[发明专利]一种用于火车铸钢轮铸造模具的石墨材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于火车铸钢轮铸造模具的石墨材料的制备方法，其特征在于，包括：

原料处理和配料过程：将煅后石油焦进行中碎、磨粉、筛分处理，形成多种粒度的炭质颗粒料和粉料，并进行混合配料；

混捏过程：将炭质颗粒料、粉料和粘结剂煤沥青搅拌混合均匀，捏合成可塑性糊料；

成型过程：将可塑性糊料通过成型机施加的外部作用力下产生塑性变形，形成生坯；

焙烧过程：将生坯装入加热炉内进行高温热处理，使生坯中的煤沥青炭化，形成焙烧制品；

石墨化过程：将焙烧制品在高温电炉内加热，使无定形乱层结构炭转化成三维有序石墨晶质结构，得到石墨材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料处理和配料过程中，所述煅后石油焦中碎后形成炭质颗粒料，其粒度为0.8-0mm，所述炭质颗粒料磨粉后形成粉料，其粒度为0.075mm以下，所述炭质颗粒料筛分后的粒度等级为0.8-0.5mm和0.5-0mm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述炭质颗粒料的重量份为38-45份，所述粉料的重量份为28-32份，所述粘结剂煤沥青的重量份为16-20份。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述炭质颗粒料中粒度等级为0.8-0.5mm的炭质颗粒料的重量份为14-18份，粒度等级为0.5-0mm的炭质颗粒料的重量份为24-27份。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述混捏过程中还加入有压型品废品返还料，所述压型品废品返还料的重量份为8-12份，所述压型品废品返还料的粒度为20mm以下。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混捏过程包括干混过程和湿混过程，所述干混过程时间为30-50min，所述湿混过程时间为40-60min，所述混捏过程中温度控制在180-190℃，混捏后形成的可塑性糊料的温度为140-190℃，并将该可塑性糊料在125-130℃环境下冷却0.5-1.5min。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述成型过程中成型机的压力为110-120Mpa，时间为7-8min，形成成型品，并将所述成型品至于水中冷却8-12h，形成生坯，所述生坯的密度为1.70±0.2g/cm³，电阻率为10000±100μΩ·m，所述焙烧后得到的焙烧制品密度为1.60±0.1g/cm³，电阻率为40-50μΩ·m。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧过程包括一次焙烧过程、浸渍过程和二次焙烧过程，所述浸渍过程为：将一次焙烧得到焙烧制品进行表面清理、预热并装入浸渍罐中；将浸渍罐抽真空、注入煤沥青并加压一段时间；最后进行返沥青并将浸渍完毕的焙烧制品冷却；所述一次焙烧的时间为22-20天，最高温度为1200-1300℃；所述二次焙烧的时间为5-20天，最高温度为700-800℃；所述浸渍过程的预热温度为260-380℃，时间为6-10小时，所述抽真空压力为8-9KPa，时间为40-50min，所述煤沥青温度为180-200℃，所述加压压力为1.2-1.5Mpa，时间为3-4小时，所述冷却可以在所述浸渍罐内或浸渍罐外进行。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述石墨化过程中，高温电炉为艾奇逊炉，温度为2300-3000℃，时间为50-80小时；或高温电炉为LWG炉，温度为2300-3000℃，时间为9-15小时。

10.一种用于火车铸钢轮铸造模具的石墨材料，其特征在于，所述石墨材料通过权利要求1-9任一权利要求所述的制备方法制得。