多孔聚酰亚胺复合保持架管坯预加热限位压制工艺

摘要

本发明公开了一种多孔聚酰亚胺复合保持架管坯预加热限位压制工艺，该方法共含八步，第一步原材料聚酰亚胺真空干燥预处理，第二步按重量百分比进行称重并配制出多孔聚酰亚胺复合材料，第三步保持架模具的尺寸构成，第四步对多孔聚酰亚胺复合材料进行筛分以去除未混匀的小颗粒或杂质，第五步将多孔聚酰亚胺复合材料装填入模具内，第六步装好料的模具放入恒温干燥箱内保温20~40分钟，第七步取出后对其进行限位加压，第八步脱模后放入程控式烧结炉内烧结成型。本发明的工艺能够避免自由烧结过程中成型压力小产品质地疏松，拉伸强度低，孔径及孔隙率大，以及成型压力大时产品易出现应力开裂且管坯之间的材料性能一致性差等现象。

主权项

一种多孔聚酰亚胺复合保持架管坯预加热限位压制工艺，该工艺共含八步，第一步原材料聚酰亚胺真空干燥预处理，第二步按重量百分比进行称重并配制出多孔聚酰亚胺复合材料，第三步保持架模具的尺寸构成，第四步对多孔聚酰亚胺复合材料进行筛分以去除未混匀的小颗粒或杂质，第五步将多孔聚酰亚胺复合材料装填入模具内，第六步装好料的模具放入120±5℃的恒温干燥箱内保温20~40分钟，第七步取出后对其进行限位加压并保压5~8分钟，第八步脱模后放入程控式烧结炉内烧结成型；所述的第二步以聚酰亚胺为基材并添加聚四氟乙烯配制出多孔聚酰亚胺复合材料，第三步中的保持架模具包含外套、芯子、冲头和底座，设定保持架的内径为d、外径为D、高度为H，其特征是：第一步原材料聚酰亚胺真空干燥预处理将聚酰亚胺放在真空干燥箱中进行预处理，以去除水分及低分子挥发物，真空干燥箱的真空度控制在‑0.08MPa，真空干燥箱的温度控制在200±5℃，真空干燥2小时后关掉电源冷却至室温后取出，密封保存在干燥除湿柜中备用；第二步按重量百分比进行称重并配制出多孔聚酰亚胺复合材料按重量百分比分别称取85%聚酰亚胺和15%聚四氟乙烯，在筛分仪上对聚酰亚胺和聚四氟乙烯分别进行200目和100目过筛，然后一同放入高速搅拌机内搅拌5次，每次搅拌的时间控制在20秒，搅拌机的转速控制在10000~12000转/分钟，在20倍显微镜下观察配制好的多孔聚酰亚胺复合材料，无明显色差即为合格产品并密封保存在干燥除湿柜中备用；第三步保持架模具尺寸构成在所述保持架模具中：所述外套的内径≥所述D+5mm，所述芯子的外径≤所述d－3mm，所述外套高度=所述芯子高度，外套高度≥4H，所述冲头的外径与所述外套的内径相匹配，所述冲头的内径与所述芯子的外径相匹配，所述底座的内径与所述芯子的外径相匹配，所述底座的外径与所述外套的内径相匹配；第四步多孔聚酰亚胺复合材料的筛分对第三步中高速搅拌后的多孔聚酰亚胺复合材料在筛分仪上进行100目过筛，以去除未混匀的小颗粒或杂质；第五步装填模具采用电子天平准确称取第四步中筛分出的多孔聚酰亚胺复合材料的质量并装填入保持架模具内；第六步预加热处理将第五步中装好多孔聚酰亚胺复合材料的保持架模具放入120±5℃的干燥箱内保温20~40分钟；第七步限位压制将保持架模具从干燥箱内取出后放置于实验室用压机中对其进行限位加压，并保压5~8分钟，所述实验室用压力机的压力控制在400~600kg/cm²，所述的限位加压是指在压制过程中用芯子来控制管坯的高度；第八步烧结成型将压制后的装填有多孔聚酰亚胺复合材料的保持架模具进行脱模而制得保持架管坯，然后将保持架管坯放入程控式烧结炉中进行烧结，根据保持架管坯的内、外径尺寸及壁厚大小制定烧结工艺，按照烧结工艺烧结成型，当炉温降为室温后，取出保持架管坯；所述第六步预加热处理的具体工艺为：D≥100mm，保温时间为35～40min；50mm≤D＜100mm，保温时间为30～35min；D＜50mm，保温时间为20～30min；所述第七步限位压制的具体工艺为：D≥100mm，压力为400～500 kg/cm²，保压时间为6～8min；50mm≤D＜100mm，压力为400～500 kg/cm²，保压时间为5～6min；D≥100mm，压力为500～600 kg/cm²，保压时间为5min。