[发明专利]一种用于热压成型的石墨模具材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于热压成型的石墨模具材料，其原料包括沥青中间相炭微球、沥青和鳞片石墨，其中所述沥青中间相炭微球和鳞片石墨的质量比为(19:1)~(7:3)；所述沥青的添加量占原料总质量的5%~20%。本发明的石墨模具材料的制备方法，包括以下步骤：将沥青制成沥青浆料；将沥青中间相炭微球、鳞片石墨和沥青浆料，在抽真空的条件下混捏并辊扎制片，冷却后粉碎，加入混合机中混料并静置后依次进行等静压成型、焙烧炭化、石墨化，即得到所述石墨模具材料。本发明的用于热压成型的石墨模具材料及其制备方法不仅降低生产成本，提高生产效率，还节约能源，保护环境。

主权项

1.一种用于热压成型的石墨模具材料的制备方法，其特征在于，所述石墨模具材料的原料包括沥青中间相炭微球、沥青和鳞片石墨，其中所述沥青中间相炭微球和鳞片石墨的质量比为(19:1)～(7:3)；所述沥青的添加量占原料总质量的5％～20％；所述沥青中间相炭微球的粒度为7～8微米；该石墨模具的制备方法包括以下步骤：(1)将沥青与乙酸乙酯混合制成沥青浆料；(2)将沥青中间相炭微球、鳞片石墨和步骤(1)得到的沥青浆料，在抽真空的条件下混捏并辊扎制片，冷却后粉碎，加入混合机中混料并静置；(3)将步骤(2)后的混合物料进行等静压成型，脱模后得到生坯样品；等静压成型的具体过程为：先将混合物料装入模具中压实并抽真空处理，再送入等静压机中以7～10MPa/min升压速率上升至120～150MPa稳压10～15min，再以15～20MPa/min泄压速率泄压至70～90MPa，稳压5～10min；最后以10～15MPa/min泄压速率泄压至室压；(4)将步骤(3)得到的生坯样品静置后进行焙烧炭化处理；焙烧炭化处理过程分段进行，其具体步骤为：(a)先以8～10℃/h的升温速率升温至300～302℃；(b)再以2.9～3.1℃/h的升温速率升温至450～452℃；(c)然后以1.4～1.6℃/h的升温速率升温至649～651℃；(d)再以1.9～2.1℃/h的升温速率升温至850～852℃；(e)再以2.9～3.1℃/h的升温速率升温至1008～1012℃；(f)最后以5℃/h的降温速率至60～80℃出炉，自然冷却；(5)将步骤(4)焙烧炭化处理的样品进行石墨化，即得到所述石墨模具材料；石墨化的具体过程为：先均匀升温至1550～1850℃，保温2～5h，再均匀升温至2680～2820℃时停止送电；其中升温过程中，当温度达到2100℃～2150℃时开始通入氯气，停止断电后继续通入氯气10～12h，氯气的通入速率为12～15m3/h；停止送电后的降温速率为2～6℃/h。