1、硬毡工艺设计参考 一、 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。 二、 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
2、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 X H 20 1 X 1.2 20 H 60 X 1.4 H 60 1.5 2.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
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/mm D 800 30 800 D 1200 30 L 40 1200 D 1600 30 L 5
4、0 D 1600 30 L 60 4.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 /% 10 14 11 21% 20 24 21 13% 30 36 32 11% 40 48 42 13% 50 60 52.5 13% 60 70 62.5 11% H 60 8%-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
5、。 （ 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-w n，每瓣长 l=L/n，每瓣长 l450mm，瓣数 n 2；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
6、） /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）。 三、 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
7、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
8、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.
9、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） 20 0 0 160 140 60 60 2.333 160 0 120 180 0.000 240 80 60 240 1.333 240 0 240 480 0.000 040801201602002402800 60 120 180 240 300 360 420 480 540温度 / 总时长 /min 烘箱固化时间 -温度图 热压机温度时间表 温度 / 温差 / 耗时 /min 总时长 /min 升温速率 /( /min） 20 0 0 80 60 6
10、0 60 1.000 80 0 60 120 0.000 160 80 60 180 1.333 160 0 120 300 0.000 200 40 60 360 0.667 200 0 120 480 0.000 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） 20 0 0 300 280 90 90 3.111 700 400 240 330 1.667 700 0 180 510 0.000 040801201602002400 60 120 180 240 300 360 420 480 540温度 / 总时长 /min
11、热压机升温时间 -温度图 01002003004005006007008000 60 120 180 240 300 360 420 480 540温度 / 总时长 /min 碳化炉（ 4#）升温时间 -温度图 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） 20 0 0 400 380 120 120 3.167 700 300 150 270 2.000 1050 350 240 510 1.458 1050 0 10 520 0.000 1600 550 240 760 2.292 1600 0 60 820 0.000
12、 2200 600 360 1180 1.667 2200 0 120 1300 0.000 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。 0200400600800100012001400160018002000220024000 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080温度 / 总时长 /min 小真空炉（ 1#）高温时间 -温度图
