CN208308931U - 一种铝碳化硅材料制备用设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铝碳化硅材料制备用设备，包括石墨坩埚、预制件模具、上压头和下压头，预制件模具设置在石墨坩埚内的石墨管内，上压头设置在预制件模具的上方，上压头和预制件模具之间设置有铝锭，预制件模具下部设置有石墨垫板，下压头设置在石墨垫板的下方。本实用新型结构简单，操作简便，制备工艺简洁，铸件精度高。
Description
技术领域
本实用新型属于金属复合材料技术领域，具体涉及一种铝碳化硅材料制备用设备。
背景技术
铝基陶瓷(如Al/SiC、Al/Si3N4、Al/Al2O3等)复合材料因其卓越的力学性质和物理性能而被广泛的应用到到航空航天与微电子领域，以实现产品近成型形度高，工艺简单易操作，所制造出的产品性能优越为目的，现有的，材料制备工艺以生产出铝基陶瓷复合材料为出发点，所生产出的制件，尺寸较差，后期机加任务繁重且机加尺寸也会随加工次数的增加而发生偏差，由于以上的问题不可避免，使生产成本提高不便于铝基陶瓷复合材料的推广且绝大多数的制备工艺较为复杂，为生产带来了沉重的负担。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种铝碳化硅材料制备用设备，通过预制件与模具相结合，预制件在模具中完成浸渗，所得到的制件性能优越，尺寸近成型。
本实用新型采用以下技术方案：
一种铝碳化硅材料制备用设备，包括石墨坩埚、预制件模具、上压头和下压头，预制件模具设置在石墨坩埚内的石墨管内，上压头设置在预制件模具的上方，上压头和预制件模具之间设置有铝锭，预制件模具下部设置有石墨垫板，下压头设置在石墨垫板的下方。
具体的，预制件模具内设置有多个SiC预制件，SiC预制件的长度为1～500mm，宽度为1～500mm，高度为10～1000mm。
进一步的，SiC预制件至少包括2个。
具体的，石墨管与石墨坩埚之间设置有石墨外腔。
具体的，石墨垫板为倒T型结构，竖直段设置在石墨管内与预制件模具贴合连接，水平段设置在石墨管外分别与石墨管和石墨外腔贴合连接。
具体的，铝锭设置在石墨管内，铝锭的直径为1～800mm，高度为10～1000mm。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型一种铝碳化硅材料制备用设备，将预制件模具设置在石墨坩埚内的石墨管内，上压头设置在预制件模具的上方，上压头和预制件模具之间设置铝锭，预制件模具下部设置石墨垫板，下压头设置在石墨垫板的下方，结构简单，操作简便，制备工艺简洁，铸件精度高。
进一步的，设置有多个SiC预制件，SiC预制件的长度为1～500mm，宽度为1～500mm，高度为10～1000mm，SiC预制件可变化的尺寸广，适用于尺寸范围内的大小制件生产。
进一步的，石墨坩埚中与石墨管中设置石墨外腔，在铝液熔融状态下上压头施加压力，铝液会对石墨管施加压力，在石墨腔的保护下石墨管不至于裂开。
进一步的，倒T型石墨垫板与石墨管内壁、石墨管底部、预制件模具和石墨外腔紧密贴合的目的是保证制备的气密性，在上压头施加压力时，熔融铝液在压力下浸渗入预制件。
进一步的，铝锭直径为1～800mm，高度为10～1000mm，铝锭的尺寸可根据预制件的尺寸有较大的变化范围，保证浸渗过程中的铝液充足。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型铝碳化硅材料制备用模具结构示意图。
其中：1.上压头；2.石墨管；3.铝锭；4.石墨外腔；5.预制件模具；6.SiC预制件；7.石墨垫板；8.下压头。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型公开了一种铝碳化硅材料制备用设备，包括石墨坩埚、石墨管2、铝锭3、预制件模具5、石墨垫板7、上压头1和下压头8，石墨管2设置在石墨坩埚内，石墨管2与石墨坩埚之间设置石墨外腔4，铝锭3和预制件模具5设置在石墨管2内，预制件模具5内设置有SiC预制件6，铝锭3设置在预制件模具5的上方，石墨垫板7设置在预制件模具5的下方，铝锭3的上方与上压头1接触，下压头8位于石墨垫板7的下方。
SiC预制件6的长度为1～500mm，宽度为1～500mm，高度为10～1000mm。
铝锭3直径为1～800mm，高度为10～1000mm。
制备过程如下：
请参阅图1，外侧为圆柱形石墨坩埚，先将石墨垫板7放入石墨坩埚底部，再将SiC预制件6放入预制件模具5中，连同预制件模具5一起放在石墨垫板7的凸台上，在石墨管内侧涂上碳化硼后将石墨管2套在预制件模具5上，摁压而下使石墨管2与垫板7紧密贴合，然后将石墨外腔4套在石墨管2上，之后将铝锭3放入石墨管内，上压头1压在铝锭3的上方与石墨管2紧密贴合，下压头8位于垫板7的下方。
打开粗抽阀进行抽真空，保证其在真空状态下，不会发生氧化反应，产生有害杂质。
在真空状态下，开始升温至其铝液处于熔融状态，上压头开始施加压力，由于开始进行了抽真空，所以多孔陶瓷中为负压，在压力的作用下，铝液开始浸渗入多孔陶瓷保温保压一段时间后完成浸渗。
保温结束后为避免陶瓷在空气中冷却产生有害物质或陶瓷开裂，采用随炉冷，待温度降至室温时取出制件。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种铝碳化硅材料制备用设备，其特征在于，包括石墨坩埚、预制件模具(5)、上压头(1)和下压头(8)，预制件模具(5)设置在石墨坩埚内的石墨管(2)内，上压头(1)设置在预制件模具(5)的上方，上压头(1)和预制件模具(5)之间设置有铝锭(3)，预制件模具(5)下部设置有石墨垫板(7)，下压头(8)设置在石墨垫板(7)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种铝碳化硅材料制备用设备，其特征在于，预制件模具(5)内设置有多个SiC预制件(6)，SiC预制件(6)的长度为1～500mm，宽度为1～500mm，高度为10～1000mm。
3.根据权利要求2所述的一种铝碳化硅材料制备用设备，其特征在于，SiC预制件(6)至少包括2个。
4.根据权利要求1所述的一种铝碳化硅材料制备用设备，其特征在于，石墨管(2)与石墨坩埚之间设置有石墨外腔(4)。
5.根据权利要求1所述的一种铝碳化硅材料制备用设备，其特征在于，石墨垫板(7)为倒T型结构，竖直段设置在石墨管(2)内与预制件模具(5)贴合连接，水平段设置在石墨管(2)外分别与石墨管(2)和石墨外腔(4)贴合连接。
6.根据权利要求1所述的一种铝碳化硅材料制备用设备，其特征在于，铝锭(3)设置在石墨管(2)内，铝锭(3)的直径为1～800mm，高度为10～1000mm。
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