一种真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法与流程

本发明涉及单晶炉内保温材料生产领域，特别是涉及一种真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法。

背景技术：

保温筒是目前单晶硅生长炉热场中必备且主要的保温器件，位于加热体外部，其主要作用包括：保持加热器热量，形成合适温度场，减少热能损耗，降低运行功率。国内外制备保温筒的方法为真空抽滤成型法，即将短切碳纤维浆料注入圆筒模具中，通过真空泵在底部抽滤使短切碳纤维碳逐层沉积制备保温筒的方法。利用真空抽滤法制备保温筒制备工艺过程较为复杂，生产效率低，制备的保温筒纤维各向分布均有，保温性能方面不好、不稳定。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法，以解决上述现有技术存在的问题，纤维同向均匀缠绕，使得热场辐射方向与保温筒纤维方向垂直，提高了其保温性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法，包括如下步骤：

步骤一；制作胎具；按照产品要求的具体形状、尺寸，加工制备内胎具及外固定模具。

步骤二；裁切原料；依据保温筒毛坯形状和尺寸裁剪一次成型碳毡与二次成型碳毡；；

步骤三；喷涂树脂；依据碳毡质量在碳毡表面均匀喷涂定比例树脂胶黏剂；

步骤四；缠绕一次软毡；粘贴隔离膜，依据胎具高度及周长，裁剪与胎具符合尺寸的隔离膜，将隔离膜粘贴在内胎具及外固定模具上；准备合适尺寸真空袋膜，将三面密封，未密封面进行贴密封条密封备用，套在胎具底部位置备用；将一次软毡螺旋缠绕在已包覆隔离膜的内胎具上，缠绕至一次用毡量；

步骤五；一次真空成型；提起真空袋，将真空袋进行密封，在密封中间位置插入抽真空管，至完全密封；调节真空表压力，打开真空泵进行抽真空，抽真空压缩一次软毡至要求尺寸后关闭真空泵；

步骤六；打包带固定；捡取塑料打包带共2-5条，软毡圆周方向进行固定；

步骤七；缠绕二次软毡；将软毡定向缠绕在固定打包带的外表面，螺旋缠绕至指定用毡量；

步骤八；外模具固定；使用外固定装置将产品固定在要求尺寸范围内；

步骤九；树脂固化；将成型后预处理保温筒送入烘箱，在170℃条件下，固化6～7.5h，获得保温筒；对保温筒进行脱模；

步骤十；树脂炭化；将保温筒送入碳化炉，在950-1600℃下炭化12～13h，获得合适尺寸与密度的保温筒毛坯加工件。

可选的，步骤六中打包带材质为尼龙材质。

可选的，步骤九中所述的预处理保温筒由内到外的结构依次为内胎具、隔离膜、一次螺旋缠绕沥青毡、真空塑料袋膜、塑料打包带、二次螺旋缠绕沥青毡、隔离膜和外固定模具。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明解决了碳纤维保温材料成型过程中费时、费力、压缩量不好控制的难题，主要依靠控制真空压力的大小来进行压缩成型，成型过程无需加热，受力较为均匀，利用铁皮外箍紧箍外层为碳纤维施加压力，可以使产品成型后直接达到预期产品厚度并大幅减少真空后外壁褶皱。过程中无需加热，提高了生产效率及产品性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法所需模具示意图；

图2为本发明真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法流程图；

其中，1为抽真空管、2为内胎具、3为胎具挡板结构、4为一次螺旋缠绕沥青毡、5为真空塑料袋膜、6为塑料打包带、7为二次螺旋缠绕沥青毡、8为外固定模具、9为成型架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法，以解决上述现有技术存在的问题，使保温筒纤维分布均匀，提高其保温性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种真空压缩二次成型沥青基保温筒成型方法，以沥青基碳毡为原材料，经过原料喷涂树脂，螺旋缠绕软毡到一次用毡量后以真空塑料袋膜包裹密封，用真空泵抽真空压缩到上下挡板标记的一次限位位置，热熔塑料打包带进行圆周方向固定，破坏真空塑料袋膜抽出真空袋膜后在塑料打包带外侧继续进行二次螺旋缠绕软毡到上下挡板要求二次限位位置以内，再使用外模具固定，进行固化与炭化处理。具体的，如图1和图2所示，包括如下成型步骤：

内胎具及外固定模具制备，按照产品图纸要求的具体形状、尺寸，加工制备相应内胎具2，并将其放置于成型架9上；根据毛坯所需外壁尺寸，制备内胎具的胎具挡板结构3，胎具挡板结构3包括上限位挡板和下限位挡板；在上限位挡板上的一次限位位置开出孔径为φ10限位孔；根据毛坯外壁尺寸及限位挡板尺寸，制作外固定模具8，外固定模具8是在上下挡板外圆周包裹一圈，使其笃定在上、下限位挡板外沿，与其形成一次螺旋缠绕沥青毡4与二次螺旋缠绕沥青毡7的限制空间。裁剪碳毡，依据保温筒胎具的形状和尺寸裁剪一次螺旋缠绕沥青毡4与二次螺旋缠绕沥青毡7；喷涂胶黏剂，依据碳毡质量在碳毡表面均匀喷涂定比例树脂胶黏剂。粘贴隔离膜，依据胎具高度及周长，裁剪与胎具符合尺寸的隔离膜，在内胎具2外表面及上、下限位挡板内表面与沥青毡接触位置服帖粘贴一层隔离膜。在外固定模具8内表面与沥青毡接触位置服帖粘贴一层隔离膜。密封真空袋膜，准备合适尺寸真空袋膜，将三面密封，未密封面进行贴密封条密封备用，套在胎具底部位置备用。一次真空成型，将一次螺旋缠绕沥青毡4螺旋缠绕在已包覆隔离膜的内胎具2上，缠绕至一次用毡量。提起真空袋，撕掉未密封面密封条进行密封，在密封中间位置插入抽真空管1，至完全密封。调节真空表压力，打开真空泵进行抽真空，抽真空压缩一次螺旋缠绕沥青毡4至全部软毡位于上、下限位挡板的φ10限位孔内关闭真空泵。剪取合适长度塑料打包带6共2-5条，软毡圆周方向进行固定。取出真空塑料袋膜5。二次成型，将二次螺旋缠绕沥青毡7定向缠绕在固定打包带的一次螺旋缠绕沥青毡4外表面，螺旋缠至指定用毡量，使用外固定模具8将其固定，应与上、下限位挡板外沿贴合并稳定不滑落。树脂固化，形成预处理保温筒，预处理保温筒由内到外的结构依次为内胎具2、隔离膜、一次螺旋缠绕沥青毡4、真空塑料袋膜5、塑料打包带6、二次螺旋缠绕沥青毡7、隔离膜、外固定模具8；将成型后预处理保温筒送入烘箱，在170℃、条件下，固化6～7.5h，获得保温筒；对保温筒进行脱模；树脂炭化处理，将保温筒送入碳化炉，在950-1600℃下炭化12～13h，获得合适尺寸与密度的保温筒毛坯加工件。本发明依靠控制真空压力的大小来进行压缩成型，成型过程无需加热，受力较为均匀，利用铁皮外箍紧箍外层为碳纤维施加压力，可以使产品成型后直接达到预期产品厚度并大幅减少真空后外壁褶皱。过程中无需加热，提高了生产效率及产品性能。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。