RU2749979C1 - Method for producing carbon-graphite composite material - Google Patents

Method for producing carbon-graphite composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2749979C1
RU2749979C1 RU2020142108A RU2020142108A RU2749979C1 RU 2749979 C1 RU2749979 C1 RU 2749979C1 RU 2020142108 A RU2020142108 A RU 2020142108A RU 2020142108 A RU2020142108 A RU 2020142108A RU 2749979 C1 RU2749979 C1 RU 2749979C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lead
carbon
graphite
melt
impregnation
Prior art date
Application number
RU2020142108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Гулевский
Николай Юрьевич Мирошкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2020142108A priority Critical patent/RU2749979C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749979C1 publication Critical patent/RU2749979C1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26—Impregnating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/34—Electroplating: Baths therefor from solutions of lead

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, composite materials.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely to the creation of composite materials by impregnating a porous frame. A method for producing a carbon-graphite composite material includes vacuum degassing of a porous carbon-graphite billet in a copper electrolyte solution, applying a two-layer electroplating coating containing an inner copper layer to it, and impregnating the porous billet with a matrix lead alloy melt under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, while the outer layer of the electroplated coating is made of lead deposited by electrolysis from an electrolyte containing 200 g/l of lead borofluoride, 50 g/l of hydrofluoboric acid and 1.0 g/l of joiner's glue.EFFECT: higher quality of carbon-graphite composite materials thanks to increasing its strength.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию композиционных материалов пропиткой пористого каркаса, имеющих высокую электропроводность, антифрикционные свойства, стойкость в агрессивных средах.The invention relates to the field of metallurgy, namely to the creation of composite materials by impregnation of a porous frame with high electrical conductivity, antifriction properties, resistance in aggressive environments.

Известен способ получения композиционного материала пропиткой с одновременным химическим воздействием. Заготовку устанавливают на специальной графитовой платформе, прогревают над поверхностью расплава кремния или сплавом на основе кремния и меди, имеющим температуру 1700-1800°С, затем постепенно, со скоростью не более 10 см/мин опускают заготовку в ванну с расплавом. Тем самым осуществляя пропитку однонаправленным потоком расплава, распространяющимся фронтом по всему сечению заготовки (патент РФ №2276631 МПК C04B 35/52, опубл. 02.08.2004).A known method of producing a composite material by impregnation with simultaneous chemical action. The workpiece is installed on a special graphite platform, heated over the surface of a silicon melt or an alloy based on silicon and copper, having a temperature of 1700-1800 ° C, then gradually, at a speed of no more than 10 cm / min, the workpiece is lowered into a bath with a melt. Thereby, carrying out impregnation with a unidirectional melt flow, propagating by the front along the entire section of the workpiece (RF patent No. 2276631 IPC C04B 35/52, publ. 02.08.2004).

Недостатком данного способа является отсутствие в процессе пропитки стадии вакуумирования как сплава, так и заготовки, вследствие чего различные загрязнения в порах углеграфитовой заготовки препятствуют их заполнению матричным сплавом, а также отсутствие вакуумирования негативно сказывается на расплаве матричного сплава, который окисляется, взаимодействуя с воздухом, снижая качество композиционного материала.The disadvantage of this method is the absence of the stage of evacuation of both the alloy and the workpiece during the impregnation process, as a result of which various impurities in the pores of the carbon-graphite workpiece prevent them from filling with the matrix alloy, and the lack of evacuation negatively affects the melt of the matrix alloy, which oxidizes, interacting with air, reducing the quality of the composite material.

Известен способ получения композиционного материала пропиткой пористой заготовки металлом, при котором армирующий пористый каркас предварительно нагревают, затем заливают его матричным сплавом, проводят вакуумную дегазацию и пропитывают под воздействии избыточного давления 15±3 МПа на заготовку за счет термического расширения расплава в замкнутом объеме емкости при нагреве (патент РФ №1759932, МПК C22C 1/09, B22F 3/26, опубл. 07.09.92).There is a known method of obtaining a composite material by impregnating a porous workpiece with metal, in which the reinforcing porous frame is preheated, then poured with a matrix alloy, vacuum degassing is carried out and impregnated under the influence of an excess pressure of 15 ± 3 MPa on the workpiece due to thermal expansion of the melt in a closed volume of the vessel during heating (RF patent No. 1759932, IPC C22C 1/09, B22F 3/26, publ. 07.09.92).

Недостатком этого способа при его использовании для получения КМ пропиткой является ограничение номенклатуры металлов для использования их в качестве матричного сплава, только свинец или его сплавы.The disadvantage of this method when it is used to obtain CM by impregnation is the limitation of the nomenclature of metals for their use as a matrix alloy, only lead or its alloys.

Наиболее близким является способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой заготовки до погружения пористой заготовки в расплав матричного сплава, нанесение на пористую заготовку двухслойного гальванического покрытия, состоящего из внутреннего медного и наружного никелевого слоев, ее пропитку расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца (патент РФ № 2688772, МПК С22С 47/08, B22F 3/26, опубл. 22.05.2019).The closest is a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous workpiece before immersing a porous workpiece in a matrix alloy melt, applying a two-layer galvanic coating on a porous workpiece, consisting of an inner copper and outer nickel layers, impregnating it with a melt of a lead matrix alloy under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy (RF patent No. 2688772, IPC S22S 47/08, B22F 3/26, publ. 05/22/2019).

Недостатком этого способа является необходимость пропитки при высоких значениях температуры и давления.The disadvantage of this method is the need for impregnation at high temperatures and pressures.

Задача - разработка способа максимального заполнения пор в углеграфитовой заготовке при пропитке ее матричным сплавом.The task is to develop a method for the maximum filling of pores in a carbon-graphite workpiece when impregnated with a matrix alloy.

Техническим результатом изобретения является повышение качества композиционных материалов (КМ).The technical result of the invention is to improve the quality of composite materials (CM).

Технический результат достигается в способе получения углеграфитового композиционного материала, включающем вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее двухслойного гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки, заполнение камеры расплавом матричного сплава и пропитку пористой заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца, при этом наружный слой гальванического покрытия выполняют из свинца, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 200 г/л свинца борфтористого, 50 г/л борфтористоводородной кислоты и 1,0 г/л столярного клея, а углеграфитовую заготовку помещают в камеру для пропитки на 2/3 заполненную расплавом матричного сплава температурой ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20° С.The technical result is achieved in a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution, applying a two-layer galvanic coating on it containing an inner copper layer, placing a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating in a chamber for impregnation, filling the chamber with a melt matrix alloy and impregnation of a porous workpiece with a melt of a lead matrix alloy under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, while the outer layer of the galvanic coating is made of lead applied by electrolysis from an electrolyte containing 200 g / l of lead boron fluoride, 50 g / l of hydrofluoric acid and 1.0 g / l of wood glue, and the carbon-graphite workpiece is placed in a 2/3 impregnation chamber filled with a matrix alloy melt with a temperature below the liquidus temperature of the lead alloy at 15-20 ° C.

Разделение технологии на более простые этапы: разделение операций вакуумной дегазации углеграфитовой заготовки и пропитки, нанесение перед пропиткой на заготовку двухслойного гальванического покрытия, состоящего из внутреннего медного и наружного слоя свинца, способствует снижению температуры пропитки, лучшему смачиванию углеграфитового каркаса, увеличивает проницаемость его пор и, соответственно, повышает качество композиционных материалов (КМ). Dividing the technology into simpler stages: separating the operations of vacuum degassing of a carbon-graphite workpiece and impregnation, applying a two-layer galvanic coating on the workpiece before impregnation, consisting of an inner copper and an outer layer of lead, helps to reduce the impregnation temperature, better wetting of the carbon-graphite frame, increases the permeability of its pores, and, accordingly, it improves the quality of composite materials (CM).

Перед нанесением гальванического покрытия проводится вакуумная дегазация углеграфитового каркаса в медном электролите, вследствие чего происходит частичное заполнение пор электролитом, после чего на углеграфитовый каркас наносят гальваническим способом слой медного покрытия (3-5 мкм), который образуется и в порах, заполненных медным электролитом. После чего наносят свинцовое покрытие. Данный способ позволяет получить легирующее действие нанесенных особо чистых металлов на межфазной границе углеграфитовый каркас/пропитывающий сплав и снизить величину краевого угла смачивания и поверхностного натяжения.Before applying the galvanic coating, the carbon-graphite frame is vacuum degassed in a copper electrolyte, as a result of which the pores are partially filled with electrolyte, after which a copper-plated layer (3-5 microns) is electroplated on the carbon-graphite frame, which is also formed in the pores filled with copper electrolyte. Then a lead coating is applied. This method makes it possible to obtain the alloying effect of the deposited highly pure metals at the interface between the carbon-graphite framework / impregnating alloy and to reduce the value of the wetting angle and surface tension.

Нанесение гальванического слоя свинца упрощает технологию пропитки, позволяя получать композиты при более низких температурах, а также способствует увеличению твердости КМ: за счет снижения температуры размягчения гальванического покрытия, сплав свинца продавливается в поры по слою свинца и уплотняется совместно глубже в порах углеграфитового каркаса. The deposition of a galvanic layer of lead simplifies the impregnation technology, making it possible to obtain composites at lower temperatures, and also contributes to an increase in the hardness of CM: by reducing the softening temperature of the galvanic coating, the lead alloy is pressed into the pores along the lead layer and is compacted together deeper in the pores of the carbon-graphite frame.

Пропитка пористой заготовки, с нанесенным на нее гальваническим покрытием, в расплаве матричного сплава свинца, находящегося в камере для пропитки, ведет к лучшей заполняемости пор матричным сплавом.Impregnation of a porous preform with an electroplated coating applied to it in the melt of the lead matrix alloy in the impregnation chamber leads to better filling of the pores with the matrix alloy.

Нанесение медного гальванического подслоя осуществляется в пластиковой емкости, которую наполняют сернокислым электролитом меднения, состоящим из медного купороса, дистиллированной воды, серной кислоты и спирта;The application of a copper galvanic sublayer is carried out in a plastic container, which is filled with sulfuric acid electrolyte of copper plating, consisting of copper sulfate, distilled water, sulfuric acid and alcohol;

Нанесение гальванического слоя свинца осуществляется в пластиковой емкости, которую наполняют кислым электролитом свинцевания, состоящим из свинца борфтористого, борфтористоводородной кислоты (свободной), столярного клея.The application of a galvanic layer of lead is carried out in a plastic container, which is filled with an acidic lead electrolyte, consisting of fluorine-boron lead, hydrofluoric acid (free), and wood glue.

После нанесения гальванических покрытий углеграфитовый каркас помещается в устройство для пропитки. При этом камера для пропитки, в которую помещают углеграфитовый каркас с нанесенным на него слоем гальванического покрытия, позволяет осуществлять пропитку пористой заготовки при нагреве под действием избыточного давления матричного сплава свинца, получаемого за счет теплового и термического расширения свинца при увеличении объема сплава в замкнутом объеме устройства для пропитки.After electroplating, the carbon-graphite frame is placed in an impregnator. In this case, the impregnation chamber, in which a carbon-graphite frame with a layer of galvanic coating applied to it, is placed, allows impregnation of a porous workpiece when heated under the influence of excess pressure of a lead matrix alloy obtained due to thermal and thermal expansion of lead with an increase in the volume of the alloy in the closed volume of the device. for impregnation.

Определение температуры ликвидус с перегревом позволяет учесть величину нагрева, обеспечивает создание требуемого давления пропитки, что позволяет получить КМ высокого качества с высокой степенью заполнения объема открытых пор пористой заготовки матричным сплавом.Determination of the liquidus temperature with overheating allows one to take into account the amount of heating, ensures the creation of the required impregnation pressure, which makes it possible to obtain high-quality CM with a high degree of filling the volume of open pores of a porous workpiece with a matrix alloy.

Использование в качестве матричного расплава - сплава свинца, а в качестве пористого тела углеграфитовой заготовки позволяет получать композиционные материалы, широко применяемые в машиностроении для изготовления направляющих, уплотнителей, вкладышей подшипников скольжения.The use of a lead alloy as a matrix melt, and a carbon-graphite billet as a porous body makes it possible to obtain composite materials that are widely used in mechanical engineering for the manufacture of guides, seals, and plain bearing shells.

По предложенному способу был получен КМ углеграфит - сплав свинца с использованием углеграфита марки АГ-1500, имеющего открытую пористость 15%. Образец углеграфита был выполнен в виде куба со стороной 30 мм. Таким образом, объем углеграфитового каркаса составлял 900 мм3, объем пор в каркасе составлял 135 мм3.According to the proposed method, KM carbon graphite was obtained - a lead alloy using carbon graphite grade AG-1500, having an open porosity of 15%. The carbon graphite sample was made in the form of a cube with a side of 30 mm. Thus, the volume of the carbon-graphite framework was 900 mm 3 , the pore volume in the framework was 135 mm 3 .

Углеграфитовую заготовку, закрепленную медной проволокой, погружают в емкость гальванической камеры, наполненную медным электролитом (водный раствор), состоящим из 200 г/л сернокислой меди, 70 г/л серной кислоты и 10-15 мл спирта, температура электролита 20-25°С. Затем емкость накрывают герметичным куполом, после чего через отверстие в куполе проводят вакуумную дегазацию в течение 5-7 минут с помощью вакуумного насоса. Далее в емкость погружают два медных анода соединенных между собой медной проволокой, после чего аноды и углеграфитовая заготовка подключаются к источнику постоянного тока, положительный заряд к анодам, а отрицательный к углеграфитовой заготовке, сила тока устанавливается 0,5 А/дм2 с выдержкой в 20-30 мин. A carbon-graphite workpiece, fixed with a copper wire, is immersed in a galvanic chamber filled with copper electrolyte (aqueous solution), consisting of 200 g / l of copper sulfate, 70 g / l of sulfuric acid and 10-15 ml of alcohol, electrolyte temperature 20-25 ° C ... Then the container is covered with a sealed dome, after which vacuum degassing is carried out through the hole in the dome for 5-7 minutes using a vacuum pump. Next, two copper anodes connected with a copper wire are immersed in the container, after which the anodes and the carbon-graphite workpiece are connected to a direct current source, a positive charge to the anodes, and a negative charge to the carbon-graphite workpiece, the current strength is set to 0.5 A / dm 2 with an exposure time of 20 -30 minutes.

После нанесения на углеграфитовый каркас медного слоя покрытия, каркас промывается в воде и наносится свинцовый слой покрытия. Углеграфитовую заготовку закрепленную медной проволокой погружают в емкость гальванической камеры (погружение заготовки зафиксированной на проволоке производиться под током 0,3 А/дм2), наполненную кислым электролитом свинцевания (водный раствор) состоящим из свинца борфтористого – 200 г/л, борфтористоводородной кислоты (свободная) – 50 г/л, столярного клея - 1,0 г/л, далее в емкость погружают два свинцовых анода марки С-1 соединенных между собой медной проволокой (медная проволока не должна касаться электролита), подключение к источнику тока аналогично ванне меднения. Температура электролита при электролизе 20-25°С, плотность тока 1 А/дм2 с выдержкой в 50 мин при постоянном перемешивании электролита. After applying a copper layer of coating to the carbon-graphite frame, the frame is washed in water and a lead coating layer is applied. A carbon-graphite workpiece fixed with a copper wire is immersed in a galvanic chamber tank (the workpiece fixed on a wire is immersed under a current of 0.3 A / dm 2 ), filled with an acidic lead electrolyte (aqueous solution) consisting of lead boron fluoride - 200 g / l, hydrofluoric acid (free ) - 50 g / l, wood glue - 1.0 g / l, then two lead C-1 anodes are immersed in the container, connected by copper wire (the copper wire should not touch the electrolyte), the connection to the current source is similar to the copper plating bath. The electrolyte temperature during electrolysis is 20-25 ° C, the current density is 1 A / dm 2 with an exposure of 50 minutes with constant stirring of the electrolyte.

После нанесения на углеграфитовый каркас гальванического покрытия, углеграфитовую заготовку промывают в воде и сушат.After applying an electroplated coating to the carbon-graphite frame, the carbon-graphite workpiece is washed in water and dried.

Камера для пропитки углеграфитовой заготовки выполнена из титана ВТ1-0. Камеру для пропитки нагревают до температуры 150°С и на 2/3 заполняют расплавом сплава свинца. Выдерживают расплав свинца до достижения им температуры ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20° С. В камеру для пропитки на закристаллизовавшуюся (в результате остывания) поверхность помещают углеграфитовую заготовку с нанесенным гальваническим покрытием. Затем в камеру для пропитки доливают расплав свинца, полностью покрывая им пористую заготовку. Камеру закрывают крышкой, доливают расплав матричного сплава до конического заливного отверстия в крышке, притирают пробкой, предварительно нагретой до 500° С, и шплинтуют ее.The chamber for impregnating the carbon-graphite billet is made of VT1-0 titanium. The impregnation chamber is heated to a temperature of 150 ° C and filled 2/3 with a molten lead alloy. Withstand the lead melt until it reaches a temperature below the liquidus temperature of the lead alloy by 15-20 ° C. In the impregnation chamber on the crystallized (as a result of cooling) surface, place a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating. Then, lead melt is added to the impregnation chamber, completely covering the porous workpiece with it. The chamber is closed with a lid, the melt of the matrix alloy is added to the conical filler hole in the lid, rubbed in with a stopper preheated to 500 ° C, and pinned.

После герметизации камеру для пропитки углеграфитовой заготовки нагревают не менее чем на 100°С выше температуры ликвидус расплава матричного сплава свинца с изотермической выдержкой 20 мин при достижении указанной температуры и расчетного давления. After sealing, the chamber for impregnating the carbon-graphite workpiece is heated at least 100 ° C above the liquidus temperature of the lead matrix alloy melt with isothermal holding for 20 minutes when the specified temperature and design pressure are reached.

За счет разницы коэффициентов термического расширения емкости и расплава матричного сплава свинца, а также за счет разницы, коэффициентов теплового (при расплавлении свинца) расширения свинца, при котором увеличивается объем расплава в камере, создается оптимальное давление пропитки.Due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the container and the melt of the lead matrix alloy, as well as due to the difference in the coefficients of thermal (during the melting of lead) expansion of lead, at which the volume of the melt in the chamber increases, an optimal impregnation pressure is created.

Пропитка производилась при давлении 3 МПа, что обеспечивалось температурой нагрева камеры для пропитки, равной 450°С. По окончании пропитки полученный КМ извлекают и производят его охлаждение с кристаллизацией расплава матричного сплава свинца в порах. The impregnation was carried out at a pressure of 3 MPa, which was ensured by the heating temperature of the impregnation chamber, equal to 450 ° C. At the end of the impregnation, the resulting CM is removed and cooled with crystallization of the melt of the lead matrix alloy in the pores.

Полученный КМ испытывался на прочность при сжатии, степень заполнения открытых пор (плотность пропитки) оценивалась по удельному весу КМ до и после пропитки, структура КМ оценивалась по результатам металлографических исследований. Результаты испытаний приведены в таблице. The resulting CM was tested for compressive strength, the degree of filling of open pores (impregnation density) was estimated by the specific gravity of CM before and after impregnation, the CM structure was estimated from the results of metallographic studies. The test results are shown in the table.

ТаблицаTable

Композиционный материалComposite material Температура начала пропитки, СImpregnation start temperature, С Температура в конце пропитки, СTemperature at the end of impregnation, С Давление пропитки, МПаImpregnation pressure, MPa Время выдержки давления, мин.Pressure holding time, min. Степень заполнения открытых пор, %The degree of filling of open pores,% Прочность КМ при сжатии, МПаCompressive strength of CM, MPa Результаты металлографических исследованийResults of metallographic studies По предлагаемому способуAccording to the proposed method 150150 450450 33 20twenty 97±397 ± 3 189±3189 ± 3 Заполнение микроскопических пор максимальноеMaximum filling of microscopic pores По способу прототипаBy prototype method 400400 550550 5five 20twenty 92±392 ± 3 181±3181 ± 3 Заполнение микроскопических пор не полное, присутствуют небольшие не заполненные участкиFilling of microscopic pores is incomplete, small areas are not filled

Таким образом, способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее двухслойного гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой и наружный слой из свинца, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 200 г/л свинца борфтористого, 50 г/л борфтористоводородной кислоты и 1,0 г/л столярного клея, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки на 2/3 заполненную расплавом матричного сплава температурой ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20° С и пропитку пористой заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет теплового и термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца, обеспечивает повышение качества получаемых композиционных материалов (КМ).Thus, a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution, applying a two-layer galvanic coating on it, containing an inner copper layer and an outer layer of lead, applied by electrolysis from an electrolyte containing 200 g / l of lead boron fluoride, 50 g / l of hydrofluoric acid and 1.0 g / l of wood glue, placement of a carbon-graphite blank with a galvanized coating in an impregnation chamber for 2/3 filled with a matrix alloy melt with a temperature below the liquidus temperature of a lead alloy by 15-20 ° C and impregnation with a porous billets with a lead matrix alloy melt under the influence of excessive pressure due to thermal and thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, provides an increase in the quality of the resulting composite materials (CM).

Claims (1)

Способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее двухслойного гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки, заполнение камеры расплавом матричного сплава и пропитку пористой заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца, отличающийся тем, что наружный слой гальванического покрытия выполняют из свинца, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 200 г/л свинца борфтористого, 50 г/л борфтористоводородной кислоты и 1,0 г/л столярного клея, а углеграфитовую заготовку помещают в камеру для пропитки на 2/3 заполненную расплавом матричного сплава температурой ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20°С. A method of producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution, applying a two-layer galvanic coating on it containing an inner copper layer, placing a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating in a chamber for impregnation, filling the chamber with a melt of a matrix alloy and impregnating a porous melt of lead matrix alloy under the influence of excess pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, characterized in that the outer layer of the galvanic coating is made of lead applied by electrolysis from an electrolyte containing 200 g / l of lead boron fluoride, 50 g / l boron hydrofluoric acid and 1.0 g / l of wood glue, and the carbon-graphite workpiece is placed in a 2/3 impregnation chamber filled with a matrix alloy melt with a temperature lower than the liquidus temperature of the lead alloy by 15-20 ° C.
RU2020142108A 2020-12-21 2020-12-21 Method for producing carbon-graphite composite material RU2749979C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142108A RU2749979C1 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Method for producing carbon-graphite composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142108A RU2749979C1 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Method for producing carbon-graphite composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749979C1 true RU2749979C1 (en) 2021-06-21

Family

ID=76504797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142108A RU2749979C1 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Method for producing carbon-graphite composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749979C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2623968A1 (en) * 1975-05-30 1976-12-16 Nippon Carbon Co Ltd METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING GRAPHITE OR CHARCOAL BODIES
CN101659550B (en) * 2009-09-15 2012-03-07 中国科学院山西煤炭化学研究所 Method for preparing metal impregnation carbon/graphite material
RU2688523C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688555C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a graphite workpiece
RU2688772C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a graphite workpiece

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2623968A1 (en) * 1975-05-30 1976-12-16 Nippon Carbon Co Ltd METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING GRAPHITE OR CHARCOAL BODIES
CN101659550B (en) * 2009-09-15 2012-03-07 中国科学院山西煤炭化学研究所 Method for preparing metal impregnation carbon/graphite material
RU2688523C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688555C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a graphite workpiece
RU2688772C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a graphite workpiece

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2688538C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688779C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688781C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2725524C1 (en) Method of producing carbon-graphite composite material
RU2688782C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688368C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688778C1 (en) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688557C1 (en) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688535C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2751868C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2749979C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751869C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751861C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2751865C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2750072C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2750074C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2688523C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2749980C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751867C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2688522C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688476C1 (en) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2751860C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2751862C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751871C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2750167C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material