一種碳纖維發(fā)熱管的加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電熱元件領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種碳纖維發(fā)熱管的加工工
-H-
O
【背景技術(shù)】
[0002]以金屬材料為發(fā)熱體的電加熱技術(shù)已在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是金屬絲在高溫狀態(tài)下表面易氧化，由于氧化層不斷的增厚，造成了有效通過電流的面積減小，增大了電流的負(fù)荷，因此易燒斷。碳纖維以其固有的特性賦予了其復(fù)合材料優(yōu)異的性能，它具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，從而為其在電熱行業(yè)中的應(yīng)用提供了可能和必然。
[0003]采用傳統(tǒng)加工工藝加工出的碳纖維發(fā)熱管的內(nèi)部為棒狀或束狀的碳纖維，在同等體積的外管內(nèi)所能容納的發(fā)熱纖維較少，穩(wěn)定性不高，使用壽命較短，為此我們提供一種碳纖維發(fā)熱管的加工工藝，使得經(jīng)該工藝加工出的碳纖維發(fā)熱管能具有穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能使得加工出的碳纖維發(fā)熱管穩(wěn)定性高、使用壽命更長(zhǎng)的加工工藝。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種碳纖維發(fā)熱管的加工工藝，包括如下步驟:
1)將碳纖維編織成長(zhǎng)條狀的碳纖維絲；
2)將步驟I)所得的碳纖維絲用編織機(jī)編織成碳纖維條；
3)將步驟2)所得的碳纖維條交錯(cuò)的纏繞在石英管上；
4)對(duì)步驟3)中纏繞在石英管上的碳纖維條進(jìn)行成型處理；
5)對(duì)步驟4)中成型處理后的碳纖維條進(jìn)行固化處理；
6)將步驟5)中固化后的碳纖維條的兩端連接電極；
7)將步驟6)中接入電極后的碳纖維條、鉬桿以及鉬片按照順序連接好后裝入到納米加熱石英管中；
8)對(duì)步驟7)中的納米加熱石英管的兩端進(jìn)行封裝處理；
9)將步驟8)中封裝處理后的納米加熱石英管兩端焊接導(dǎo)線；
10)對(duì)步驟9)中焊接導(dǎo)線后的納米加熱石英管進(jìn)行抽真空處理或向納米加熱石英管充入惰性氣體。
[0006]作為優(yōu)選，步驟3)中的成型處理包括如下步驟:
步驟a、取成型劑；
步驟b、將石英管連同碳纖維條整體都浸泡于成型劑內(nèi)；
步驟C、浸泡I?2h之后，將石英管與碳纖維條整體取出。
[0007]作為優(yōu)選，步驟a中的成型劑由樹脂與固化劑按照10:1的比例配比而成。
[0008]作為優(yōu)選，步驟5)中的固化處理包括如下步驟:
步驟一、將固化爐的溫度加熱到2000°C ±10°C ;
步驟二、將碳纖維條放入到固化爐內(nèi)進(jìn)行熱處理；
步驟三、I?1.5小時(shí)后取出固化爐內(nèi)的碳纖維條。
[0009]作為優(yōu)選，纏繞在石英管上的碳纖維條的兩端還套設(shè)有石英柱。
[0010]本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)相比具有:在石英管的兩端增設(shè)有石英柱，石英柱套在碳纖維條上，從而就可以利用石英柱來(lái)實(shí)現(xiàn)碳纖維條的緊固，避免了因碳纖維條的滑動(dòng)而帶來(lái)的局部溫度過高的現(xiàn)象；同時(shí)由于納米加熱石英管內(nèi)為真空，而且還具有一定長(zhǎng)度的冷卻區(qū)，這樣就能使得納米加熱石英管能夠承受較高的溫度，兩端的壓頭不容易爆裂開口，從而能夠有效延長(zhǎng)納米加熱石英管的使用壽命，而且即使在納米加熱石英管發(fā)生爆裂時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生爆炸效果，進(jìn)而能確保使用的安全性。
【具體實(shí)施方式】
[0011]一種碳纖維發(fā)熱管的加工工藝，包括下面的步驟:
第一步、根據(jù)發(fā)熱管的型號(hào)以及需要的碳纖維條的長(zhǎng)度，將碳纖維編織成長(zhǎng)條狀的碳纖維絲；
第二步、將長(zhǎng)條狀的碳纖維絲用編織機(jī)進(jìn)行編織，把碳纖維絲編織成3mm左右的碳纖維條；
第三步、把碳纖維條交叉纏繞在石英管上，布滿石英管的表面，利用石英管對(duì)碳纖維條形成初步的支撐；
第四步、對(duì)中纏繞在石英管上的碳纖維條進(jìn)行成型處理，該成型處理包括下面的步驟:
步驟a、把樹脂與固化劑按照10:1的比例配成成型劑；
步驟b、將石英管連同碳纖維條整體都浸泡到成型劑內(nèi)；
步驟C、浸泡I?2h之后，將石英管與碳纖維條再整體取出。
[0012]其中，浸泡時(shí)長(zhǎng)為I?2h，碳纖維條的浸泡時(shí)長(zhǎng)最好為1.5小時(shí)，因?yàn)?.5小時(shí)的浸泡時(shí)長(zhǎng)，成型劑的滲透效果基本達(dá)到最大化，也就是說(shuō)此時(shí)的碳纖維條能達(dá)到一個(gè)較佳的浸泡效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳纖維條的初步定型，增強(qiáng)整個(gè)碳纖維條的硬度的目的，同時(shí)考慮到浸泡的時(shí)間再延長(zhǎng)，對(duì)于碳纖維條的成型效果改變不大，故最好浸泡1.5小時(shí)，這樣又能在一定程度上節(jié)約碳纖維條的浸泡時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0013]第五步、對(duì)成型處理后的碳纖維條進(jìn)行固化處理，該固化處理包括下面的步驟: 步驟一、首先將固化爐的溫度加熱到2000°C左右，溫度差值左右不超過10°C ；
步驟二、再將碳纖維條放入到固化爐內(nèi)進(jìn)行熱處理；
步驟三、熱處理I?1.5小時(shí)后從固化爐內(nèi)取出碳纖維條。
[0014]在將碳纖維條裝入納米加熱石英管內(nèi)之前，對(duì)碳纖維條進(jìn)行了固化處理，進(jìn)一步提高了碳纖維條的硬度，這樣在碳纖維條裝入納米加熱石英管內(nèi)之后，碳纖維條就具有較高的穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生傾斜現(xiàn)象，避免了碳纖維條與納米加熱石英管內(nèi)壁的接觸，從而也就不會(huì)造成納米加熱石英管內(nèi)壁的局部溫度過高，進(jìn)而延長(zhǎng)了碳纖維發(fā)熱管的使用壽命。
[0015]需要說(shuō)明的是，固化爐的溫度控制在2000°C的時(shí)候，碳纖維條的固化效果最好，得到的碳纖維條的硬度最高。
[0016]第六步、在固化后的碳纖維條的兩端連接電極；
第七步、取一根納米加熱石英管，將石英管和纏繞于石英管上的碳纖維條、鉬桿以及鉬片按照順序連接好后裝入到納米加熱石英管內(nèi)，其中鉬桿的一端和電極連，另一端和鉬片連，而鉬片則和絕緣瓷連接在一起，鉬片和電極之間的區(qū)域形成冷卻區(qū)，并保證納米加熱石英管兩端的冷卻區(qū)均具有一定的長(zhǎng)度。
[0017]在該步驟中，考慮到纏繞在石英管上的碳纖維條會(huì)沿著石英管的長(zhǎng)度方向進(jìn)行滑動(dòng)，造成石英管上的碳纖維條局部緊湊，致使緊湊處碳纖維條發(fā)熱過多而溫度過高，故在石英管的兩端還增設(shè)有石英柱，石英柱套在碳纖維條上，從而就可以利用石英柱來(lái)實(shí)現(xiàn)碳纖維條的緊固，避免了因碳纖維條的滑動(dòng)而帶來(lái)的局部溫度過高的現(xiàn)象。
[0018]同時(shí)也可以在碳纖維條和鉬桿的連接處也增設(shè)石英套柱，使石英套柱能夠緊緊的將碳纖維條和鉬桿固定在一起，避免在加熱過程中鉬桿和碳纖維條的脫離，影響到加熱效果O
[0019]確保納米加熱石英管兩端的冷卻區(qū)具有一定的長(zhǎng)度，因?yàn)檫@樣能夠有利于碳纖維條在加熱過程中的冷卻，進(jìn)一步延長(zhǎng)碳纖維條的使用壽命。
[0020]第八步、在納米加熱石英管的兩端分別進(jìn)行加熱擠壓，加熱軟化后的納米加熱石英管在模具的夾持下，使其兩端分別各形成一個(gè)壓頭，實(shí)現(xiàn)納米加熱石英管內(nèi)部的密封，完成納米加熱石英管的封裝，同時(shí)要保證這兩個(gè)鉬片分別對(duì)應(yīng)的固定在這兩個(gè)壓頭中。
[0021]第九步、在納米加熱石英管兩端分別固定絕緣瓷，鉬片固定位于絕緣瓷內(nèi)，將導(dǎo)線和鉬片焊接在一起，這樣導(dǎo)線就可以通過鉬片實(shí)現(xiàn)和納米加熱石英管內(nèi)部的鉬桿、電極的連接。
[0022]第十步、在納米加熱石英管的冷卻區(qū)上開設(shè)一個(gè)排氣孔，從排氣孔對(duì)向納米加熱石英管進(jìn)行抽真空，抽真空完成后將排氣孔封住。
[0023]在冷卻區(qū)開設(shè)排氣孔，這樣就不會(huì)在納米加熱石英管的中部形成薄弱點(diǎn)，有效的防止了納米加熱石英管在發(fā)熱過程中的破裂，同時(shí)由于納米加熱石英管內(nèi)為真空，而且還具有一定長(zhǎng)度的冷卻區(qū)，這樣就能使得納米加熱石英管能夠承受較高的溫度，兩端的壓頭不容易爆裂開口，從而能夠有效延長(zhǎng)納米加熱石英管的使用壽命，而且即使在納米加熱石英管發(fā)生爆裂時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生爆炸效果，進(jìn)而能確保使用的安全性。
[0024]當(dāng)然也可以從排氣孔向納米加熱石英管內(nèi)充入惰性氣體，這樣也能達(dá)到同樣的效果，此次不作贅述。
[0025]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳纖維發(fā)熱管的加工工藝，包括如下步驟: 1)將碳纖維編織成長(zhǎng)條狀的碳纖維絲； 2)將步驟I)所得的碳纖維絲用編織機(jī)編織成碳纖維條； 3)將步驟2)所得的碳纖維條交錯(cuò)的纏繞在石英管上； 4)對(duì)步驟3)中纏繞在石英管上的碳纖維條進(jìn)行成型處理； 5)對(duì)步驟4)中成型處理后的碳纖維條進(jìn)行固化處理； 6)將步驟5)中固化后的碳纖維條的兩端連接電極； 7)將步驟6)中接入電極后的碳纖維條、鉬桿以及鉬片按照順序連接好后裝入到納米加熱石英管中； 8)對(duì)步驟7)中的納米加熱石英管的兩端進(jìn)行封裝處理； 9)將步驟8)中封裝處理后的納米加熱石英管兩端焊接導(dǎo)線； 10)對(duì)步驟9)中焊接導(dǎo)線后的納米加熱石英管進(jìn)行抽真空處理或向納米加熱石英管充入惰性氣體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于:步驟3)中的成型處理包括如下步驟: 步驟a、取成型劑； 步驟b、將石英管連同碳纖維條整體都浸泡于成型劑內(nèi)； 步驟C、浸泡I?2h之后，將石英管與碳纖維條整體取出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工工藝，其特征在于:步驟a中的成型劑由樹脂與固化劑按照10:1的比例配比而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于:步驟5)中的固化處理包括如下步驟: 步驟一、將固化爐的溫度加熱到2000°C ±10°C ; 步驟二、將碳纖維條放入到固化爐內(nèi)進(jìn)行熱處理； 步驟三、I?1.5小時(shí)后取出固化爐內(nèi)的碳纖維條。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于:纏繞在石英管上的碳纖維條的兩端還套設(shè)有石英柱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維發(fā)熱管的加工工藝，其技術(shù)方案要點(diǎn)是包括如下步驟：將碳纖維編織成長(zhǎng)條狀的碳纖維絲；將所得的碳纖維絲用編織機(jī)編織成碳纖維條；將所得的碳纖維條交錯(cuò)的纏繞在石英管上；對(duì)纏繞在石英管上的碳纖維條進(jìn)行成型處理；對(duì)成型處理后的碳纖維條進(jìn)行固化處理；將固化后的碳纖維條的兩端連接電極；將接入電極后的碳纖維條、鉬桿以及鉬片按照順序連接好后裝入到納米加熱石英管中；對(duì)納米加熱石英管的兩端進(jìn)行封裝處理；將封裝處理后的納米加熱石英管兩端的電極上焊接導(dǎo)線；對(duì)焊接導(dǎo)線后的納米加熱石英管進(jìn)行抽真空處理或向納米加熱石英管充入惰性氣體。本發(fā)明加工出的碳纖維發(fā)熱管上的碳纖維條的穩(wěn)定性高、使用壽命更長(zhǎng)。
【IPC分類】B29C70/40
【公開號(hào)】CN105128359
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510384048
【發(fā)明人】吳國(guó)棟
【申請(qǐng)人】蘇州國(guó)宇碳纖維科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日