一种陶瓷基复合材料固定铰链及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷基复合材料固定铰链及制备方法。克服现有金属铰链存在的耐高温性能较差以及密度较高的问题。固定铰链包括下支座、上支座、转轴及转轴固定螺钉；下支座包括第一座体及间隔设置在第一座体表面的两个第一轴套；上支座包括第二座体及设置在第二座体上的第二轴套；第二轴套卡入两个第一轴套之间；转轴穿入两个第一轴套与第二轴套，将下支座与上支座铰接，上支座相对下支座可绕转轴转动；转轴固定螺钉插入第一轴套和/或第二轴套的轴孔内，并与转轴紧固，限制转轴转动；下支座、上支座、转轴及转轴固定螺钉均为陶瓷基复合材料，密度为2.0～2.4g/cm3，气孔率≦10％。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基复合材料固定铰链及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种陶瓷基复合材料固定铰链及制备方法。

技术介绍

[0002]铰链又称合页，是用来连接连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。
[0003]现有铰链一般为金属材质，当温度大于1000℃后承受载荷能力会明显下降，随着温度增加承载能力持续下降直至失效，且金属密度高,应用于航空航天会带来额外重量载荷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链及制备方法，采用耐高温连接件将本专利技术铰链连接至需要转动的部件之间，随着动力机构运转以本铰链为中轴以实现部件之间在高温下的转动。克服现有金属铰链存在的耐高温性能较差以及密度较高的问题。本专利技术制备的陶瓷基复合材料固定铰链密度2.0～2.4g/cm3，气孔率≦10％。
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150℃～1300℃温度条件下承受静载荷在95％以上。
[0005]本专利技术的技术方案是提供一种高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链，其特殊之处在于：包括下支座、上支座、转轴及转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链，其特征在于：包括下支座(2)、上支座(1)、转轴(3)及转轴固定螺钉(4)；所述下支座(2)包括第一座体(21)及间隔设置在第一座体(21)表面的两个第一轴套(22)，两个第一轴套(22)同轴设置且与第一座体(21)为一体结构；所述上支座(1)包括第二座体(11)及设置在第二座体(11)上的第二轴套(12)，第二轴套(12)与第二座体(11)为一体结构；所述第二轴套(12)卡入两个第一轴套(22)之间；所述转轴(3)穿入两个第一轴套(22)与第二轴套(12)，将下支座(2)与上支座(1)铰接，上支座(1)相对下支座(2)可绕转轴(3)转动；所述转轴固定螺钉(4)插入第一轴套(22)和/或第二轴套(12)的轴孔内，并与转轴(3)紧固，用于限制转轴(3)转动；所述下支座(2)、上支座(1)、转轴(3)及转轴固定螺钉(4)均为陶瓷基复合材料。2.根据权利要求1所述的高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链，其特征在于：所述下支座(2)、上支座(1)采用三维针刺毡结构纤维预制体制备。3.根据权利要求2所述的高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链，其特征在于：所述转轴(3)采用二维叠层缝合结构纤维预制体制备。4.根据权利要求1
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3任一所述的高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链，其特征在于：所述转轴固定螺钉(4)为C/SiC螺钉。5.一种权利要求1所述高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用陶瓷基复合材料制备下支座(2)、上支座(1)、转轴(3)及转轴固定螺钉(4)；步骤2、将第二轴套(12)卡入两个第一轴套(22)之间，然后将转轴(3)插入两个第一轴套(22)和第二轴套(12)实现下支座(2)与上支座(1)铰接；步骤3、将转轴固定螺钉(4)插入第一轴套(22)和/或第二轴套(12)的轴孔内，并与转轴(3)紧固，限制转轴(3)转动。6.根据权利要求5所述高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链的制备方法，其特征在于，步骤1中下支座(2)及上支座(1)的具体制备过程如下：步骤1a、预制体制备；步骤1a1、采用硬化处理加工方法加工厚平板针刺毡，形成下支座芯模(23)与上支座芯模(13)；所述下支座芯模(23)的具体结构根据下支座(2)整体外形结构向内等间距偏置得到，所述上支座芯模(13)的具体结构根据上支座(1)整体外形结构向内等间距偏置得到，以保证下一步铺层能有最大数目的纤维连续；步骤1a2、在芯模外采用等厚铺层方案制备针刺预制体；沿下支座芯模(23)及上支座芯模(13)的使用型面分别铺设多层三维针刺毡，多层三维针刺毡具有相同的厚度；三维针刺毡的长度大于下支座芯模(23)使用型面展开长度，使得部分三维针刺毡在离开下支座芯模(23)使用型面时相互叠层，相互叠层的三维针刺毡形成第一座体(21)预制体；下支座芯模(23)及位于下支座芯模(23)外表面的三维针刺毡形成两个第一轴套(22)预制体；
三维针刺毡的长度大于上支座芯模(13)使用型面展开长度，使得部分三维针刺毡在离开上支座芯模(13)使用型面时相互叠层，相互叠层的三维针刺毡形成第二座体(11)预制体；上支座芯模(13)及位于上支座芯模(13)外表面的三维针刺毡形成第二轴套(12)预制体；步骤2a、制备毛坯；步骤2a1、将步骤1a完成的下支座(2)预制体及上支座(1)预制体固定在石墨模具中，石墨模具具有透气孔；步骤2a2、将带有石墨模具的下支座(2)预制体及上支座(1)预制体置于界面沉积炉中，在下支座(2)预制体及上支座(1)预制体表面沉积厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：何江怡，陈旭，吴亚明，涂建勇，卜石，刘梦珠，宋海龙，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：