硬毡工艺设计参考

硬毡工艺设计参考1、 理解客户需求根据销售所提供的客户产品需求，对产品进行系类划分。现行产品主要分为以下几大类：1. 光伏行业：主要包括单晶和多晶炉热场，涉及的产品有各类型炉底炉盖（单晶炉热场），素毡保温硬毡（多晶铸锭热场）。2. 冶金行业：产品特征为表面贴布贴纸，或者单贴碳布，一般不单帖碳纸。3. 桶材及异形件：视具体情况而定。2、 设计原则1. 原材料最省（1） 结合库存原材料来设计坯体尺寸，保证原材料裁剪边角料最少。库存原材料软毡常见宽度为1000、1100、1200mm；石墨纸宽度为1000mm；碳布宽度为1000mm。（2） 不同产品类型对原材料选择不同，板材类产品选碳毡做原材料，筒材类产品需使用石墨毡作为原材料。同种类型、同种厚度的产品可以放在同一坯体中。（3） 坯体尺寸：长宽比不宜太大，长度方向：宽度介于1-1.5之间。说明：长宽比太大容易导致坯体变形，产品厚度与长宽比成正比关系，可以根据厚度适当调整长宽比。产品厚度H/mm建议长宽比XH201X1.220H60X1.4H601.52. 操作简单易行（1） 设计坯体尺寸需考虑下料的易行性，减少下料工作量。下料精度控制在10mm以内。（2） 原材料需拼接的要保证产品的强度，拼接缝隙要错开，最好是采用横纵交错。拼接边角宽度不小于20cm。（3） 圆形和环形产品拼接时，每两层（不超过四层）铺叠一层整毡。每层瓣数控制在4-6瓣，直径超1400mm可以适当增加瓣数，但不能超过8瓣。3. 保证机加余量（1） 板材类产品，长宽方向预留机加余量每边20-30mm。机加刀具选择6-10mm平底刀，刀具直径越大，预留余量越大。存在一块坯体需切多块产品时，需将刀具直径计算在预留余量里面。（2） 桶材类产品，高度方向预留加工余量每端30-50mm，直径越大，预留量越大，最大不超过60mm。桶材直径D/mm每端预留余量L/mmD80030800D120030L401200D160030L50D160030L604. 产品厚度（1） 板材类产品厚度需根据原材料的密度以及厚度和客户对产品密度要求而定。一般产品在制坯时压缩量控制在8%-21%之间。具体可参考下表。压缩量需结合当前批次原材料的质量定。产品厚度H/mm下料厚度/mm等高块高度/mm压缩量/%10141121%20242113%30363211%40484213%506052.513%607062.511%H608%-11%压缩量随产品的厚度增加而递减（2） 根据客户需求，桶壁正公差则需要在制坯过程中桶壁厚度适当增加5mm厚软毡。（3） 桶材类产品石墨纸、碳布、石墨毡用量计算公式： 产品尺寸：（D-d）H；坯体尺寸单位mm。1) 产品模具：内模d（H+200）；2) 外模总长：L=D-wn，每瓣长l=L/n，每瓣长l450mm，瓣数n2；外模高度大于坯体高度20-50mm。（w取值在5-7之间，随着n的增加，w取值减小）3) 保护层石墨纸长度：L1=d+50；内层石墨纸长度：L2=L1；内层碳布长度：L3=L1；外层碳布长度：L4=D+100；外层石墨纸长度：L5=L4。4) 为了制作方便，石墨软毡长度设计计算不宜超过12m；软毡层数计算：n=（D-d）/2）/10，大直径壁厚较厚的产品每2层或3层作为一张毡子下料。软毡下料总长度L=n（D+d）/2；每一张软张需给300-500mm的操作余量（制作搭接口）。3、 现行工艺1. 各粘结剂中组分比例（重量比）及用处（1） AB胶，主要成分为环氧树脂，高温残碳含量较低，碳骨架具有一定的韧性，主要用于软毡层间粘结。各组分比例=A胶：B胶：酒精：粗石墨粉=8：32：1：10；其中酒精用量需要根据实际情况进行增减，保证粘结剂的流动性和粘稠度。（2） D胶，主要成分为酚醛树脂，高温后残碳含量较高，形成玻璃碳骨架，具有一定的强度，同时较脆，主要用于石墨纸和碳布的粘结以及碳布和软毡的粘结。桶材制作的黏胶基全为D胶。各组分比例=浓酚醛：酒精：石墨粉=30：1：8；其中酒精用量需要根据实际情况进行增减，保证粘结剂的流动性和粘稠度。（3） 浸渍料，是用酒精稀释酚醛树脂的来的，主要用于软毡的增密及成型。酒精和酚醛的比例需更具客户对产品密度的要求进行调配。常用比例为=酒精：浓酚醛=3：1（涂刷料）；酒精：浓酚醛=4：1（浸甩料）；酒精用量需要结合实际情况进行增减。（4） 涂层硬化胶，用于单晶类产品涂层之前对产品表面进行硬化和封孔处理。各组分比例=浓酚醛：A胶：B胶：细石墨粉=35：3：12：10；可以根据胶液的流动性添加酒精做稀释剂。（5） 石墨粉涂层胶，用于单晶产品表面涂层处理。各组分比例=股溶胶：细石墨粉=配比待定。2. 温度产品高温处理温度由客户指定，单多晶类产品使用温度一般在1600以下，冶金类产品使用温度在1400以下。产品处理温度需高于客户使用温度，也不宜太高，超过100-150即可。保温时间需根据产品的厚度进行增减，产品越厚高温过程中热量传送越慢，需要延长高温保温时间，保温时间在2-4小时。板材类产品在装炉过程（碳化和高温阶段）中，每隔一定的厚度需添加石墨板作为导热层，导热层之间的产品厚度不宜超过150mm；筒材类产品在高温处理时内圆需内衬模具，保证产品形变量。3. 部分工艺温度曲线（仅供参考）烘箱固化温度时间表温度/温差/耗时/min总时长/min升温速率/(/min）200016014060602.333 16001201800.000 24080602401.333 24002404800.000 热压机温度时间表温度/温差/耗时/min总时长/min升温速率/(/min）2000806060601.000 800601200.000 16080601801.333 16001203000.000 20040603600.667 20001204800.000 碳化炉（4#）温度时间表温度/温差/耗时/min总时长/min升温速率/(/min）200030028090903.111 7004002403301.667 70001805100.000 小真空炉（1#）高温温度时间表温度/温差/耗时/min总时长/min升温速率/(/min）20004003801201203.167 7003001502702.000 10503502405101.458 10500105200.000 16005502407602.292 16000608200.000 220060036011801.667 2200012013000.000 说明：1#小真空炉在高温过程中，温度达到1050时需要手动将热电偶测温切换成红外测温仪测温，中间转换过程中需保供率手动升温。小真空炉改造之后可以适当的增加升温速率，需结合改造之后发热体和电极承受能力进行增减。碳化高温温度时间表温度/温差/耗时/min总时长/min升温速率/(/min）2000 20018060603.000 450250901502.778 6001501503001.000 12006002105102.857 12000305400.000 16004001206603.333 20004001508102.667 200001209300.000 说明：碳化高温是指产品没有经过碳化处理，直接进入高温处理，此时产品中含有大量的未分解的大分子物质，如果升温太过剧烈容易导致产品产生变形、开裂和石墨纸表面气泡等不良现象，同时可能会导致真空炉排气管道堵塞。所以在600-1200之间延长升温时间，控制升温速率在2.5/min以下。如果不是在产品交期紧急的情况下是不建议采用碳化-高温段同时处理的！大真空炉（3#）升温温度时间表温度/温差/耗时/min总时长/min升温速率/(/min）20040038090904.222 12008002403303.333 16004001805102.222 16000605700.000 20004001507202.667 20