[发明专利]一种制备高强度铸造用石墨模具的原料组合物及方法

说明书

本发明属于铸造模具领域，具体地说，涉及一种制备高强度铸造用石墨模具的原料组合物及方法。所述的原料组合物按重量百分比，其组成为：煅后沥青焦55～65％、煅后石油焦10～20％、氮化硼1～4％、改质高温煤沥青20～24％。所述的方法包括如下步骤：1)备料；2)混捏；3)晾料；4)成型；5)一次焙烧；6)浸渍；7)二次焙烧；8)石墨化；9)机械加工。与纯石油焦和中温煤沥青铸成的石墨模具相比，采用本发明的原料组合物制备的铸造用石墨模具体积密度大、抗折强度高、抗氧化性能好、使用寿命长。

技术领域

本发明属于铸造模具领域，具体地说，涉及一种制备高强度铸造用石墨模具的原料组合物及方法。

背景技术

随着现代铸造工艺技术的不断改进提升，冶金行业中中小件金属铸造用的模具主要采用砂型模具和人造石墨模具，石墨模具相比砂型模具其优点在于能够反复多次使用，生产工时短，铸件质量好等。但是现有石墨模具容易出现断裂、抗氧化性能差、气孔率大等缺陷。

现有石墨模具是将石油焦经过煅烧、破碎，按不同粒级置于高温混捏机中进行混捏制成混合干粉，混合干粉中加入熔化的粘结剂中温煤沥青进行混捏处理，制成混捏物件。利用混捏物件通过振动成型制成石墨材料初胚，将成型初胚冷却至室温，后进行焙烧处理，将其一次焙烧品进行浸渍，冷却后进行二次焙烧后进行石墨化处理，即得石墨模具材料。

现有石墨模具材料生产用的石油焦其理化指标：

所用粘结剂中温煤沥青理化指标：

所用浸渍剂中温煤沥青理化指标为：

现有原料生产的石墨模具材料理化指标：

抗氧化性能650℃下空气中100小时失重率为10％。

现有原料生产的石墨模具具有如下缺陷：

(1)纯石油焦和中温煤沥青铸成的石墨模具，体积密度偏低，气孔率大，渗透率大，在铸造时容易产生渗透现象；

(2)抗折强度偏小，容易造成铸造模具断裂；

(3)高温抗氧化性能较差，模具使用周期短。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种制备体积密度大、抗折强度高、抗氧化性能好的铸造用石墨模具的原料组合物。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种制备高强度铸造用石墨模具的原料组合物，其特征在于，所述的原料组合物按重量百分比，其组成为：

优选，所述的原料组合物按重量百分比，其组成为：

现有技术中，一般采用纯石油焦和中温煤沥青作为原料制备石墨模具，但制备的石墨模具体积密度偏低，气孔率大，渗透率大，在铸造时容易产生渗透现象；抗折强度偏小，容易造成铸造模具断裂；高温抗氧化性能较差，模具使用寿命短。本发明在进行了大量的试验后，最终得到了一种新的制备高强度铸造用石墨模具的原料组合物，在铸造行业中可以代替普通纯石油焦石墨模具材料。

本发明中，以煅后沥青焦为骨料，煅后石油焦作为辅料，改质高温煤沥青作为粘结剂，氮化硼作为添加剂。试验表明，采用本发明的原料组合物制备的铸造用石墨模具体积密度大、抗折强度高、抗氧化性能好。

进一步的，所述的煅后沥青焦和煅后石油焦的粒度均大于0mm并且小于等于0.8mm。