高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產工藝的製作方法
2023-05-05 03:49:31 2
專利名稱：高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石墨材料及其生產工藝，尤其是涉及一種適用於電火花加工用或可用於耐磨材料的高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產工藝。
背景技術：
現有的用於電火花的石墨材料或用於耐磨材料的石墨材料，大多是純度低、強度差、使用性能不好，耐磨性能差，使用壽命短，成本高。
發明內容
本發明的目的在於提供可適用於電火花加工用或可用於耐磨材料的高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好、使用壽命長的一種石墨材料。
本發明的另一個目的在於提供可適用於電火花加工用或可用於耐磨材料的高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好、使用壽命長的一種石墨材料的生產工藝。
本發明的第一個目的由如下技術方案實施高密度、高強度、耐磨石墨材料，其包括有乾料與粘結劑，經混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等製得，其中按重量份，乾料包括有煅後石油焦0～55，瀝青焦25～80，一階段粉15～40，石墨粉5～10混合；其中按重量份，每100份乾料，加入42份～48份的粘結劑。
按重量份，所述一階段粉是每100份炭黑，要加入溶化軟瀝青60～70份。
本發明的另一個目的由如下技術方案實施其包括有一階段粉製備；乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的製備按重量份首先將100份炭黑幹混15～25分鐘，達到溫度為80℃～120℃後，加入溫度為140℃～160℃的60～70份的溶化軟瀝青，混涅60分鐘～70分鐘，出料溫度140℃～160℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，在所述焙燒爐中焙燒，其經過230小時～250小時，升溫到1200℃～1250℃；然後再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，製成一階段粉；(2)乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊(a)乾料組成按重量份，煅後石油焦為0～55，瀝青焦25～80，一階段粉為15～40，石墨粉為5～10混合；
(b)乾料與粘結劑混涅將如(a)所述乾料在混捏鍋內幹混30～45分鐘，達到100℃～120℃，加入140℃～160℃的粘結劑，混涅70分鐘～90分鐘，其中按重量份，如(a)所述的每100份乾料，加入42份～48份的粘結劑，出料溫度為140℃～160℃出鍋，通過軋片兩次，片厚不大於3mm；(c)、二次磨粉、壓製成塊；將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然後將其壓製成塊；壓塊的形狀可根據具體情況壓製成不同形狀，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同。
(3)、焙燒工藝將壓製成型的碳塊裝入培燒爐內，在密閉的情況下把(2)所得的壓製品經過300～600小時加熱到1200℃～1250℃，得到焙燒製品；(4)、浸漬工藝將焙燒製品預熱到溫度為240～340℃，預熱時間為不少於8小時，裝入浸漬罐內進行浸漬，其中抽真空時間為不少於45分鐘，真空度不低於0.086Mpa，加壓壓力7～15kg/cm2，加壓時間不少於6小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的製品如(3)所述進行焙燒；所得焙燒製品可根據需要進行二次浸漬，三次焙燒或三次浸漬，四次焙燒得到焙燒品。
(6)、石墨化工藝將焙燒後的製品裝入石墨化爐內，在密閉的情況下通電，使得製品經過70～170小時，溫度達到2500～2800℃，即得石墨材料。
所述炭黑可以是噴霧炭黑、半補強碳黑、燈黑、槽黑等。
所述乾料組成中，其中石墨粉也可以採用天然石墨粉。
所述粘結劑可以是中溫煤瀝青或樹脂。
所述樹脂可以是呋喃樹脂、酚醛樹脂等。
本發明的優點是由該工藝生產出的石墨材料品質高，該石墨材料適用於電火花加工用或耐磨材料用，其具有高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好，使用壽命長的特性。
實施方式實施例1高密度、高強度、耐磨石墨材料，包括有乾料與粘結劑，經混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等製得，其中按重量份，乾料包括有瀝青焦80，一階段粉為15，石墨粉為5混合；其中按重量份，每100份乾料，加入42份的粘結劑。按重量份，一階段粉是每100份半補強碳黑，要加入溶化軟瀝青60份。
高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝包括有一階段粉製備；乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；
(1)、一階段粉的製備首先將100份半補強碳黑幹混15分鐘，達到溫度為80℃後，加入溫度為140℃的溶化軟瀝青60份，混涅60分鐘，出料溫度140℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊放入焙燒爐中進行焙燒，在焙燒爐中焙燒，其經過230小時，升溫到1200℃；然後再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，製成一階段粉；(2)乾料與粘結劑中溫煤瀝青混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊(a)乾料組成按重量份，瀝青焦80，一階段粉為15，石墨粉為5混合；(b)乾料與粘結劑混涅將如(a)的乾料在混捏鍋內幹混30分鐘，達到100℃，加入140℃的粘結劑，混涅70分鐘，其中按重量份，如(a)的每100份乾料，加入42份的粘結劑，出料溫度為140℃出鍋，通過軋片兩次，片厚為3mm；(c)、二次磨粉、壓製成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然後將其壓製成塊；壓塊的形狀可根據具體情況壓製成不同形狀，如320×270×100mm，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同，如壓機是500噸的，壓力是250kg/cm2，其壓塊的體積密度是1.42g/cm3。
(3)、焙燒工藝將壓製成型的碳塊320×270×100mm裝入培燒爐內，在密閉的情況下把(2)所得的壓製品經過320小時加熱到1200℃得到焙燒製品；(4)、浸漬工藝將焙燒製品預熱到溫度為240℃，預熱時間為5小時，裝入浸漬罐內進行浸漬，其中抽真空時間為45分鐘，真空度為0.086Mpa，加壓壓力為7kg/cm2，加壓時間為4小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的製品如(3)所述進行焙燒；(6)、石墨化工藝將焙燒後的製品裝入石墨化爐內，在密閉的情況下通電，使得製品經過70小時，溫度達到2500℃，即得石墨材料。
實施例2高密度、高強度、耐磨石墨材料，包括有乾料與粘結劑，經混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等製得，其中按重量份，乾料包括有煅後石油焦為55，瀝青焦30，一階段粉為20，石墨粉為10混合；其中按重量份，每100份乾料，加入48份的粘結劑。按重量份，一階段粉是每100份噴霧炭黑，要加入溶化軟瀝青70份。
高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝包括有一階段粉製備；乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的製備首先將噴霧炭黑100份幹混25分鐘，達到溫度為120℃後，加入溫度為160℃的溶化軟瀝青70份，混涅70分鐘，出料溫度160℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，其經過250小時，升溫到1250℃；然後再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，製成一階段粉；(2)乾料與粘結劑呋喃樹脂混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊(a)乾料組成按重量份，煅後石油焦為40，瀝青焦30，一階段粉為20，石墨粉為10混合；(b)乾料與粘結劑混涅將如(a)的乾料在混捏鍋內幹混45分鐘，達到120℃，加入160℃的粘結劑，混涅90分鐘，其中按重量份，如(a)的每100份乾料，加入48份的粘結劑，出料溫度為160℃出鍋，通過軋片兩次，片厚為2.5mm；(c)、二次磨粉、壓製成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然後將其壓製成塊；壓塊的形狀可根據具體情況壓製成不同形狀，如320×220×220mm，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同，如壓機是1000噸的，壓力是150kg/cm2，其壓塊的體積密度是1.50g/cm3。
(3)、焙燒工藝將壓製成型的碳塊320×220×220mm裝入培燒爐內，在密閉的情況下把(2)所得的壓製品經過500小時加熱到1250℃得到焙燒製品；(4)、浸漬工藝將焙燒製品預熱到溫度為300℃，預熱時間為6小時，裝入浸漬罐內進行浸漬，其中抽真空時間為45分鐘，真空度為0.086Mpa，加壓壓力為10kg/cm2，加壓時間為5小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的製品如(3)所述進行焙燒；所得焙燒製品可根據需要進行二次浸漬，三次焙燒得到焙燒品。
(6)、石墨化工藝將焙燒後的製品裝入石墨化爐內，在密閉的情況下通電，使得製品經過120小時，溫度達到2600℃，即得石墨材料。
實施例3高密度、高強度、耐磨石墨材料，包括有乾料與粘結劑，經混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等製得，其中按重量份，乾料包括煅後石油焦23份，瀝青焦33份，一階段粉為40份，天然石墨粉7份混合；其中按重量份，每100份乾料，加入45份的粘結劑。一階段粉是每100份槽黑，要加入溶化軟瀝青65份。
高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝，包括有一階段粉製備；乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的製備首先將100份槽黑幹混20分鐘，達到溫度為100℃後，加入溫度為150℃的溶化軟瀝青65份，混涅65分鐘，出料溫度150℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，在焙燒爐中焙燒，其經過240小時，升溫到1200℃；然後再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，製成一階段粉；(2)乾料與粘結劑中溫煤瀝青混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊(a)乾料組成按重量份，煅後石油焦為23，瀝青焦33，一階段粉為40，天然石墨粉為7混合；(b)乾料與粘結劑混涅將如(a)的乾料在混捏鍋內幹混40分鐘，達到110℃，加入150℃的粘結劑，混涅80分鐘，其中按重量份，如(a)的每100份乾料，加入45份的粘結劑，出料溫度為150℃出鍋，通過軋片兩次，片厚為2mm；(c)、二次磨粉、壓製成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然後將其壓製成塊；壓塊的形狀可根據具體情況壓製成不同形狀，如直徑為660×320mm圓柱體，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同，如壓機是1700噸的，壓力是230kg/cm2，其壓塊的體積密度是1.38g/cm3。
(3)、焙燒工藝；將壓製成型的碳塊直徑為660×320mm圓柱體裝入培燒爐內，在密閉的情況下把(2)所得的壓製品經過600小時加熱到1230℃得到焙燒製品；(4)、浸漬工藝將焙燒製品預熱到溫度為340℃，預熱時間為8小時，裝入浸漬罐內進行浸漬，其中抽真空時間為45分鐘，真空度為0.086Mpa，加壓壓力為13kg/cm2，加壓時間為6小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的製品如(3)所述進行焙燒；所得焙燒製品可進行三次浸漬，四次焙燒得到焙燒品。
(6)、石墨化工藝；將焙燒後的製品裝入石墨化爐內，在密閉的情況下通電，使得製品經過170小時，溫度達到2700℃，即得石墨材料。
權利要求
1.一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，其包括有乾料與粘結劑，經混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等製得，其中按重量份，乾料包括有煅後石油焦0～55，瀝青焦25～80，一階段粉15～40，石墨粉5～10混合；其中按重量份，每100份乾料，加入42份～48份的粘結劑。
2.根據權利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，按重量份，所述一階段粉是每100份炭黑，要加入溶化軟瀝青60～70份。
3.根據權利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝，其特徵在於其包括有一階段粉製備；乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的製備按重量份首先將100份炭黑幹混15～25分鐘，達到溫度為80℃～120℃後，加入溫度為140℃～160℃的60～70份的溶化軟瀝青，混涅60分鐘～70分鐘，出料溫度140℃～160℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，在所述焙燒爐中焙燒，其經過230小時～250小時，升溫到1200℃～1250℃；然後再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，製成一階段粉；(2)乾料與粘結劑混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊(a)乾料組成按重量份，煅後石油焦為0～40，瀝青焦25～80，一階段粉為15～40，石墨粉為5～10混合；(b)乾料與粘結劑混涅將如(a)所述乾料在混捏鍋內幹混30～45分鐘，達到100℃～120℃，加入140℃～160℃的粘結劑，混涅70分鐘～90分鐘，其中按重量份，如(a)所述的每100份乾料，加入42份～48份的粘結劑，出料溫度為140℃～160℃出鍋，通過軋片兩次，片厚不大於3mm；(c)、二次磨粉、壓製成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然後將其壓製成塊；(3)、焙燒工藝將壓製成型的碳塊裝入培燒爐內，在密閉的情況下把(2)所得的壓製品經過300～600小時加熱到1200℃～1250℃，得到焙燒製品；(4)、浸漬工藝將焙燒製品預熱到溫度為240～340℃，預熱時間為不少於8小時，裝入浸漬罐內進行浸漬，其中抽真空時間為不少於45分鐘，真空度不低於0.086Mpa，加壓壓力7～15kg/cm2，加壓時間不少於6小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的製品如(3)所述進行焙燒；(6)、石墨化工藝將焙燒後的製品裝入石墨化爐內，在密閉的情況下通電，使得製品經過70～170小時，溫度達到2500～2800℃，即得石墨材料。
4.根據權利要求2所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，所述炭黑可以是噴霧炭黑、半補強碳黑、燈黑、槽黑等。
5.根據權利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝，其特徵在於，所述炭黑可以是噴霧炭黑、半補強碳黑、燈黑、槽黑等。
6.根據權利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，所述乾料組成中，其中石墨粉也可以採用天然石墨粉。
7.根據權利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝，其特徵在於，所述乾料組成中，其中石墨粉也可以採用天然石墨粉。
8.根據權利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，所述粘結劑可以是中溫煤瀝青或樹脂。
9.根據權利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝，其特徵在於，所述粘結劑可以是中溫煤瀝青或樹脂。
10.根據權利要求8所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，所述樹脂可以是呋喃樹脂、酚醛樹脂等。
11.根據權利要求9所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產工藝，其特徵在於，所述樹脂可以是環氧樹脂、酚醛樹脂等。
12.根據權利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特徵在於，所得焙燒製品可根據需要進行二次浸漬，三次焙燒或三次浸漬，四次焙燒得到焙燒品。
全文摘要
本發明公開了一種適用於電火花加工用或可用於耐磨材料的高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產工藝。其包括有乾料與粘結劑，經混涅，軋片，二次磨粉、壓製成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等製得。優點是由該工藝生產出的石墨材料品質高，該石墨材料適用於電火花加工用或耐磨材料用，其具有高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好，使用壽命長的特性。
文檔編號C01B31/04GK1583557SQ200410044348
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月27日 優先權日2004年5月27日
發明者靳登永, 張鳳英, 任澤軍, 張佃宏, 孫慧, 趙龍, 石建平, 南效凱, 趙旭江 申請人:興和興永碳素有限公司