[发明专利]一种生产等静压石墨的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨材料的制造方法，特别是机械性能优异、具有等静压各向同 性石墨材料的工艺方法。

背景技术

石墨材料具有耐高温、耐腐蚀、自润滑等特性，在许多领域得到了广泛应用。 随着科技发展，各个应用领域对石墨材料性能提出了更高的要求。石墨材料通常 采用煅烧焦作为骨料炭、改性沥青作为粘结剂，经机械混合后成型、炭化、浸渍 以及石墨化热处理制得。但是，上述工艺中，三分之一以上粘结剂在焙烧过程中 分解挥发，造成填料与粘结剂之间的体积收缩差异，最终造成石墨材料具有较高 的气孔率、结构均匀程度差、界面明显等缺点，导致最终材料的机械强度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产等静压石墨的工艺方法，以使石墨材料具有高 机械强度、低气孔率和优异表面精细加工特性。

本发明的目的是这样实现的：一种生产等静压石墨的工艺方法，按以下步骤 进行：

a)、气流粉碎

煅烧石油焦或沥青焦经粗碎后用气流粉碎机进行粉碎，制成平均粒径为5～ 20μm的焦粉；

b)、一次混捏、轧片

按一定配比将焦粉与改性沥青在常压下混捏，混捏时间0.3～2.5h，温度 140～180℃，糊料混捏完毕后趁热轧片，轧片温度130～170℃，轧片次数1～10 次；

c)、挤出成型

糊料冷却后破碎至2mm以下，用螺杆挤出机挤压成Φ6～10mm的细长棒；

d)、快速炭化

将细长棒置入高压釜中，在500～650℃、0.5～2.5MPa压力下，加压炭化， 时间1～10h；

e)、破碎、筛分

炭化后破碎并过100～200目筛；

f)、二次混捏、轧片

将过筛的焦粉按一定比例与改性沥青进行混捏、轧片；

g)、破碎、筛分

破碎并过60～150目筛，制得压粉；

h)、预成型

将压粉装入钢制模具中，在100～200kg/cm²压力下预成型；或者，采用橡胶 套振动真空装料进行预成型；

i)、等静压成型、焙烧、浸渍、石墨化

预成型好的坯体经过等静压成型、浸渍、焙烧、石墨化等后续工艺后就制成 了等静压石墨；其中，等静压成型是在100～180MPa压力下冷压成型，保压10 分钟后脱模；等静压成型后的坯体在N₂保护下以10℃/h的升温速率升温至900～ 1000℃，此为一次焙烧；冷却出炉后在260℃、3.0MPa压力下，采用中温沥青浸 渍4h，此为一次浸渍；然后，进行二次焙烧，温度800～900℃；二次焙烧后的 坯体自然冷却后，再次在320℃、3.5MPa压力下，采用高温沥青浸渍4h，此为 二次浸渍；然后，进行三次焙烧，温度800～900℃；三次焙烧后的坯体置于中 频感应加热的石墨化炉中，在Ar保护下以150℃/h的升温速率升温至2500℃， 恒温1h，制得成品。

上述b步和f步中焦粉与改性沥青的配比为：60～73∶40～27。

上述h步预成型前，压粉中加入0.5～2wt％油酸。

采用本发明工艺方法经反复多次试验，并对最终石墨化材料的性能进行了分 析测试，测试结果见下：