CN101450865A - 一种炭石墨材料的热处理方法 - Google Patents
一种炭石墨材料的热处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101450865A CN101450865A CNA2007101587624A CN200710158762A CN101450865A CN 101450865 A CN101450865 A CN 101450865A CN A2007101587624 A CNA2007101587624 A CN A2007101587624A CN 200710158762 A CN200710158762 A CN 200710158762A CN 101450865 A CN101450865 A CN 101450865A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon graphite
- treating method
- heat treating
- graphite
- hour
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 21
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 12
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 5
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 abstract 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及炭石墨复合材料，具体为一种炭石墨材料的热处理方法。所处理的材料为焙烧品炭石墨毛坯，其配方是以超细石油焦粉为主成分，加入适量的土状石墨和耐磨炭黑及碳化硅粉，按特定工艺经混捏、压型、两次浸沥青、三次焙烧后制成。以250～300℃/小时升温到850～950℃后，继续以20～50℃/小时升温到1550～1650℃，再以200～300℃/小时，升至1900～2100℃，保温1～3小时，随炉冷却至50℃以下出炉；再调换基体在炉中的位置，重复上述工艺，即均热化处理。本发明解决了毛坯开裂、脆性大、难以加工的技术难题，使材料的肖氏硬度降低至65左右，密度由1.70g/cm3左右提高到1.80g/cm3以上。
Description
技术领域
本发明涉及炭石墨复合材料，具体为一种炭石墨材料的热处理方法。
背景技术
选用超细石油焦粉为主成分，再加入适量的土状石墨和耐磨炭黑及碳化硅原料，通过混捏、压型、焙烧后两次浸沥青、二次焙烧后的炭石墨毛坯。其中超细石油焦和沥青炭化后的炭组分微观结构仍然属于典型的乱层堆积结构，而碳化硅组分的结构和性能也未发生明显改变。通过炭化后的沥青把各个组成部分结合成为整体毛坯，此种毛坯的硬度高，脆性大，机械加工性能极差，如果不再进行热处理，就无法加工成要求尺寸的零件，失去了用做工程材料的价值。只有通过适宜的热处理工艺制度，把材料的硬度、脆性、物理力学性能和可加工性能调整到与工作条件相适应，才能使材料的优良性能得以发挥。本发明就是针对炭石墨复合材料进行热处理改性，拓宽其应用的一种方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种炭石墨材料的热处理方法，它是对焙烧品炭石墨复合材料毛坯热处理改性方法，把该材料用做制备浸银、浸铜复合材料的基体，进而制备出具有高强度、润滑、密封、耐磨、耐高温等优良性能的密封材料。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种炭石墨材料的热处理方法，以250～300℃/小时升温到850～950℃后，继续以20～50℃/小时升温到1550～1650℃，再以200～300℃/小时，升至1900～2100℃，保温1～3小时，随炉冷却至50℃以下出炉；再调换基体在炉中的位置，重复上述工艺，即均热化处理。在热处理过程中，通过N2或Ar保护。
本发明热处理的材料为焙烧品炭石墨毛坯，其制备工艺如下：
将≤5μm超细石油焦粉，≤45μm的天然土状石墨，50～120nm的耐磨炭黑，≤5μm的碳化硅粉，按重量比计，超细石油焦粉：天然土状石墨：耐磨炭黑：碳化硅粉＝65～75：5～15：5～15：5～10，采用传统工艺混捏、压型、浸两次沥青、焙烧三次制成毛坯。
本发明中所用的沥青为中温煤焦油沥青，浸渍沥青时的温度为170～190℃，压力为0.6～1MPa，焙烧温度为850～950℃，获得要求成分的焙烧品基体，其密度为1.70g/cm3～1.72g/cm3，肖氏硬度在90～110之间。
本发明选用的设备为100KW中频感应炉，其炉膛尺寸为φ300×700mm，可控制升温到2200℃左右，热处理炉每层装入φ62×80mm炭石墨毛坯15～20个，由炉膛底部开始装1～6层。第一次热处理之后，调换基体在炉中的位置，把1、2、3层分别和6、5、4层位置对调，进行均热化处理，其工艺同上。
经上述热处理后的基体密度为1.80～1.82g/cm3，肖氏硬度为60～70，其加工性能获得明显改善，具备了制备浸金属机械密封材料的条件。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了毛坯开裂、脆性大、难以加工的技术难题，使材料的肖氏硬度降低至65左右，密度由1.70g/cm3左右提高到1.80g/cm3以上。
2、本发明以超细石油焦为主要成分，保证了基体的高强度；通过加入适量的天然土状石墨提高基体的润滑性和韧性；适量耐磨炭黑的加入则是为了提高耐磨性和填充密度；加入碳化硅粉既可以提高强度和增加耐磨性，又可促进石墨化、降低热处理温度，如果配方中不加入5～10％碳化硅粉，则在1900～2100℃的温度范围内的，不可能到得到1.80～1.82g/cm3，肖氏硬度为60～70的材料。
具体实施方式
实施例1
将配方为超细石油焦：土状石墨：耐磨炭黑：碳化硅粉＝75∶10∶10∶5，经两次浸渍沥青，三次焙烧后的φ62×80mm炭石墨毛坯分6层装入炉膛为φ300×700mm，100千瓦中频感应炉的炉膛内，每层15个基体用N2保护，以280℃/小时，升至900℃，再以25℃/小时，升至1550℃，再以250℃/小时，升至2000℃，并保温2小时后，随炉冷却至50℃以下。对调1～6层，2～5，3～4层样品，再按上述工艺处理一次。
本发明中所用的沥青为中温煤焦油沥青，浸渍沥青时的温度为180℃，压力为0.8MPa，焙烧温度为900℃，获得要求成分的焙烧品基体，其密度为1.70g/cm3，肖氏硬度100。处理后基体的密度为1.81g/cm3，肖氏硬度为65左右，加工性能明显改善，可加工成要求尺寸的炭石墨基体。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
将配方为超细石油焦：土状石墨：耐磨炭黑：碳化硅粉＝70：15：5：10，经两次浸渍沥青，三次焙烧后的φ62×80mm炭石墨毛坯分6层装入炉膛为φ300×700mm，100千瓦中频感应炉的炉膛内，每层15个基体用N2保护，以250℃/小时，升至900℃，再以40℃/小时，升至1600℃，再以200℃/小时，升至1900℃，并保温1小时后，随炉冷却至50℃以下。对调1～6层，2～5，3～4层样品，再按上述工艺处理一次。
本发明中所用的沥青为中温煤焦油沥青，浸渍沥青时的温度为170℃，压力为1MPa，焙烧温度为950℃，获得要求成分的焙烧品基体，其密度为1.72g/cm3，肖氏硬度110。处理后基体的密度为1.82g/cm3，肖氏硬度为70左右，加工性能明显改善，可加工成要求尺寸的炭石墨基体。
实施例3
与实施例1不同之处在于：
将配方为超细石油焦：土状石墨：耐磨炭黑：碳化硅粉＝65：10：15：10，经两次浸渍沥青，三次焙烧后的φ62×80mm炭石墨毛坯分6层装入炉膛为φ300×700mm，100千瓦中频感应炉的炉膛内，每层15个基体用Ar保护，以300℃/小时，升至900℃，再以50℃/小时，升至1650℃，再以300℃/小时，升至2100℃，并保温3小时后，随炉冷却至50℃以下。对调1～6层，2～5，3～4层样品，再按上述工艺处理一次。
本发明中所用的沥青为中温煤焦油沥青，浸渍沥青时的温度为190℃，压力为0.6MPa，焙烧温度为850℃，获得要求成分的焙烧品基体，其密度为1.71g/cm3，肖氏硬度90。处理后基体的密度为1.80g/cm3，肖氏硬度为60左右，加工性能明显改善，可加工成要求尺寸的炭石墨基体。
Claims (6)
1、一种炭石墨材料的热处理方法，其特征在于：以250～300℃/小时升温到850～950℃后，继续以20～50℃/小时升温到1550～1650℃，再以200～300℃/小时，升至1900～2100℃，保温1～3小时，随炉冷却至50℃以下出炉；再调换基体在炉中的位置，重复上述工艺，即均热化处理。
2、按照权利要求1所述的炭石墨材料的热处理方法，其特征在于：在热处理过程中，通过N2或Ar保护。
3、按照权利要求1所述的炭石墨材料的热处理方法，其特征在于：选用的设备为100KW中频感应炉，其炉膛尺寸为φ300×700mm，热处理炉每层装入φ62×80mm炭石墨毛坯15～20个，由炉膛底部开始装1～6层。
4、按照权利要求3所述的炭石墨材料的热处理方法，其特征在于：第一次热处理之后，调换基体在炉中的位置，把1、2、3层分别和6、5、4层位置对调，进行均热化处理，其工艺同上。
5、按照权利要求1所述的炭石墨材料的热处理方法，其特征在于，所处理的材料为焙烧品炭石墨毛坯，其制备工艺如下：
将≤5μm超细石油焦粉，≤45μm的天然土状石墨，50～120nm的耐磨炭黑，≤5μm的碳化硅粉，按重量比计，超细石油焦粉：天然土状石墨：耐磨炭黑：碳化硅粉＝65～75：5～15：5～15：5～10，采用传统工艺混捏、压型、浸两次沥青、焙烧三次制成毛坯。
6、按照权利要求5所述的炭石墨材料的热处理方法，其特征在于，沥青为中温煤焦油沥青，浸渍沥青时的温度为170～190℃，压力为0.6～1MPa，焙烧温度为850～950℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101587624A CN101450865B (zh) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | 一种炭石墨材料的热处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101587624A CN101450865B (zh) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | 一种炭石墨材料的热处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101450865A true CN101450865A (zh) | 2009-06-10 |
| CN101450865B CN101450865B (zh) | 2011-08-10 |
Family
ID=40733372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101587624A Expired - Fee Related CN101450865B (zh) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | 一种炭石墨材料的热处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101450865B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102886814A (zh) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | 无锡中强电碳有限公司 | 热压碳石墨材料的生产方法 |
| CN102910912A (zh) * | 2012-07-25 | 2013-02-06 | 天津市贝特瑞新能源科技有限公司 | 一种高硬度等静压石墨及其制备方法 |
| CN104529450A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-22 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种大规格等静压石墨制品的成型方法 |
| CN105215331A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-01-06 | 侯玉杰 | 高强高密度各向同性浸银碳/石墨复合材料的制备方法 |
| CN106350006A (zh) * | 2016-07-19 | 2017-01-25 | 邢台翔九石墨制造有限公司 | 石墨密封材料及其制备方法 |
| CN110061199A (zh) * | 2018-01-19 | 2019-07-26 | 湖南晋烨高科股份有限公司 | 一种金属-碳的复合负极材料及其制备方法和应用 |
| CN114014658A (zh) * | 2020-12-21 | 2022-02-08 | 哈尔滨电碳厂有限责任公司 | 一种抗氧化石墨材料基体的制备方法 |
| CN114087366A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-02-25 | 启东市乘龙密封有限公司 | 一种可干磨防粘结耐强腐蚀耐高温的通用机械密封 |
| CN117447204A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 成都中超碳素科技有限公司 | 一种机械用碳材料的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1162370C (zh) * | 2001-07-24 | 2004-08-18 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种新型掺杂石墨复合材料及其制备方法 |
| CN1789201A (zh) * | 2004-12-17 | 2006-06-21 | 吉林炭素集团上海碳素厂 | 含硼石墨及其它的制备方法 |
-
2007
- 2007-12-07 CN CN2007101587624A patent/CN101450865B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102886814A (zh) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | 无锡中强电碳有限公司 | 热压碳石墨材料的生产方法 |
| CN102910912A (zh) * | 2012-07-25 | 2013-02-06 | 天津市贝特瑞新能源科技有限公司 | 一种高硬度等静压石墨及其制备方法 |
| CN105215331A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-01-06 | 侯玉杰 | 高强高密度各向同性浸银碳/石墨复合材料的制备方法 |
| CN104529450A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-22 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种大规格等静压石墨制品的成型方法 |
| CN106350006A (zh) * | 2016-07-19 | 2017-01-25 | 邢台翔九石墨制造有限公司 | 石墨密封材料及其制备方法 |
| CN106350006B (zh) * | 2016-07-19 | 2017-07-04 | 河北翔九石墨股份有限公司 | 石墨密封材料及其制备方法 |
| CN110061199A (zh) * | 2018-01-19 | 2019-07-26 | 湖南晋烨高科股份有限公司 | 一种金属-碳的复合负极材料及其制备方法和应用 |
| CN114014658A (zh) * | 2020-12-21 | 2022-02-08 | 哈尔滨电碳厂有限责任公司 | 一种抗氧化石墨材料基体的制备方法 |
| CN114087366A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-02-25 | 启东市乘龙密封有限公司 | 一种可干磨防粘结耐强腐蚀耐高温的通用机械密封 |
| CN114087366B (zh) * | 2022-01-19 | 2022-05-10 | 启东市乘龙密封有限公司 | 一种可干磨防粘结耐强腐蚀耐高温的通用机械密封 |
| CN117447204A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 成都中超碳素科技有限公司 | 一种机械用碳材料的制备方法 |
| CN117447204B (zh) * | 2023-12-22 | 2024-03-15 | 成都中超碳素科技有限公司 | 一种机械用碳材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101450865B (zh) | 2011-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101450865B (zh) | 一种炭石墨材料的热处理方法 | |
| CN105821297B (zh) | 一种高铬钒钛合金铸铁轧辊及其制备方法 | |
| CN101613826A (zh) | 制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁 | |
| CN106893947A (zh) | 一种可耐400度高温的轴承钢的制备方法 | |
| CN101910364A (zh) | 铁焦的制造方法 | |
| WO2015066952A1 (zh) | 一种高性能粉末冶金不锈钢及其制备方法 | |
| CN105369016B (zh) | 一种提高高强合金钢传动杆表面强度的方法 | |
| CN104674122A (zh) | 一种高温耐磨的Fe-Co-Cr-Mo铁基合金材料及其制备方法 | |
| CN101450864B (zh) | 一种炭硼材料的热处理方法 | |
| CN108580889A (zh) | 一种铁基粉末冶金零件的制造方法 | |
| CN102477511B (zh) | 一种氮化钒铁的制备方法 | |
| CN105483487A (zh) | 一种含锆的碳化硼-铝合金复合材料及其制备方法 | |
| CN108863369A (zh) | 一种环保型石墨化制品及其生产方法 | |
| CN105063397A (zh) | 一种铜基复合材料的制备方法 | |
| CN1301934C (zh) | 一种炼铁高炉炉衬用炭砖及其制备方法 | |
| CN107244930A (zh) | 一种耐铁水侵蚀高炉炭砖及其制备方法 | |
| CN103046034A (zh) | 一种直拉硅单晶用石墨导流筒基体强化及表面涂层方法 | |
| CN102992793A (zh) | 一种高导热炭砖及其生产方法 | |
| CN111269021B (zh) | 铜铁碳复合滑板及其制备方法和应用 | |
| CN109133926A (zh) | 一种密封石墨及其制备方法 | |
| JP5087868B2 (ja) | フェロコークスの製造方法 | |
| CN108070794A (zh) | 一种高耐磨热作模具钢及其制备方法 | |
| CN110938781B (zh) | 一种低成本高铝耐热钢及其制备方法 | |
| CN104611645B (zh) | 一种耐高温合金模具钢 | |
| CN102534342B (zh) | 碳化钨合金玻璃模具的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110810 Termination date: 20151207 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |