CN109608220A - 一种石墨板的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨板的制造工艺，包括以下步骤：S1、原料；S2、制备浆料；S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.5‑1cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.5‑1cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到10‑15cm；S4、烘干；S5、将热压成型，获得砖坯；S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1000‑1400℃进行焙烧，焙烧时间2‑3小时；S7、粗加工，获得原坯、浸渍；S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1000‑1400℃进行焙烧，焙烧时间10‑15小时；S9、重复S7、S8至少两次，然后精加工。本发明操作简单，而且采用碳纤维布、铜网进行加强，使得整体抗高温、高压性能大大增加。

Description

一种石墨板的制造工艺
技术领域
本发明涉及一种石墨板，特别是涉及一种石墨板的制造工艺。
背景技术
石墨金属复合板是由金属芯板和柔性石墨卷材复合而成，有冲齿型和粘结型二种。可冲制各种垫片，如:气缸气垫、排水、水位计垫、法兰热片、阀门中道换垫器垫片等，是一种适用范围广，密封性能强的理想密封材料。
随着现代机械设备对压力、温度交变幅度的逐渐增加，现有的石墨板（石墨金属复合板）已经满足不了现有高端设备对高压、高温大幅度交变的要求。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种石墨板的制造工艺，其能够陈承受大幅度的高温、高压交变载荷。
为实现上述目的，本发明提供了一种石墨板的制造工艺，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于100目；
铜网，铜线直径不大于0.1㎜，孔径不大于0.2㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.05毫米、孔径不大于0.2㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于80目；
炭黑，细度不小于100目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉60-65、酚醛树脂20-25、炭黑10-15、环氧树脂10-15，然后放入搅拌机中加热至200-220℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.5-1cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.5-1cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到10-15cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干0.5-1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至200-220℃，然后施加10-15MPa/cm2的预压力，预压10-15min；
然后以每分钟10-15 MPa/cm2的压力增加，直到压力达到70-80MPa，同时升温至270-300℃，保持2-3小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1000-1400℃进行焙烧，焙烧时间2-3小时，升温方式如下：
室温-400℃，5-7℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1400℃，10-15℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至200-220℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在200-220℃，浸渍时间4-6小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1000-1400℃进行焙烧，焙烧时间10-15小时，升温方式如下：
室温-400℃，5-7℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1400℃，10-15℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
本发明的有益效果是：本发明操作简单，而且采用碳纤维布、铜网进行加强，使得整体抗高温、高压性能大大增加，而且通过浸渍改质煤沥青、再通过焙烧使得改质煤沥青石墨化后，其外表面润滑性能较好，能够满足对石墨密封环的润滑要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例一
一种石墨板的制造工艺，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于110目；
铜网，铜线直径不大于0.05㎜，孔径不大于0.1㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.02毫米、孔径不大于0.1㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于100目；
炭黑，细度不小于110目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉62、酚醛树脂24、炭黑13、环氧树脂14，然后放入搅拌机中加热至220℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.6cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.6cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到12cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至220℃，然后施加12MPa/cm2的预压力，预压12min；
然后以每分钟12 MPa/cm2的压力增加，直到压力达到75MPa，同时升温至280℃，保持2小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1350℃进行焙烧，焙烧时间2.5小时，升温方式如下：
室温-400℃，6℃/min；
400-800℃，4℃/min；
800-1400℃，12℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至220℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在220℃，浸渍时间5小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1200℃进行焙烧，焙烧时间14小时，升温方式如下：
室温-400℃，5℃/min；
400-800℃，5℃/min；
800-1200℃，14℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
实施例二
一种石墨板的制造工艺，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于120目；
铜网，铜线直径不大于0.1㎜，孔径不大于0.2㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.05毫米、孔径不大于0.2㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于110目；
炭黑，细度不小于120目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉61、酚醛树脂20、炭黑11、环氧树脂15，然后放入搅拌机中加热至210℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.8cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.5cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到15cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至210℃，然后施加13MPa/cm2的预压力，预压15min；
然后以每分钟15MPa/cm2的压力增加，直到压力达到80MPa，同时升温至300℃，保持3小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1000℃进行焙烧，焙烧时间2-3小时，升温方式如下：
室温-400℃， 7℃/min；
400-800℃，3℃/min；
800-1000℃，15℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至210℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在210℃，浸渍时间6小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1400℃进行焙烧，焙烧时间10小时，升温方式如下：
室温-400℃，6℃/min；
400-800℃， 5℃/min；
800-1400℃，14℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
实施例三
一种石墨板的制造工艺，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于100目；
铜网，铜线直径不大于0.1㎜，孔径不大于0.2㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.05毫米、孔径不大于0.2㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于90目；
炭黑，细度不小于100目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉65、酚醛树脂24、炭黑13、环氧树脂15，然后放入搅拌机中加热至220℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为1cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为1cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到10cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干0.5-1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至220℃，然后施加11MPa/cm2的预压力，预压11min；
然后以每分钟12MPa/cm2的压力增加，直到压力达到70MPa，同时升温至300℃，保持3小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1300℃进行焙烧，焙烧时间2-3小时，升温方式如下：
室温-400℃，5℃/min；
400-800℃，3℃/min；
800-1300℃，15℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至200-220℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在220℃，浸渍时间6小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1300℃进行焙烧，焙烧时间15小时，升温方式如下：
室温-400℃，5℃/min；
400-800℃，3℃/min；
800-1300℃， 15℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种石墨板的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉、铜网、碳纤维布、酚醛树脂、炭黑、改质煤沥青、环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉60-65、酚醛树脂20-25、炭黑10-15、环氧树脂10-15，然后放入搅拌机中加热至200-220℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.5-1cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.5-1cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到10-15cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干0.5-1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至200-220℃，然后施加10-15MPa/cm2的预压力，预压10-15min；
然后以每分钟10-15 MPa/cm2的压力增加，直到压力达到70-80MPa，同时升温至270-300℃，保持2-3小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1000-1400℃进行焙烧，焙烧时间2-3小时；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至200-220℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在200-220℃，浸渍时间4-6小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1000-1400℃进行焙烧，焙烧时间10-15小时；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
2.如权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，S1中，原料要求如下：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于100目；
铜网，铜线直径不大于0.1㎜，孔径不大于0.2㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.05毫米、孔径不大于0.2㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于80目；
炭黑，细度不小于100目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%。
3.如权利要求2所述的制造工艺，其特征在于，S6中，升温方式如下：
室温-400℃，5-7℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1400℃，10-15℃/min。
4.如权利要求3所述的制造工艺，其特征在于，S8中，升温方式如下：
室温-400℃，5-7℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1400℃，10-15℃/min。
5.如权利要求4所述的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于110目；
铜网，铜线直径不大于0.05㎜，孔径不大于0.1㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.02毫米、孔径不大于0.1㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于100目；
炭黑，细度不小于110目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉62、酚醛树脂24、炭黑13、环氧树脂14，然后放入搅拌机中加热至220℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.6cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.6cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到12cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至220℃，然后施加12MPa/cm2的预压力，预压12min；
然后以每分钟12 MPa/cm2的压力增加，直到压力达到75MPa，同时升温至280℃，保持2小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1350℃进行焙烧，焙烧时间2.5小时，升温方式如下：
室温-400℃，6℃/min；
400-800℃，4℃/min；
800-1400℃，12℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至220℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在220℃，浸渍时间5小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1200℃进行焙烧，焙烧时间14小时，升温方式如下：
室温-400℃，5℃/min；
400-800℃，5℃/min；
800-1200℃，14℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
6.如权利要求4所述的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于120目；
铜网，铜线直径不大于0.1㎜，孔径不大于0.2㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.05毫米、孔径不大于0.2㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于110目；
炭黑，细度不小于120目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉61、酚醛树脂20、炭黑11、环氧树脂15，然后放入搅拌机中加热至210℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为0.8cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为0.5cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到15cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至210℃，然后施加13MPa/cm2的预压力，预压15min；
然后以每分钟15MPa/cm2的压力增加，直到压力达到80MPa，同时升温至300℃，保持3小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1000℃进行焙烧，焙烧时间2-3小时，升温方式如下：
室温-400℃， 7℃/min；
400-800℃，3℃/min；
800-1000℃，15℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至210℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在210℃，浸渍时间6小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1400℃进行焙烧，焙烧时间10小时，升温方式如下：
室温-400℃，6℃/min；
400-800℃， 5℃/min；
800-1400℃，14℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
7.如权利要求4所述的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料:膨胀石墨粉，采用天然鳞片石墨，细度不小于100目；
铜网，铜线直径不大于0.1㎜，孔径不大于0.2㎜；
碳纤维布，碳纤维直径不大于0.05毫米、孔径不大于0.2㎜；
酚醛树脂，粉末状，细度不小于90目；
炭黑，细度不小于100目；
改质煤沥青，软化点为100-120℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.15%；
环氧树脂；
S2、将以下组分按照其重量份数比取出：膨胀石墨粉65、酚醛树脂24、炭黑13、环氧树脂15，然后放入搅拌机中加热至220℃，搅拌均匀，获得浆料；
S3、往模具中铺设一层碳纤维布，然后刷一层厚度为1cm的浆料，再铺设一层铜网，然后在铜网上刷一层厚度为1cm的浆料，再铺设一层碳纤维布，如此往复，直到厚度达到10cm；
S4、将S3中的模具取出，放入烘干机中通过120℃的温度，烘干0.5-1小时；
S5、将S4处理后的模具放入热压成型机内，加热至220℃，然后施加11MPa/cm2的预压力，预压11min；
然后以每分钟12MPa/cm2的压力增加，直到压力达到70MPa，同时升温至300℃，保持3小时，然后冷却至室温后取出，获得砖坯；
S6、将砖坯放入焙烧炉中，充入氮气作为保护气，然后升温至1300℃进行焙烧，焙烧时间2-3小时，升温方式如下：
室温-400℃，5℃/min；
400-800℃，3℃/min；
800-1300℃，15℃/min；
S7、将S6处理后的砖坯粗加工至需要的尺寸，预留0.5㎜左右的加工余量，获得原坯；
然后将改质煤沥青加热至200-220℃，再倒入浸渍罐中，然后将将原坯放入浸渍罐，使得改质煤沥青液体淹没原坯；
盖上浸渍罐，对浸渍罐抽真空，保持浸渍罐内温度在220℃，浸渍时间6小时；
S8、取出浸渍后的原坯，然后再次放入焙烧炉中；充入氮气作为保护气，然后升温至1300℃进行焙烧，焙烧时间15小时，升温方式如下：
室温-400℃，5℃/min；
400-800℃，3℃/min；
800-1300℃， 15℃/min；
S9、重复S7、S8至少两次，然后将原坯加工成需要的形状、尺寸即可。
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