CN102887497A - 碳石墨材料一次成型的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳石墨材料一次成型的生产方法,特征是:在捏合釜内加入石墨粉、沥青焦粉、石油焦粉混捏,加热,加入四氯乙烯混合物,搅拌,加入油酸,搅拌,混合制成熟料。将混合熟料热轧成薄片、冷却、磨粉、喷雾造粒、压制成型、成型模压、焙烧、煤沥青浸渍、二次焙烧、去毛刺、树脂浸渍、固化为成品。本发明采用一步法,直接制成熟料,减少环境污染,提高生产效率。材料气孔率分布均匀,减少了碳石墨材料的儒变性,提高了抗热震性及耐磨性,产品在生产过程中变形小,提高了产品精度,使碳石墨材料一次成型产品质量提高,性价比高。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳石墨材料一次成型的生产方法,具体地说是属于非金属材料技术领域。
背景技术
碳石墨材料的生产都是以煤沥青作为粘结剂,经焙烧后煤沥青成为焦碳网络,使碳石墨产品有了一定的强度,在混捏过程中熔溶的煤沥青与碳石墨粉有很好的亲和作用,相互吸附,给予一定的时间和温度都能成功的完成混捏包复。目前碳石墨材料的生产都是先制备添加剂、再制备熟料分二次来完成,造成二次污染。碳石墨材料生产的污染性阻碍了碳素生产企业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处,从而提供一种碳石墨材料一次成型的生产方法,采用一步法,直接制成熟料,减少环境污染,提高生产效率。材料气孔率分布均匀,减少了碳石墨材料的儒变性,提高了抗热震性及耐磨性,产品在生产过程中变形小,提高了产品精度,使碳石墨材料一次成型产品质量提高,性价比高。
按照本发明提供的技术方案,一种碳石墨材料一次成型的生产方法,采用以下工艺步骤,其配方比例按重量份数计:
1、熟料制备:
在200立升捏合釜内加入石墨粉8~12份,沥青焦粉38~46份,石油焦粉46~52份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏1.5~2小时,温度为130~150℃时,加入四氯乙烯混合物38~42份,四氯乙烯占整个碳石墨粉料总和的38%,搅拌2~3小时,温度为140~150℃,加入油酸2~4份,油酸占整个碳石墨粉料总和的2%,搅拌0.5~1小时,温度为140~150℃,即完成熟料制备。
2、熟料出捏合釜后趁热轧成0.5~0.8mm厚的薄片。
3、轧片冷却(温度<50℃)后即可磨成100~150目的粉料。
4、喷雾造粒:
取料粉35~45份,水45~50份,98%聚乙烯醇3~4份,消泡剂2~3份,98%聚乙烯醇占整个料水总和的4%,消泡剂占整个料水总和的1%,加入搅拌釜中充分搅合,搅合1~2小时,后经喷雾造粒机造粒,粒径1mm。
5、压制成型,压制密度1.7~2.0g/cm3。
6、成型模压,将初压成型的坯料装入成型模具内,压制密度1.8~2.0g/cm3。
7、进炉内焙烧,温度为1300~1450℃,一次烧结密度达到1.9~2.1g/cm3。
8、对焙烧品进行煤沥青浸渍,浸渍时间:14~18小时。
9、对浸渍品再进行焙烧至1300℃~1450℃,二次焙烧品密度达2.0~2.2g/cm3。
10、去毛刺。
11、树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍4~6小时,并固化18~24小时为成品。
所述四氯乙烯混合物为中温沥青42~46份与四氯乙烯54~58份混合而成。
本发明与已有技术相比具有以下优点:本发明采用一步法,直接制成熟料,减少环境污染,提高生产效率。材料气孔率分布均匀,减少了碳石墨材料的儒变性,提高了抗热震性及耐磨性,产品在生产过程中变形小,提高了产品精度,使碳石墨材料一次成型产品质量提高,性价比高。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述:
实施例一:本发明碳石墨材料一次成型的生产方法采用以下工艺步骤:其配方比例按重量份数计:
1、熟料制备:
在200立升捏合釜内加入石墨粉8份,沥青焦粉38份,石油焦粉46份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏1.5小时,温度为130℃时,加入四氯乙烯混合物38份,四氯乙烯占整个碳石墨粉料总和的38%,搅拌2小时,温度为140℃,加入油酸2份,油酸占整个碳石墨粉料总和的2%,搅拌0.5小时,温度为140℃,即完成熟料制备。所述四氯乙烯混合物为中温沥青42份与四氯乙烯58份混合而成。
2、熟料出捏合釜后趁热轧成0.5mm厚的薄片。
3、轧片冷却(温度<50℃)后即可磨成100目的粉料。
4、喷雾造粒:
取料粉35份,水45份,98%聚乙烯醇3份,消泡剂2份,98%聚乙烯醇占整个料水总和的4%,消泡剂占整个料水总和的1%,加入搅拌釜中充分搅合,搅合1小时,后经喷雾造粒机造粒,粒径1mm。
5、压制成型,压制密度1.7g/cm3。
6、成型模压,将初压成型的坯料装入成型模具内,压制密度1.8g/cm3。
7、进炉内焙烧,温度为1300℃,一次烧结密度达到1.90g/cm3。
8、对焙烧品进行煤沥青浸渍,浸渍时间:14小时。
9、对浸渍品再进行焙烧至1300℃,二次焙烧品密度达2.0g/cm3。
10、去毛刺。
11、树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍4小时,并固化18小时为成品。
一次成型的碳石墨材料与常规材料的技术性能
实施例二:本发明碳石墨材料一次成型的生产方法采用以下工艺步骤:其配方比例按重量份数计:
1、熟料制备:
在200立升捏合釜内加入石墨粉10份,沥青焦粉42份,石油焦粉49份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏1.75小时,温度为140℃时,加入四氯乙烯混合物40份,四氯乙烯占整个碳石墨粉料总和的38%,搅拌2.5小时,温度为145℃,加入油酸3份,油酸占整个碳石墨粉料总和的2%,搅拌0.75小时,温度为145℃,即完成熟料制备。所述四氯乙烯混合物为中温沥青44份与四氯乙烯56份混合而成。
2、熟料出捏合釜后趁热轧成0.65mm厚的薄片。
3、轧片冷却(温度<50℃)后即可磨成125目的粉料。
4、喷雾造粒:
取料粉40份,水47.5份,98%聚乙烯醇3.5份,消泡剂2.5份,98%聚乙烯醇占整个料水总和的4%,消泡剂占整个料水总和的1%,加入搅拌釜中充分搅合,搅合1.5小时,后经喷雾造粒机造粒,粒径1mm。
5、压制成型,压制密度1.85g/cm3。
6、成型模压,将初压成型的坯料装入成型模具内,压制密度1.90g/cm3。
7、进炉内焙烧,温度为1375℃,一次烧结密度达到2.0g/cm3。
8、对焙烧品进行煤沥青浸渍,浸渍时间:16小时。
9、对浸渍品再进行焙烧至1375℃,二次焙烧品密度达2.1g/cm3。
10、去毛刺。
11、树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍5小时,并固化21小时为成品。
实施例三:本发明碳石墨材料一次成型的生产方法采用以下工艺步骤:其配方比例按重量份数计:
1、熟料制备:
在200立升捏合釜内加入石墨粉12份,沥青焦粉46份,石油焦粉52份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏2小时,温度为150℃时,加入四氯乙烯混合物42份,四氯乙烯占整个碳石墨粉料总和的38%,搅拌3小时,温度为150℃,加入油酸4份,油酸占整个碳石墨粉料总和的2%,搅拌1小时,温度为150℃,即完成熟料制备。所述四氯乙烯混合物为中温沥青46份与四氯乙烯54份混合而成。
2、熟料出捏合釜后趁热轧成0.8mm厚的薄片。
3、轧片冷却(温度<50℃)后即可磨成150目的粉料。
4、喷雾造粒:
取料粉45份,水50份,98%聚乙烯醇4份,消泡剂3份,98%聚乙烯醇占整个料水总和的4%,消泡剂占整个料水总和的1%,加入搅拌釜中充分搅合,搅合2小时,后经喷雾造粒机造粒,粒径1mm。
5、压制成型,压制密2.0g/cm3。
6、成型模压,将初压成型的坯料装入成型模具内,压制密度2.0g/cm3。
7、进炉内焙烧,温度为1450℃,一次烧结密度达到2.1g/cm3。
8、对焙烧品进行煤沥青浸渍,浸渍时间:18小时。
9、对浸渍品再进行焙烧至1450℃,二次焙烧品密度达2.2g/cm3。
10、去毛刺。
11、树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍6小时,并固化24小时为成品。
Claims (2)
1.一种碳石墨材料一次成型的生产方法,其特征是:采用以下工艺步骤,其配方比例按重量份数计:
(1)、熟料制备:
在200立升捏合釜内加入石墨粉8~12份,沥青焦粉38~46份,石油焦粉46~52份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏1.5~2小时,温度为130~150℃时,加入四氯乙烯混合物38~42份,四氯乙烯占整个碳石墨粉料总和的38%,搅拌2~3小时,温度为140~150℃,加入油酸2~4份,油酸占整个碳石墨粉料总和的2%,搅拌0.5~1小时,温度为140~150℃,即完成熟料制备。
(2)、熟料出捏合釜后趁热轧成0.5~0.8mm厚的薄片。
(3)、轧片冷却(温度<50℃)后即可磨成100~150目的粉料。
(4)、喷雾造粒:
取料粉35~45份,水45~50份,98%聚乙烯醇3~4份,消泡剂2~3份,98%聚乙烯醇占整个料水总和的4%,消泡剂占整个料水总和的1%,加入搅拌釜中充分搅合,搅合1~2小时,后经喷雾造粒机造粒,粒径1mm。
(5)、压制成型,压制密度1.7~2.0g/cm3。
(6)、成型模压,将初压成型的坯料装入成型模具内,压制密度1.8~2.0g/cm3。
(7)、进炉内焙烧,温度为1300~1450℃,一次烧结密度达到1.9~2.1g/cm3。
(8)、对焙烧品进行煤沥青浸渍,浸渍时间:14~18小时。
(9)、对浸渍品再进行焙烧至1300℃~1450℃,二次焙烧品密度达2.0~2.2g/cm3。
(10)、去毛刺。
(11)、树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍4~6小时,并固化18~24小时为成品。
2.根据权利要求1所述的碳石墨材料一次成型的生产方法,其特征在于:所述四氯乙烯混合物为中温沥青42~46份与四氯乙烯54~58份混合而成。
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