺釘；然后在螺紋表面加工出一個平行于材料XY面的平面，利用在線連接工藝，采用加工平平的C / SiC螺釘對C / SiC進行在線螺接，對連接孔隙進行充分的基體填充。
[0022]實施例1
[0023]將兩塊C / SiC復合材料樣片進行在線螺接
[0024]1、加工二塊尺寸為15_X15_X10mm的C / SiC樣塊，在其中心處機加出一個M8的沉頭螺紋孔。
[0025]2、螺釘加工
[0026]機加出一個長20mm的C / SiC材料的沉頭螺釘，C / SiC螺釘?shù)穆菁y表面加工出一個平行于材料XY面的平面，加工深度為0.1mm。
[0027]3、利用螺釘將兩塊C / SiC樣片進行在線連接。
[0028]制備的樣片通過分析，采用拉伸強度檢測拉脫應(yīng)力考核。檢測結(jié)果如表I所示。
[0029]實施例2?4
[0030]制備方法同實施例1，區(qū)別在于C / SiC螺釘?shù)穆菁y表面加工平面的加工深度分別為0.3mm、0.5mm和1mm,制備的樣片通過分析(檢測方法同實施例1)，檢測結(jié)果如表I所
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[0031]表I
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種C / SiC材料在線連接制備方法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn): 第一步，在C / SiC螺釘螺紋表面加工出一個平行于螺釘C / SiC材料XY面的平面； 第二步，利用第一步加工的C / SiC螺釘將C / SiC復合材料進行螺紋在線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C/ SiC材料在線連接制備方法，其特征在于:所述第一步中平面的加工深度為0.1?1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C/ SiC材料在線連接制備方法，其特征在于:所述第一步中平面的加工長度為C / SiC螺釘?shù)穆菁y長度。
【文檔編號】F16B39/282GK103557221SQ201310471331
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉俊鵬, 王濤, 李曉東, 孫同臣, 于新民, 張萬強, 馮超, 金鑫, 裴雨辰, 趙英民 申請人:航天特種材料及工藝技術(shù)研究所