CN103449426B - 一种耐磨石墨及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨石墨及其制造工艺，该石墨主要由以下成分按照重量比制成，沥青焦？92~97份、炭黑？1~2份、硬脂酸？2~5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为4.5~12%，真密度为1.96~2.16g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为5~15μm，具体制造步骤为1）配料、混合、2）等静压成型、3）焙烧、4）石墨化；该耐磨石墨具有制造工序少，生产周期短，投入成本低，产品质量好，成品率高，效益高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及炭素领域，特别提供了一种耐磨石墨及其制造工艺。
背景技术
石墨材料作为一种新兴材料，广泛应于各行各业。但目前，限制石墨材料发展的一个重要原因在于：生产周期长，通常需要6~8个月左右，而且生产的产品质量很难控制，成品率低，经常达不到应用的标准。
目前，行业中使用的石墨生产流程为：原料→配料→混捏→轧片→磨粉→筛分→等静压成型→一次焙烧→一次浸渍→二次焙烧→二次浸渍→三次焙烧→石墨化→成品，从整个生产流程中可以看出，石墨的生产过程复杂，生产周期长，由于漫长的生产周期，使产品的质量控制成为难题，同时目前石墨生产的配料只有沥青焦和沥青两部分组成，存在弊端。
因此，如何对传统的石墨生产进行改进，缩短其生产周期，提高产品的质量，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐磨石墨及其制造工艺，以至少解决以往石墨生产加工过程中存在的生产周期长，产品质量难以控制，成品率低等问题。
本发明提供了一种耐磨石墨，其特征在于：主要由以下成分按照重量比制成，沥青焦92~97份、炭黑1~2份、硬脂酸2~5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为4.5~12%，真密度为1.96~2.16g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为5~15μm。
优选，所述的耐磨石墨主要由以下成分按重量比制成，沥青焦96份、炭黑1.5份、硬脂酸2.5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为9.5%，真密度为2.14g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为5~15μm，平均粒径为8μm。
本发明中的耐磨石墨，对传统的石墨生产配方进行了改进，其以沥青焦作为主要原料的基础上，增添了炭黑和硬质酸两种成分。其中，通过多次实验发现，通过添加炭黑可以提高石墨的强度和耐磨性能；而硬脂酸的添加使石墨在等静压成型过程中，降低原料颗粒之间的弹性应力，提高了成品率，而且在热处理过程中，硬质酸可以使原料颗粒之间形成硬质酸膜，有助于碳碳双键的生成，对产品强度的提高起到了很大的辅助作用。
本发明还提供了一种耐磨石墨的制造工艺，其特征在于：所述耐磨石墨具体的制造步骤如下，
1）配料、混合：将沥青焦、炭黑和硬脂酸按照重量比放入搅拌装置内，在常温条件下，搅拌30分钟，得均匀混合物料；
2）等静压成型：将上述均匀混合物料放入胶套内，抽真空，当真空度达到0.07Mpa时，进行密封，将密封的胶套放入等静压机内，在压力为120~180MPa的条件下，进行静压成型，其中，静压成型的时间为50~70分钟；
3）焙烧：将等静压成型后的产品从胶套内取出后，放入高温桶内进行升温焙烧，其中，焙烧的最高温度控制为900~1000℃，其升温时间为500~800小时；
4）石墨化：将焙烧后产品进行外观清理后，放入石墨化炉中，在2500~3000℃条件下，进行石墨化处理，且处理时间为150~180小时，最终得到成品。
本发明中耐磨石墨的制造工艺相比现有技术中的石墨制造流程可以看出，本发明中的石墨制造工艺大大减少了现有石墨生产过程中的生产环节，在降低产品制造成本的同时，大大缩短了石墨的生产周期，改进后的生产周期大概可以缩短为现有技术中的一半左右。
其中，在石墨制造的步骤3）中，优选，产品焙烧的具体温度曲线为，当产品温度为300℃以内时，升温速度控制为2~8℃/h；当产品温度为300~550℃时，升温速度控制为0.2~0.6℃/h；当产品温度为550~1000℃时，升温速度控制为5~15℃/h；通过该温度曲线的设计可以大大提高产品焙烧后的质量，使焙烧后产品质量均匀，提高产品质量。
优选，等静压成型中所用的胶套由天然乳胶制成；
本发明提供的耐磨石墨及其制造工艺，其优点在于：石墨的制造工序少，生产周期短，投入成本低，产品质量好，成品率高，效益高等。
具体实施方式
实施例1
一种耐磨石墨，由以下成分按照重量比制成，沥青焦97份、炭黑2份、硬脂酸2份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为4.5%，真密度为2.16g/cm3、水分含量小于0.4%、灰分含量小于0.3%、粒度为10~15μm；
具体的制备步骤如下：
1）配料、混合：将上述沥青焦、炭黑和硬脂酸按照放入搅拌装置内，在常温条件下，搅拌30分钟，充分混匀，得均匀混合物料；
2）等静压成型：将上述均匀混合物料放入胶套内，抽真空，当真空度达到0.07Mpa时，进行密封，将密封的胶套放入等静压机内，在压力为120MPa的条件下，进行静压成型，其中，静压成型的时间为70分钟；
3）焙烧：将等静压成型后的产品从胶套内取出后，放入高温桶内进行升温焙烧，其中，具体的升温曲线为，当产品温度为300℃以内时，升温速度控制为2℃/h；当产品温度为300~550℃时，升温速度控制为0.6℃/h；当产品温度为550~1000℃时，升温速度控制为5℃/h，直至将产品升温为1000℃；
4）石墨化：将焙烧后产品进行外观清理后，放入石墨化炉中，在2500℃条件下，进行石墨化处理，且处理时间为180小时，最终得到成品。
实施例2
一种耐磨石墨，由以下成分按照重量比制成，沥青焦92份、炭黑1份、硬脂酸5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为12%，真密度为1.96g/cm3、水分含量小于0.3%、灰分含量小于0.2%、粒度为5~10μm；
具体的制备步骤如下：
1）配料、混合：将上述沥青焦、炭黑和硬脂酸按照放入搅拌装置内，在常温条件下，搅拌30分钟，充分混匀，得均匀混合物料；
2）等静压成型：将上述均匀混合物料放入胶套内，抽真空，当真空度达到0.07Mpa时，进行密封，将密封的胶套放入等静压机内，在压力为180MPa的条件下，进行静压成型，其中，静压成型的时间为50分钟；
3）焙烧：将等静压成型后的产品从胶套内取出后，放入高温桶内进行升温焙烧，其中，具体的升温曲线为，当产品温度为300℃以内时，升温速度控制为8℃/h；当产品温度为300~550℃时，升温速度控制为0.2℃/h；当产品温度为550~900℃时，升温速度控制为15℃/h，直至将产品升温为900℃；
4）石墨化：将焙烧后产品进行外观清理后，放入石墨化炉中，在3000℃条件下，进行石墨化处理，且处理时间为150小时，最终得到成品。
实施例3
一种耐磨石墨，由以下成分按照重量比制成，沥青焦96份、炭黑1.5份、硬脂酸2.5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为9.5%，真密度为2.14g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为5~10μm，平均粒径为8μm；
具体的制备步骤如下：
1）配料、混合：将上述沥青焦、炭黑和硬脂酸按照放入搅拌装置内，在常温条件下，搅拌30分钟，充分混匀，得均匀混合物料；
2）等静压成型：将上述均匀混合物料放入胶套内，抽真空，当真空度达到0.07Mpa时，进行密封，将密封的胶套放入等静压机内，在压力为160MPa的条件下，进行静压成型，其中，静压成型的时间为60分钟；
3）焙烧：将等静压成型后的产品从胶套内取出后，放入高温桶内进行升温焙烧，其中，具体的升温曲线为，当产品温度为300℃以内时，升温速度控制为6℃/h；当产品温度为300~550℃时，升温速度控制为0.4℃/h；当产品温度为550~950℃时，升温速度控制为10℃/h，直至将产品升温为950℃；
4）石墨化：将焙烧后产品进行外观清理后，放入石墨化炉中，在2800℃条件下，进行石墨化处理，且处理时间为160小时，最终得到成品。
对比例1
一种石墨，由以下成分按照重量比制成，沥青焦70份、沥青30份；其中，所述沥青焦的挥发分含量小于0.5%，真密度大于2.08g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为25~45μm；
具体的制备流程为：原料→配料→混捏→轧片→磨粉→筛分→等静压成型→一次焙烧→一次浸渍→二次焙烧→二次浸渍→三次焙烧→石墨化→成品，按照现有技术进行，得到石墨成品。
对比例2
一种石墨，由以下成分按照重量比制成，沥青焦75份、沥青25份；其中，所述沥青焦的挥发分含量小于0.5%，真密度大于2.08g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为25~45μm；
具体的制备流程为：原料→配料→混捏→轧片→磨粉→筛分→等静压成型→一次焙烧→一次浸渍→二次焙烧→二次浸渍→三次焙烧→石墨化→成品，按照现有技术进行，得到石墨成品。
实施例4
将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2中的石墨分别进行性能测试，具体测试结果见表1，
表1：性能测试表
其中，表1中性能数据的测试方式，分别是按照GB/T24528---2009炭素材料体积密度测定方法、GB/T1431---2009炭素材料耐压强度测定方法、GB/T3074.1---2008石墨电极抗折强度测定方法、JB/T8133.4---2013电炭制品物理化学性能试验方法肖氏硬度和GB/T24525---2009炭素材料电阻率测定方法进行的测定。
通过性能测试可以看出，使用本发明提供的配方和制造工艺生产出的产品具有更高的强度和密度，硬度高于使用现有技术制造的石墨，而且本发明中产品的耐磨性能更好，生产周期短，成品率高。
Claims (3)
1.一种耐磨石墨，其特征在于：主要由以下成分按照重量比制成，沥青焦92~97份、炭黑1~2份、硬脂酸2~5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为4.5~12%，真密度为1.96~2.16g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为5~15μm；
所述耐磨石墨具体的制造步骤如下，
1）配料、混合：将沥青焦、炭黑和硬脂酸按照重量比放入搅拌装置内，在常温条件下，搅拌30分钟，得均匀混合物料；
2）等静压成型：将上述均匀混合物料放入胶套内，抽真空，当真空度达到0.07MPa时，进行密封，将密封的胶套放入等静压机内，在压力为120~180MPa的条件下，进行静压成型，其中，静压成型的时间为50~70分钟；
3）焙烧：将等静压成型后的产品从胶套内取出后，放入高温桶内进行升温焙烧，其中，焙烧的最高温度控制为900~1000℃，其升温时间为500~800小时，所述焙烧的具体温度曲线为，当产品温度为300℃以内时，升温速度控制为2~8℃/h；当产品温度为300~550℃时，升温速度控制为0.2~0.6℃/h；当产品温度为550~1000℃时，升温速度控制为5~15℃/h；
4）石墨化：将焙烧后产品进行外观清理后，放入石墨化炉中，在2500~3000℃条件下，进行石墨化处理，且处理时间为150~180小时，最终得到成品。
2.按照权利要求1所述的耐磨石墨，其特征在于：主要由以下成分按重量比制成，沥青焦96份、炭黑1.5份、硬脂酸2.5份；其中，所述沥青焦的挥发分含量为9.5%，真密度为2.14g/cm3、水分含量小于0.5%、灰分含量小于0.5%、粒度为5~15μm，平均粒径为8μm。
3.按照权利要求1所述的耐磨石墨，其特征在于：所述胶套由天然乳胶制成。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| 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 |
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Address after: 113200 nanzamu Town Industrial Park, Xinbin Manchu Autonomous County, Fushun City, Liaoning Province Patentee after: Liaoning ruiguo New Material Co.,Ltd. Address before: 113200 nanzamu Town Industrial Park, Xinbin Manchu Autonomous County, Fushun City, Liaoning Province Patentee before: LIAONING DAHUA GLORY SPECIAL GRAPHITE Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220708 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Jinzhou Bank Co.,Ltd. Shenyang Nanta sub branch Pledgor: LIAONING DAHUA GLORY SPECIAL GRAPHITE Co.,Ltd. Registration number: Y2020210000023 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A kind of wear-resistant graphite and its manufacturing process Effective date of registration: 20220708 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Jinzhou Bank Co.,Ltd. Shenyang Nanta sub branch Pledgor: Liaoning ruiguo New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2022210000094 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |