高密度、高强度、耐磨石墨材料及其生产工艺

摘要

本发明公开了一种适用于电火花加工用或可用于耐磨材料的高密度、高强度、耐磨石墨材料及其生产工艺。其包括有干料与粘结剂，经混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等制得。优点是：由该工艺生产出的石墨材料品质高，该石墨材料适用于电火花加工用或耐磨材料用，其具有高纯度、高密度、高强度的，耐磨性能好，使用寿命长的特性。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种石墨材料及其生产工艺，尤其是涉及一种适用于电火花加工用或可用于耐磨材料的高密度、高强度、耐磨石墨材料及其生产工艺。

背景技术：

现有的用于电火花的石墨材料或用于耐磨材料的石墨材料，大多是纯度低、强度差、使用性能不好，耐磨性能差，使用寿命短，成本高。

发明内容：

本发明的目的在于提供可适用于电火花加工用或可用于耐磨材料的高纯度、高密度、高强度的，耐磨性能好、使用寿命长的一种石墨材料。

本发明的另一个目的在于提供可适用于电火花加工用或可用于耐磨材料的高纯度、高密度、高强度的，耐磨性能好、使用寿命长的一种石墨材料的生产工艺。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：高密度、高强度、耐磨石墨材料，其包括有干料与粘结剂，经混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等制得，其中按重量份，干料包括有煅后石油焦0～55，沥青焦25～80，一阶段粉15～40，石墨粉5～10混合；其中按重量份，每100份干料，加入42份～48份的粘结剂。

按重量份，所述一阶段粉是每100份炭黑，要加入溶化软沥青60～70份。

本发明的另一个目的由如下技术方案实施：其包括有一阶段粉制备；干料与粘结剂混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等；

(1)、一阶段粉的制备：按重量份首先将100份炭黑干混15～25分钟，达到温度为80℃～120℃后，加入温度为140℃～160℃的60～70份的溶化软沥青，混涅60分钟～70分钟，出料温度140℃～160℃；接着将出好的物料压块，将压好的物料块装入焙烧炉中进行焙烧，在所述焙烧炉中焙烧，其经过230小时～250小时，升温到1200℃～1250℃；然后再将焙烧过的物料破碎、磨粉，其粒度为325目以下，制成一阶段粉；

(2)：干料与粘结剂混涅，轧片，二次磨粉、压制成块：

(a)：干料组成：按重量份，煅后石油焦为0～55，沥青焦25～80，一阶段粉为15～40，石墨粉为5～10混合；

(b)：干料与粘结剂混涅：将如(a)所述干料在混捏锅内干混30～45分钟，达到100℃～120℃，加入140℃～160℃的粘结剂，混涅70分钟～90分钟，其中按重量份，如(a)所述的每100份干料，加入42份～48份的粘结剂，出料温度为140℃～160℃出锅，通过轧片两次，片厚不大于3mm；

(c)、二次磨粉、压制成块；将(b)所得的二次轧片料进行第二次磨粉，即得二次粉；然后将其压制成块；压块的形状可根据具体情况压制成不同形状，压机的压力大小不同，使得压块的体积密度不同。

(3)、焙烧工艺：

将压制成型的碳块装入培烧炉内，在密闭的情况下把(2)所得的压制品经过300～600小时加热到1200℃～1250℃，得到焙烧制品；

(4)、浸渍工艺：将焙烧制品预热到温度为240～340℃，预热时间为不少于8小时，装入浸渍罐内进行浸渍，其中抽真空时间为不少于45分钟，真空度：不低于0.086Mpa，加压压力7～15kg/cm²，加压时间不少于6小时；

(5)、再焙烧工艺：将浸渍过的制品如(3)所述进行焙烧；所得焙烧制品可根据需要进行二次浸渍，三次焙烧或三次浸渍，四次焙烧得到焙烧品。

(6)、石墨化工艺：将焙烧后的制品装入石墨化炉内，在密闭的情况下通电，使得制品经过70～170小时，温度达到2500～2800℃，即得石墨材料。

所述炭黑可以是喷雾炭黑、半补强碳黑、灯黑、槽黑等。

所述干料组成中，其中石墨粉也可以采用天然石墨粉。

所述粘结剂可以是中温煤沥青或树脂。

所述树脂可以是呋喃树脂、酚醛树脂等。

本发明的优点是：由该工艺生产出的石墨材料品质高，该石墨材料适用于电火花加工用或耐磨材料用，其具有高纯度、高密度、高强度的，耐磨性能好，使用寿命长的特性。

实施方式：

实施例1：高密度、高强度、耐磨石墨材料，包括有干料与粘结剂，经混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等制得，其中按重量份，干料包括有沥青焦80，一阶段粉为15，石墨粉为5混合；其中按重量份，每100份干料，加入42份的粘结剂。按重量份，一阶段粉是每100份半补强碳黑，要加入溶化软沥青60份。

高密度、高强度、耐磨石墨材料的生产工艺包括有一阶段粉制备；干料与粘结剂混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等；

(1)、一阶段粉的制备：首先将100份半补强碳黑干混15分钟，达到温度为80℃后，加入温度为140℃的溶化软沥青60份，混涅60分钟，出料温度140℃；接着将出好的物料压块，将压好的物料块放入焙烧炉中进行焙烧，在焙烧炉中焙烧，其经过230小时，升温到1200℃；然后再将焙烧过的物料破碎、磨粉，其粒度为325目以下，制成一阶段粉；

(2)：干料与粘结剂中温煤沥青混涅，轧片，二次磨粉、压制成块：

(a)：干料组成：按重量份，沥青焦80，一阶段粉为15，石墨粉为5混合；

(b)：干料与粘结剂混涅：将如(a)的干料在混捏锅内干混30分钟，达到100℃，加入140℃的粘结剂，混涅70分钟，其中按重量份，如(a)的每100份干料，加入42份的粘结剂，出料温度为140℃出锅，通过轧片两次，片厚为3mm；

(c)、二次磨粉、压制成块：将(b)所得的二次轧片料进行第二次磨粉，即得二次粉；然后将其压制成块；压块的形状可根据具体情况压制成不同形状，如320×270×100mm，压机的压力大小不同，使得压块的体积密度不同，如压机是500吨的，压力是250kg/cm²，其压块的体积密度是1.42g/cm³。

(3)、焙烧工艺：

将压制成型的碳块320×270×100mm装入培烧炉内，在密闭的情况下把(2)所得的压制品经过320小时加热到1200℃得到焙烧制品；

(4)、浸渍工艺：将焙烧制品预热到温度为240℃，预热时间为5小时，装入浸渍罐内进行浸渍，其中抽真空时间为45分钟，真空度为0.086Mpa，加压压力为7kg/cm²，加压时间为4小时；

(5)、再焙烧工艺：将浸渍过的制品如(3)所述进行焙烧；

(6)、石墨化工艺：将焙烧后的制品装入石墨化炉内，在密闭的情况下通电，使得制品经过70小时，温度达到2500℃，即得石墨材料。

实施例2：高密度、高强度、耐磨石墨材料，包括有干料与粘结剂，经混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等制得，其中按重量份，干料包括有煅后石油焦为55，沥青焦30，一阶段粉为20，石墨粉为10混合；其中按重量份，每100份干料，加入48份的粘结剂。按重量份，一阶段粉是每100份喷雾炭黑，要加入溶化软沥青70份。

高密度、高强度、耐磨石墨材料的生产工艺包括有一阶段粉制备；干料与粘结剂混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等；

(1)、一阶段粉的制备：首先将喷雾炭黑100份干混25分钟，达到温度为120℃后，加入温度为160℃的溶化软沥青70份，混涅70分钟，出料温度160℃；接着将出好的物料压块，将压好的物料块装入焙烧炉中进行焙烧，其经过250小时，升温到1250℃；然后再将焙烧过的物料破碎、磨粉，其粒度为325目以下，制成一阶段粉；

(2)：干料与粘结剂呋喃树脂混涅，轧片，二次磨粉、压制成块：

(a)：干料组成：按重量份，煅后石油焦为40，沥青焦30，一阶段粉为20，石墨

粉为10混合；

(b)：干料与粘结剂混涅：将如(a)的干料在混捏锅内干混45分钟，达到120℃，加入160℃的粘结剂，混涅90分钟，其中按重量份，如(a)的每100份干料，加入48份的粘结剂，出料温度为160℃出锅，通过轧片两次，片厚为2.5mm；

(c)、二次磨粉、压制成块：将(b)所得的二次轧片料进行第二次磨粉，即得二次粉；然后将其压制成块；压块的形状可根据具体情况压制成不同形状，如320×220×220mm，压机的压力大小不同，使得压块的体积密度不同，如压机是1000吨的，压力是150kg/cm²，其压块的体积密度是1.50g/cm³。

(3)、焙烧工艺：

将压制成型的碳块320×220×220mm装入培烧炉内，在密闭的情况下把(2)所得的压制品经过500小时加热到1250℃得到焙烧制品；

(4)、浸渍工艺：将焙烧制品预热到温度为300℃，预热时间为6小时，装入浸渍罐内进行浸渍，其中抽真空时间为45分钟，真空度为0.086Mpa，加压压力为10kg/cm²，加压时间为5小时；

(5)、再焙烧工艺：将浸渍过的制品如(3)所述进行焙烧；所得焙烧制品可根据需要进行二次浸渍，三次焙烧得到焙烧品。

(6)、石墨化工艺：将焙烧后的制品装入石墨化炉内，在密闭的情况下通电，使得制品经过120小时，温度达到2600℃，即得石墨材料。

实施例3：高密度、高强度、耐磨石墨材料，包括有干料与粘结剂，经混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等制得，其中按重量份，干料包括煅后石油焦23份，沥青焦33份，一阶段粉为40份，天然石墨粉7份混合；其中按重量份，每100份干料，加入45份的粘结剂。一阶段粉是每100份槽黑，要加入溶化软沥青65份。

高密度、高强度、耐磨石墨材料的生产工艺，包括有一阶段粉制备；干料与粘结剂混涅，轧片，二次磨粉、压制成块；焙烧工艺；浸渍工艺；再焙烧工艺和石墨化工艺等；

(1)、一阶段粉的制备：首先将100份槽黑干混20分钟，达到温度为100℃后，加入温度为150℃的溶化软沥青65份，混涅65分钟，出料温度150℃；接着将出好的物料压块，将压好的物料块装入焙烧炉中进行焙烧，在焙烧炉中焙烧，其经过240小时，升温到1200℃；然后再将焙烧过的物料破碎、磨粉，其粒度为325目以下，制成一阶段粉；

(2)：干料与粘结剂中温煤沥青混涅，轧片，二次磨粉、压制成块：

(a)：干料组成：按重量份，煅后石油焦为23，沥青焦33，一阶段粉为40，天然石墨粉为7混合；

(b)：干料与粘结剂混涅：将如(a)的干料在混捏锅内干混40分钟，达到110℃，加入150℃的粘结剂，混涅80分钟，其中按重量份，如(a)的每100份干料，加入45份的粘结剂，出料温度为150℃出锅，通过轧片两次，片厚为2mm；

(c)、二次磨粉、压制成块：将(b)所得的二次轧片料进行第二次磨粉，即得二次粉；然后将其压制成块；压块的形状可根据具体情况压制成不同形状，如直径为660×320mm圆柱体，压机的压力大小不同，使得压块的体积密度不同，如压机是1700吨的，压力是230kg/cm²，其压块的体积密度是1.38g/cm³。

(3)、焙烧工艺；

将压制成型的碳块直径为660×320mm圆柱体装入培烧炉内，在密闭的情况下把(2)所得的压制品经过600小时加热到1230℃得到焙烧制品；

(4)、浸渍工艺：将焙烧制品预热到温度为340℃，预热时间为8小时，装入浸渍罐内进行浸渍，其中抽真空时间为45分钟，真空度为0.086Mpa，加压压力为13kg/cm²，加压时间为6小时；

(5)、再焙烧工艺：将浸渍过的制品如(3)所述进行焙烧；所得焙烧制品可进行三次浸渍，四次焙烧得到焙烧品。

(6)、石墨化工艺；将焙烧后的制品装入石墨化炉内，在密闭的情况下通电，使得制品经过170小时，温度达到2700℃，即得石墨材料。