一种cfc复合材料的热处理夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种CFC复合材料的热处理夹具。
【背景技术】
[0002]目前，绝大部分传统的热处理夹具都为金属材料，通过铸造、焊接等方式组合连接而成，所采用的材质多为高温合金，比如:GH39、GH4049等等。通过上述方式制造而成的夹具具有很多局限性和缺点，夹具在高温环境强度降低，焊接点容易出现开裂、断开的情况，夹具本身易变型，承重能力不足，严重影响夹具使用寿命；金属材料夹具采用焊接固定式的装配，变形损坏后的修复能力差，无法进行修复再利用；同时，金属夹具和热处理零件同属金属基体，容易发生金属元素扩散，导致热处理零件受污染，并且在有低熔点合金的情况下，容易产生溶蚀现象，最终导致零件报废、设备损坏的情况。
[0003]金属材料的热处理夹具由于各种弊端，影响使用效果和寿命，使得夹具更换率极高，提高了生产成本。CFC复合材料夹具能够很好的弥补金属材料夹具的不足之处，提升夹具各项性能，极大的节约夹具生产制造成本。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种CFC复合材料的热处理夹具，该CFC复合材料的热处理夹具的主体承载盘的工作板采用CFC复合材料，其真空状态下具有很好的高温性能，不会产生元素挥发情况，也不会发生元素扩散现象，不会产生变形、开裂等。
[0005]本发明通过以下技术方案得以实现。
[0006]本发明提供的一种CFC复合材料的热处理夹具，包括主体承载盘、支撑杆和陶瓷支撑管，所述支撑杆上至少设置有两层主体承载盘，各层主体承载盘之间由多个陶瓷支撑管支撑；所述主体承载盘上的上下工作板之间设置有石墨加强块，且上下工作板和石墨加强块之间通过沉头螺钉固定连接；工作板采用CFC复合材料。
[0007]所述上下工作板之间还设置有加强筋。
[0008]所述主体承载盘中间设置有用于将主体承载盘对折的铰链。
[0009]所述工作板上设置有气流孔。
[0010]所述工作板上喷涂有铬化物涂层。
[0011 ] 所述支撑杆的底端设置有支撑块。
[0012]所述支撑杆的顶端设置有吊装环。
[0013]所述支撑杆由多节短杆首尾拼接而成。
[0014]本发明的有益效果在于:采用CFC复合材料作为热处理夹具，材料自身密度小，可减轻夹具本身的重量，CFC复合材料主体承载盘属于碳碳层状结构，本身强度很高，可以适当的增加装炉量，并且真空状态下具有很好的高温性能，使用温度可以大大提高使用热处理温度，并且不易产生变形；夹具的组合使用灵活性提高，可以更具不同热处理零件、不同热处理设备进行相应的调整；夹具的可维修性好，可以延长夹具的使用寿命。整个夹具表面都喷涂有铬化物涂层，经过高温处理，涂层与基体夹具形成化学键，极大的提高了涂层与基体的结合力，使其在高温、高真空、急速冷的情况下不会脱落；同时，铬化物涂层具有很好的耐磨性和稳定性，可以保护夹具不被磨损，并且不会产生有害气氛污染零件，零件也不会出现熔蚀、重熔现象，可延长夹具的使用寿命，提高热处理零件质量。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
[0016]图2是图1的俯视图；
[0017]图3是图1中主体承载盘的结构示意图；
[0018]图4是图3沿A-A的剖面图；
[0019]图5是图1中支撑杆的结构示意图；
[0020]图中:1-主体承载盘，11-加强筋，12-工作板，13-石墨加强块，14-沉头螺钉，15-气流孔，2-支撑块，3-支撑杆，4-陶瓷支撑管，5-吊装环，16-铰链。
【具体实施方式】
[0021]下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0022]如图1?5所示的一种CFC复合材料的热处理夹具，包括主体承载盘1、支撑杆3和陶瓷支撑管4，所述支撑杆3上至少设置有两层主体承载盘1，各层主体承载盘1之间由多个陶瓷支撑管4支撑；所述主体承载盘1上的上下工作板12之间设置有石墨加强块13，且上下工作板12和石墨加强块13之间通过沉头螺钉14固定连接；工作板12采用CFC复合材料。采用CFC复合材料碳碳材料作为热处理夹具，材料自身密度小，可减轻夹具本身的重量，同时采用空心处理、加强筋强化的设计，可以进一步减轻夹具重量，使得夹具轻量化，在热处理设备装载重量一定的情况下，可以提高热处理零件的装载量。CFC复合材料主体承载盘属于碳碳层状结构，本身强度很高，可以适当的增加装炉量，并且真空状态下具有很好的高温性能，使用温度可以大大提高使用热处理温度，并且不易产生变形。经过试验，CFC复合材料夹具能够在高温1400°C、高真空5X10 4Pa的环境下连续稳定的工作，不会产生元素挥发情况，也不会发生元素扩散现象；同时，夹具可承受最高为lOBar气淬强度，不会产生变形、开裂的不良现象。
[0023]主体承载盘1中间设置有用于将主体承载盘1对折的铰链16，增加了主体承载盘1使用的灵活性。
[0024]所述上下工作板12之间还设置有加强筋11。同时采用空心处理、加强筋强化的设计，可以进一步减轻夹具重量，使得夹具轻量化，在热处理设备装载重量一定的情况下，可以提高热处理零件的装载量。所述工作板12上设置有气流孔15，所述工作板12上喷涂有铬化物涂层。整个夹具表面都喷涂有铬化物涂层，经过高温处理，涂层与基体夹具形成化学键，极大的提高了涂层与基体的结合力，使其在高温、高真空、急速冷的情况下不会脱落。同时，铬化物涂层具有很好的耐磨性和稳定性，可以保护夹具不被磨损，并且不会产生有害气氛污染零件，零件也不会出现熔蚀、重熔现象，可延长夹具的使用寿命，提高热处理零件质量。
[0025]所述支撑杆3的底端设置有支撑块2，所述支撑杆3由多节短杆首尾拼接而成，其顶端设置有吊装环5。
[0026]整个夹具采用金属制件紧固连接组合的方式，夹具的组合使用灵活性提高，可以更具不同热处理零件、不同热处理设备进行相应的调整；夹具维修时只需要拆卸紧固件进行分解维修，也可直接更换支撑、紧固部件即可，夹具的可维修性好，可以延长夹具的使用寿命ο
[0027]CFC主体承载盘是夹具的重点，采用层状碳材质制作而成，经过特殊处理，具有很好的强度和耐热性，运用空心处理和加强筋强化的方式制备，在节省材料的同时可减轻夹具的重量。表面都喷涂有铬化物涂层，经过高温处理，涂层与基体夹具形成化学键，极大的提高了涂层与基体的结合力，使其在高温、高真空、急速冷的情况下不会脱落，提高了夹具的耐磨性和稳定性。CFC复合材料夹具通过机械紧固组装而成，具有很好的灵活性，可以根据热处理零件尺寸调整夹具形状，夹具的层高可以自行调整，并且可以设计为方形、圆柱形等各种形状。通过加装垫片的方式，可以作为台阶型的零件热处理夹具，具有可通用性。CFC复合材料夹具表面涂有稳定性涂层，夹具高温性能好，对热处理零件不会产生任何元素扩散或者气氛污染。所以CFC夹具可以运用于高温合金、不锈钢、钛合金等多种材料的真空热处理，具有广泛的实用性。
【主权项】
1.一种CFC复合材料的热处理夹具，包括主体承载盘(1)、支撑杆(3)和陶瓷支撑管(4)，所述支撑杆(3)上至少设置有两层主体承载盘(1)，各层主体承载盘(1)之间由多个陶瓷支撑管(4)支撑，其特征在于:所述主体承载盘(1)上的上下工作板(12)之间设置有石墨加强块(13)，且上下工作板(12)和石墨加强块(13)之间通过沉头螺钉(14)固定连接；工作板(12)采用CFC复合材料。2.如权利要求1所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述上下工作板(12)之间还设置有加强筋(11)。3.如权利要求1所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述主体承载盘(1)中间设置有用于将主体承载盘(1)对折的铰链(16)。4.如权利要求1所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述工作板(12)上设置有气流孔(15)。5.如权利要求1?4中任一所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述工作板(12)上喷涂有铬化物涂层。6.如权利要求1所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述支撑杆(3)的底端设置有支撑块(2)。7.如权利要求1或6所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述支撑杆(3)的顶端设置有吊装环(5)。8.如权利要求1、2、3、4和6中任一所述的CFC复合材料的热处理夹具，其特征在于:所述支撑杆(3)由多节短杆首尾拼接而成。
【专利摘要】本发明提供了一种CFC复合材料的热处理夹具，包括主体承载盘、支撑杆和陶瓷支撑管，所述支撑杆上至少设置有两层主体承载盘，各层主体承载盘之间由多个陶瓷支撑管支撑；所述主体承载盘上的上下工作板之间设置有石墨加强块，且上下工作板和石墨加强块之间通过沉头螺钉固定连接；工作板采用CFC复合材料。本发明采用CFC复合材料(碳碳材料)作为热处理夹具，材料自身密度小，可减轻夹具本身的重量，使用温度可以大大提高使用热处理温度，并且不易产生变形；整个夹具表面都喷涂有铬化物涂层具有很好的耐磨性和稳定性，并且不会产生有害气氛污染零件，零件也不会出现熔蚀、重熔现象，可延长夹具的使用寿命，提高热处理零件质量。
【IPC分类】C21D9/00
【公开号】CN105349753
【申请号】CN201510906456
【发明人】丁贵乐, 耿景东, 陆春羽, 杨皇亮
【申请人】贵州黎阳航空动力有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月9日