一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺，它包括：配制石墨生坯粉料；将配制好的石墨生坯粉料放入液压机专用空芯模具中进行预成型和脱模；将成型后的坯料装入模套后进行抽真空；将抽真空后的坯料放入冷等静压机中进行压制，压制压力150～180MPa，获得生坯；生坯焙烧、浸渍；石墨化并获得成品。本发明专利技术的生产规格和品种多样化，可根据用户的需求使用不同规格的液压机专用空芯模具生产得到多样化的石墨圆形空芯坯料，坯料的外径、内径及高度均可根据产品需求任意设计；密度高，最终各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的密度可达1.87～1.90g/cm2；内外密度均匀，坯料内圈与外圈的密度差在1%以内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺。
技术介绍
等静压石墨材料具有良好的导电、导热性能，同时具有耐高温强度和耐腐蚀性能好、自润滑、体积密度高、易于技工等一系列特点，并与当今高科技前沿技术紧密相连，在新能源、航空航天等许多领域得到了广泛的应用。目前，各向同性等静压石墨生产厂家所生产的各种圆形石墨坯料主要以实心坯料为主，它具有以下缺点(I)产品规格单一，对于一些要求提供空芯产品的需求者来说，实心坯料不但增加了原料采购的成本，而且也大大增加了后加工工作量，造成极大的浪费；(2)石墨制品的密度较低，低密度的石墨制品往往不能达到工艺使用要求；(3)坯料内外密度差较大，内 外密度相差达5% 8%。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产规格和品种多样化，密度高，且内外密度均匀的高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺，它包括以下步骤S1:配制石墨生坯粉料，其配制过程为SlOl :制粉将二次焦、高温浙青和各向同性焦进行粉碎磨粉，制成平均粒径为 I 15um的细粉；S102 :将按比例配好的粉料在强力混捏机中进行混捏，混捏温度180 220°C，混捏时间I 1. 5h ;将混捏的热料进行轧片，轧制温度为170 230°C，轧制次数为3 6次；S103 :冷却后的料片经二次破碎后加热到30 85°C，二次破碎的破碎粒度为O.5 Imm ；S2 :将配制好的石墨生坯粉料放入液压机专用空芯模具中进行预成型和脱模；S3 :将成型后的坯料装入模套后进行抽真空，真空度18000 25000Pa ；S4 :将抽真空后的坯料放入冷等静压机中进行压制，压制压力150 180MPa，获得生坯；S5 :生坯焙烧、浸溃将生坯装入金属坩埚中并置于焙烧炉内进行焙烧，以每小时 I 15°C的升温速度升温至1300°C，完成第一次焙烧，冷却出炉后置于大于200°C的温度和2.OMpa的压强下采用中温浙青作为浸溃剂，浸溃3h以上，以此完成第一次浸溃，将第一次浸溃后的坯体装入焙烧炉中进行第二次焙烧，第二次焙烧后的坯体自然冷却后，置于大于 320°C的温度和3. 5MPa的压强下采用高温浙青浸溃4h以上，完成第二次浸溃，第二次浸溃后的坯体进行第三次焙烧，第二、第三次焙烧的温度为800 1100°C ；S6 :石墨化并获得成品将经过第三次焙烧后的坯体用保温材料包覆，放置于石墨化炉中以每小时不低于100°c的升温速度升温至2900°C，石墨化完成后，冷却出炉制得石墨圆形空芯坯料。本专利技术步骤S102所述的粉料由以下重量百分比的组分构成二次焦65 75，高温浙青20 24，各向同性焦I 5。本专利技术所述的液压机专用空芯模具包括模具本体、上压头、下压头和芯杆，下压头安装于芯杆底部，上压头的中心位置设有与芯杆相匹配的芯杆孔，上压头通过芯杆孔套接在芯杆上，模具本体套接在上压头和下压头上。本专利技术所述的下压头上设有至少一个脱模孔。本专利技术所述的芯杆靠近下压头的一端设有垫块。本专利技术所述的垫块与芯杆采用一体化成型结构。本专利技术的有益效果是(I)生产规格和品种多样化，可根据用户的需求使用不同规格的液压机专用空芯模具生产得到多样化的石墨圆形空芯坯料，坯料的外径、内径及高度均可根据产品需求任意设计;(2)密度高，最终各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的密度可达1.87 1.90g/ cm3 ；(3)内外密度均匀，坯料内圈与外圈的密度差在1%以内。附图说明图1为本专利技术生产工艺的流程图2为本专利技术液压机专用空芯模具的结构示意图中，1-模具本体，2-上压头，3-下压头，4-芯杆，5-芯杆孔，6_脱模孔，7_垫块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例1如图1所示，一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺，它包括以下步骤S1:配制石墨生坯粉料，其配制过程为SlOl :制粉将二次焦、高温浙青和各向同性焦进行粉碎磨粉，制成平均粒径为 Ium的细粉；S102 :将按比例配好的粉料在强力混捏机中进行混捏，混捏温度180°C，混捏时间1. 5h ;将混捏的热料进行轧片，轧制温度为170°C，轧制次数为6次，其中，粉料由以下重量百分比的组分构成二次焦65，高温浙青24，各向同性焦I ;S103 :冷却后的料片经二次破碎后加热到85°C，二次破碎的破碎粒度为Imm ；S2 :将配制好的石墨生坯粉料放入液压机专用空芯模具中进行预成型和脱模；规格尺寸为外径0570_;内径013Omi 022Οπμ;高度520mm 620mm ;S3 :将成型后的坯料装入模套后进行抽真空，真空度18000Pa ；S4 :将抽真空后的坯料放入冷等静压机中进行压制，压制压力150MPa，获得生坯；S5 :生坯焙烧、浸溃将生坯装入金属坩埚中并置于焙烧炉内进行焙烧，以每小时 TC的升温速度升温至1300°c，完成第一次焙烧，冷却出炉后置于250°C的温度和2. OMpa 的压强下采用中温浙青作为浸溃剂，浸溃3. 5h，以此完成第一次浸溃，将第一次浸溃后的坯体装入焙烧炉中进行第二次焙烧，第二次焙烧后的坯体自然冷却后，置于350°C的温度和 3. 5MPa的压强下采用高温浙青浸溃4. 5h，完成第二次浸溃，第二次浸溃后的坯体进行第三次焙烧，第二、第三次焙烧的温度为1100°C ;S6 :石墨化并获得成品将经过第三次焙烧后的坯体用保温材料包覆，放置于石墨化炉中以每小时120°C的升温速度升温至2900°C，石墨化完成后，冷却出炉制得石墨圆形空芯坯料。实施例2如图1所示，一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺，它包括以下步骤S1:配制石墨生坯粉料，其配制过程为SlOl :制粉将二次焦、高温浙青和各向同性焦进行粉碎磨粉，制成平均粒径为 15um的细粉；S102 :将按比例配好的粉料在强力混捏机中进行混捏，混捏温度220°C，混捏时间 Ih ;将混捏的热料进行轧片，轧制温度为230°C，轧制次数为3次，其中，粉料由以下重量百分比的组分构成二次焦75，高温浙青20，各向同性焦5 ； S103 :冷却后的料片经二次破碎后加热到30°C，二次破碎的破碎粒度为O. 5mm ；S2 :将配制好的石墨生坯粉料放入液压机专用空芯模具中进行预成型和脱模；规格尺寸为外径0620mm;内径O] 30mm 022Omm ；高度520mm 660mm ;S3 :将成型后的坯料装入模套后进行抽真空，真空度25000Pa ；S4 :将抽真空后的坯料放入冷等静压机中进行压制，压制压力180MPa，获得生坯；S5 :生坯焙烧、浸溃将生坯装入金属坩埚中并置于焙烧炉内进行焙烧，以每小时 15°C的升温速度升温至1300°C，完成第一次焙烧，冷却出炉后置于220°C的温度和2. OMpa 的压强下采用中温浙青作为浸溃剂，浸溃3. 2h，以此完成第一次浸溃，将第一次浸溃后的坯体装入焙烧炉中进行第二次焙烧，第二次焙烧后的坯体自然冷却后，置于340°C的温度和 3. 5MPa的压强下采用高温浙青浸溃4. 2h，完成第二次浸溃，第二次浸溃后的坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度各向同性等静压石墨圆形空芯坯料的生产工艺，其特征在于：它包括以下步骤：S1：配制石墨生坯粉料，其配制过程为：S101：制粉：将二次焦、高温沥青和各向同性焦进行粉碎磨粉，制成平均粒径为1～15um的细粉；S102：将按比例配好的粉料在强力混捏机中进行混捏，混捏温度180～220℃，混捏时间1～1.5h；将混捏的热料进行轧片，轧制温度为170～230℃，轧制次数为3～6次；S103：冷却后的料片经二次破碎后加热到30～85℃，二次破碎的破碎粒度为0.5～1mm；S2：将配制好的石墨生坯粉料放入液压机专用空芯模具中进行预成型和脱模；S3：将成型后的坯料装入模套后进行抽真空，真空度18000～25000Pa；S4：将抽真空后的坯料放入冷等静压机中进行压制，压制压力150～180MPa，获得生坯；S5：生坯焙烧、浸渍：将生坯装入金属坩埚中并置于焙烧炉内进行焙烧，以每小时1～15℃的升温速度升温至1300℃，完成第一次焙烧，冷却出炉后置于大于200℃的温度和2.0Mpa的压强下采用中温沥青作为浸渍剂，浸渍3h以上，以此完成第一次浸渍，将第一次浸渍后的坯体装入焙烧炉中进行第二次焙烧，第二次焙烧后的坯体自然冷却后，置于大于320℃的温度和3.5MPa的压强下采用高温沥青浸渍4h以上，完成第二次浸渍，第二次浸渍后的坯体进行第三次焙烧，第二、第三次焙烧的温度为800～1100℃；?S6：石墨化并获得成品：将经过第三次焙烧后的坯体用保温材料包覆，放置于石墨化炉中以每小时不低于100℃的升温速度升温至2900℃，石墨化完成后，冷却出炉制得石墨圆形空芯坯料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆，尹学军，杨洪，陈垒，陈锐，
申请(专利权)人：雅安恒圣高纯石墨科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：