一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法技术

本发明专利技术属于碳/碳复合材料防氧化制备技术领域，涉及一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法。本发明专利技术采用连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。本发明专利技术处理周期短，生产效率高、节能安全。

【技术实现步骤摘要】
一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法
本专利技术属于碳/碳复合材料防氧化制备
，涉及一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法。
技术介绍
目前碳/碳复合材料防氧化涂层的热处理技术，主要有真空烧结处理法和保护气氛烧结处理法。真空烧结处理法是对完成防氧化涂料涂刷后的碳/碳复合材料，放入真空炉中，抽真空然后升温至一定温度进行高温烧结。在工件表面形成一定厚度稳定的隔离层。该方法是在真空状态下对涂料进行烧结处理。烧结均匀质量好，工件污染小，但由于要采用真空热处理设备，所以设备成本高，且设备为间歇式工作模式，处理过程需经过抽真空、保真空、升温、热处理、降温等过程，所以处理周期长生产效率低。又由于过程中设备需进行升温降温所以能源浪费大。另一种涂层烧结方法为保护气氛烧结处理法。该方法是将完成防氧化涂料涂刷后的碳/碳复合材料放入普通井式炉中，经过保护气例如氮气洗炉、检测、升温、烧结、降温等工序进行工件涂层的烧结。该方法具有设备成本低，生产效率较高的优点。但由于设备间歇式工作模式，处理过程需经过，洗炉、检测、升温、烧结、降温等工序，所以生产周期仍较长，处理效率低，且频繁对炉体进行升温降温操作，能源浪费较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对现碳/碳复合材料防氧化涂层处理方法存在的处理周期长、生产效率低、能源浪费大等问题，提供一种处理周期短、生产效率高、节能的连续式涂层处理设备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理方法，采用一种连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备，由以下部分构成：辊道1、进料过渡舱2、进料推进机构3、热处理区4、强冷段5、出料过渡舱6六部分组成，其中辊道1用于承载料舟在其上移动，使其由出料端返回进料端；辊道1一端与进料过渡舱2的入口相连，另一端与出料过渡舱6的出口相连。进料过渡舱2包括进料门2Ⅰ和进料过渡舱门2Ⅱ两道门，分别用于隔离外界和炉膛内部，以形成独立的舱室。过渡舱中通入保护气体，进行洗炉操作，赶出其中的空气后打开进料过渡舱门，将工件送入炉膛内部的进料端；进料推进机构3设置于热处理区4前端。进料推进机构3负责将送入进料端的工件以一定速度向前推进，使工件在不同温区停留一定时间，实现对工件涂层的热处理。热处理区4一端与进料过渡舱2相连接，另一端与强冷段5相连接。热处理区4由三个以上的独立控制的加热段组成，其一温区4Ⅰ一般设定温度略低，用于对工件进行预加热，一温区4Ⅰ后的二至倒数第二温区一般设定为热处理工艺温度，进行高温处理，最后一温区一般设定温度略低于热处理工艺温度，以减少热量进入强冷区导致的能源浪费。强冷段5前与热处理区4的末端相连，后与出料过渡舱6相连。强冷段5通过炉套外部的冷却液对该段炉套冷却从而实现对内部的工件进行冷却。通过该段的强制冷却以加快工件的降温速率，提高生产效率。出料过渡舱6负责将工件由炉膛出料端送至出料辊道1上以卸料。该部分主要包括出料门6Ⅰ和出料过渡舱门6Ⅱ，分别用于隔离外界和炉膛内部，以形成独立的舱室。过渡舱中通入保护气体，进行洗炉操作，赶出其中的空气后打开出料仓过渡门，以避免过渡舱门打开过程中，过渡舱内的空气进入炉膛内部影响工件处理质量。与现有技术相比，本专利技术一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备及方法，对炉膛一次升温后，炉膛不再频繁降温，仅是工件在不同温区内移动，实现了等效的涂层工件的热处理。附图说明图1为本专利技术碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备的一种具体实施方式的结构示意图；其中，1-辊道、2-进料过渡舱、2Ⅰ-进料门、2Ⅱ-进料过渡舱门、3-进料推进机构、4-热处理区、4Ⅰ-一温区、4Ⅱ-二温区、4Ⅲ-三温区、4Ⅳ-四温区、4Ⅴ-五温区、5-强冷段、6-出料过渡舱、6Ⅰ-出料门、6Ⅱ-出料过渡舱门。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理方法，采用一种连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。参见图1，一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备，由以下部分构成：辊道1、进料过渡舱2、进料推进机构3、热处理区4、强冷段5、出料过渡舱6六部分组成，其中辊道1用于承载料舟在其上移动，使其由出料端返回进料端；辊道1一端与进料过渡舱2的入口相连，另一端与出料过渡舱6的出口相连。进料过渡舱2包括进料门2Ⅰ和进料过渡舱门2Ⅱ两道门，分别用于隔离外界和炉膛内部，以形成独立的舱室。过渡舱中通入保护气体，进行洗炉操作，赶出其中的空气后打开进料过渡舱门，将工件送入炉膛内部的进料端3Ⅰ；进料推进机构3设置于热处理区4前端。所述进料推进机构3为液压或气压作动机构，或者为电机驱动。进料推进机构3负责将送入进料端的工件以一定速度向前推进，使工件在不同温区停留一定时间，实现对工件涂层的热处理。热处理区4一端与进料过渡舱2相连接，另一端与强冷段5相连接。热处理区4由三个以上的独立控制的加热段组成，其一温区4Ⅰ一般设定温度略低，用于对工件进行预加热，一温区4Ⅰ后的二至倒数第二温区一般设定为热处理工艺温度，进行高温处理，最后一温区一般设定温度略低于热处理工艺温度，以减少热量进入强冷区导致的能源浪费。强冷段5前与热处理区4的末端相连，后与出料过渡舱6相连。强冷段5通过炉套外部的冷却液对该段炉套冷却从而实现对内部的工件进行冷却。通过该段的强制冷却以加快工件的降温速率，提高生产效率。出料过渡舱6负责将工件由炉膛出料端送至出料辊道1上以卸料。该部分主要包括出料门6Ⅰ和出料过渡舱门6Ⅱ，分别用于隔离外界和炉膛内部，以形成独立的舱室。过渡舱中通入保护气体，进行洗炉操作，赶出其中的空气后打开出料仓过渡门，以避免过渡舱门打开过程中，过渡舱内的空气进入炉膛内部影响工件处理质量。所述进料推进机构为液压或气压作动机构，或者为电机驱动。本专利技术已完成实施，经过小样试块涂层处理试验及检测、成品试验。目前已投入产品试生产，实现20件/小时的生产效率。该专利技术具有的优点如下：一、处理周期短：由于仅是工件在不同温区移动实现工件的热处理，因此升温速率很快，尾端强制冷却机构使其降温速率快。因此工件的处理周期很短，目前可实现工件由装料到出料6小时内完成工件的热处理。二、生产效率高：采用6温区结构，900秒推进一次，可实现15分钟处理4件大尺寸刹车盘的效率，每日可处理工件384件次，年工作200天即可实现处理工件76800件次。是现采用中型化学气相沉积炉处理效率的12倍以上。三、节能：过程中避免了炉膛频繁升降温带来的能源浪费问题。四、安全：设计进料过渡舱两道炉门和出料过渡舱两道炉门共四道炉门进行隔离，无论在工件的进料、出料、进仓、出仓、和炉门封闭处理过程中均可保证工件与外界的可靠隔离。最大程度消除空气进入进入损伤工件的风险。在保护气进气口设计牺牲极，确保保护气体中的有害杂质备牺牲极反应消耗，避免损伤工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理方法，其特征为：所述方法采用连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。

【技术特征摘要】
1.一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理方法，其特征为：所述方法采用连续流水式防氧化涂层处理，即设计一种炉体温度场分布，炉体内设置若干温区，温区的温度根据处理需要设定，工件在炉体内不同温区连续移动，通过工件在不同温区停留一定时间实现等效的工件热处理温度曲线。2.一种碳/碳复合材料的防氧化涂层热处理设备，其特征为：所述设备由以下部分构成：辊道、进料过渡舱、进料推进机构、热处理区、强冷段、出料过渡舱六部分组成；其中：所述辊道一端与进料过渡舱的入口相连，另一端与出料过渡舱的出口相连；辊道用于承载工件的里料舟在其上移动，使其由出料端返回进料端；所述进料推进机构设置于热处理区中；进料推进机构负责将送入进料端的工件以一定速度向前推进，使工件在不同温区停留一定时间，实现对工件涂层的热处理；所述热处理区与进料过渡舱相连接；热处理区由三个以上的独立控制的加热段组成，其一温区用于对工件进行预加热；一温区后的二至倒数第二温区设定为热处理工艺温度，进行高温处...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢杰，韩文静，朱继泉，李端，陈涛，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61