專利名稱：高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨材料及其生產(chǎn)工藝，尤其是涉及一種適用于電火花加工用或可用于耐磨材料的高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于電火花的石墨材料或用于耐磨材料的石墨材料，大多是純度低、強度差、使用性能不好，耐磨性能差，使用壽命短，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可適用于電火花加工用或可用于耐磨材料的高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好、使用壽命長的一種石墨材料。
本發(fā)明的另一個目的在于提供可適用于電火花加工用或可用于耐磨材料的高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好、使用壽命長的一種石墨材料的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的第一個目的由如下技術(shù)方案實施高密度、高強度、耐磨石墨材料，其包括有干料與粘結(jié)劑，經(jīng)混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等制得，其中按重量份，干料包括有煅后石油焦0～55，瀝青焦25～80，一階段粉15～40，石墨粉5～10混合；其中按重量份，每100份干料，加入42份～48份的粘結(jié)劑。
按重量份，所述一階段粉是每100份炭黑，要加入溶化軟瀝青60～70份。
本發(fā)明的另一個目的由如下技術(shù)方案實施其包括有一階段粉制備；干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的制備按重量份首先將100份炭黑干混15～25分鐘，達到溫度為80℃～120℃后，加入溫度為140℃～160℃的60～70份的溶化軟瀝青，混涅60分鐘～70分鐘，出料溫度140℃～160℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，在所述焙燒爐中焙燒，其經(jīng)過230小時～250小時，升溫到1200℃～1250℃；然后再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，制成一階段粉；(2)干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊(a)干料組成按重量份，煅后石油焦為0～55，瀝青焦25～80，一階段粉為15～40，石墨粉為5～10混合；
(b)干料與粘結(jié)劑混涅將如(a)所述干料在混捏鍋內(nèi)干混30～45分鐘，達到100℃～120℃，加入140℃～160℃的粘結(jié)劑，混涅70分鐘～90分鐘，其中按重量份，如(a)所述的每100份干料，加入42份～48份的粘結(jié)劑，出料溫度為140℃～160℃出鍋，通過軋片兩次，片厚不大于3mm；(c)、二次磨粉、壓制成塊；將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然后將其壓制成塊；壓塊的形狀可根據(jù)具體情況壓制成不同形狀，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同。
(3)、焙燒工藝將壓制成型的碳塊裝入培燒爐內(nèi)，在密閉的情況下把(2)所得的壓制品經(jīng)過300～600小時加熱到1200℃～1250℃，得到焙燒制品；(4)、浸漬工藝將焙燒制品預(yù)熱到溫度為240～340℃，預(yù)熱時間為不少于8小時，裝入浸漬罐內(nèi)進行浸漬，其中抽真空時間為不少于45分鐘，真空度不低于0.086Mpa，加壓壓力7～15kg/cm2，加壓時間不少于6小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的制品如(3)所述進行焙燒；所得焙燒制品可根據(jù)需要進行二次浸漬，三次焙燒或三次浸漬，四次焙燒得到焙燒品。
(6)、石墨化工藝將焙燒后的制品裝入石墨化爐內(nèi)，在密閉的情況下通電，使得制品經(jīng)過70～170小時，溫度達到2500～2800℃，即得石墨材料。
所述炭黑可以是噴霧炭黑、半補強碳黑、燈黑、槽黑等。
所述干料組成中，其中石墨粉也可以采用天然石墨粉。
所述粘結(jié)劑可以是中溫煤瀝青或樹脂。
所述樹脂可以是呋喃樹脂、酚醛樹脂等。
本發(fā)明的優(yōu)點是由該工藝生產(chǎn)出的石墨材料品質(zhì)高，該石墨材料適用于電火花加工用或耐磨材料用，其具有高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好，使用壽命長的特性。
實施方式實施例1高密度、高強度、耐磨石墨材料，包括有干料與粘結(jié)劑，經(jīng)混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等制得，其中按重量份，干料包括有瀝青焦80，一階段粉為15，石墨粉為5混合；其中按重量份，每100份干料，加入42份的粘結(jié)劑。按重量份，一階段粉是每100份半補強碳黑，要加入溶化軟瀝青60份。
高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝包括有一階段粉制備；干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；
(1)、一階段粉的制備首先將100份半補強碳黑干混15分鐘，達到溫度為80℃后，加入溫度為140℃的溶化軟瀝青60份，混涅60分鐘，出料溫度140℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊放入焙燒爐中進行焙燒，在焙燒爐中焙燒，其經(jīng)過230小時，升溫到1200℃；然后再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，制成一階段粉；(2)干料與粘結(jié)劑中溫煤瀝青混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊(a)干料組成按重量份，瀝青焦80，一階段粉為15，石墨粉為5混合；(b)干料與粘結(jié)劑混涅將如(a)的干料在混捏鍋內(nèi)干混30分鐘，達到100℃，加入140℃的粘結(jié)劑，混涅70分鐘，其中按重量份，如(a)的每100份干料，加入42份的粘結(jié)劑，出料溫度為140℃出鍋，通過軋片兩次，片厚為3mm；(c)、二次磨粉、壓制成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然后將其壓制成塊；壓塊的形狀可根據(jù)具體情況壓制成不同形狀，如320×270×100mm，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同，如壓機是500噸的，壓力是250kg/cm2，其壓塊的體積密度是1.42g/cm3。
(3)、焙燒工藝將壓制成型的碳塊320×270×100mm裝入培燒爐內(nèi)，在密閉的情況下把(2)所得的壓制品經(jīng)過320小時加熱到1200℃得到焙燒制品；(4)、浸漬工藝將焙燒制品預(yù)熱到溫度為240℃，預(yù)熱時間為5小時，裝入浸漬罐內(nèi)進行浸漬，其中抽真空時間為45分鐘，真空度為0.086Mpa，加壓壓力為7kg/cm2，加壓時間為4小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的制品如(3)所述進行焙燒；(6)、石墨化工藝將焙燒后的制品裝入石墨化爐內(nèi)，在密閉的情況下通電，使得制品經(jīng)過70小時，溫度達到2500℃，即得石墨材料。
實施例2高密度、高強度、耐磨石墨材料，包括有干料與粘結(jié)劑，經(jīng)混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等制得，其中按重量份，干料包括有煅后石油焦為55，瀝青焦30，一階段粉為20，石墨粉為10混合；其中按重量份，每100份干料，加入48份的粘結(jié)劑。按重量份，一階段粉是每100份噴霧炭黑，要加入溶化軟瀝青70份。
高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝包括有一階段粉制備；干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的制備首先將噴霧炭黑100份干混25分鐘，達到溫度為120℃后，加入溫度為160℃的溶化軟瀝青70份，混涅70分鐘，出料溫度160℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，其經(jīng)過250小時，升溫到1250℃；然后再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，制成一階段粉；(2)干料與粘結(jié)劑呋喃樹脂混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊(a)干料組成按重量份，煅后石油焦為40，瀝青焦30，一階段粉為20，石墨粉為10混合；(b)干料與粘結(jié)劑混涅將如(a)的干料在混捏鍋內(nèi)干混45分鐘，達到120℃，加入160℃的粘結(jié)劑，混涅90分鐘，其中按重量份，如(a)的每100份干料，加入48份的粘結(jié)劑，出料溫度為160℃出鍋，通過軋片兩次，片厚為2.5mm；(c)、二次磨粉、壓制成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然后將其壓制成塊；壓塊的形狀可根據(jù)具體情況壓制成不同形狀，如320×220×220mm，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同，如壓機是1000噸的，壓力是150kg/cm2，其壓塊的體積密度是1.50g/cm3。
(3)、焙燒工藝將壓制成型的碳塊320×220×220mm裝入培燒爐內(nèi)，在密閉的情況下把(2)所得的壓制品經(jīng)過500小時加熱到1250℃得到焙燒制品；(4)、浸漬工藝將焙燒制品預(yù)熱到溫度為300℃，預(yù)熱時間為6小時，裝入浸漬罐內(nèi)進行浸漬，其中抽真空時間為45分鐘，真空度為0.086Mpa，加壓壓力為10kg/cm2，加壓時間為5小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的制品如(3)所述進行焙燒；所得焙燒制品可根據(jù)需要進行二次浸漬，三次焙燒得到焙燒品。
(6)、石墨化工藝將焙燒后的制品裝入石墨化爐內(nèi)，在密閉的情況下通電，使得制品經(jīng)過120小時，溫度達到2600℃，即得石墨材料。
實施例3高密度、高強度、耐磨石墨材料，包括有干料與粘結(jié)劑，經(jīng)混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等制得，其中按重量份，干料包括煅后石油焦23份，瀝青焦33份，一階段粉為40份，天然石墨粉7份混合；其中按重量份，每100份干料，加入45份的粘結(jié)劑。一階段粉是每100份槽黑，要加入溶化軟瀝青65份。
高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝，包括有一階段粉制備；干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的制備首先將100份槽黑干混20分鐘，達到溫度為100℃后，加入溫度為150℃的溶化軟瀝青65份，混涅65分鐘，出料溫度150℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，在焙燒爐中焙燒，其經(jīng)過240小時，升溫到1200℃；然后再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，制成一階段粉；(2)干料與粘結(jié)劑中溫煤瀝青混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊(a)干料組成按重量份，煅后石油焦為23，瀝青焦33，一階段粉為40，天然石墨粉為7混合；(b)干料與粘結(jié)劑混涅將如(a)的干料在混捏鍋內(nèi)干混40分鐘，達到110℃，加入150℃的粘結(jié)劑，混涅80分鐘，其中按重量份，如(a)的每100份干料，加入45份的粘結(jié)劑，出料溫度為150℃出鍋，通過軋片兩次，片厚為2mm；(c)、二次磨粉、壓制成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然后將其壓制成塊；壓塊的形狀可根據(jù)具體情況壓制成不同形狀，如直徑為660×320mm圓柱體，壓機的壓力大小不同，使得壓塊的體積密度不同，如壓機是1700噸的，壓力是230kg/cm2，其壓塊的體積密度是1.38g/cm3。
(3)、焙燒工藝；將壓制成型的碳塊直徑為660×320mm圓柱體裝入培燒爐內(nèi)，在密閉的情況下把(2)所得的壓制品經(jīng)過600小時加熱到1230℃得到焙燒制品；(4)、浸漬工藝將焙燒制品預(yù)熱到溫度為340℃，預(yù)熱時間為8小時，裝入浸漬罐內(nèi)進行浸漬，其中抽真空時間為45分鐘，真空度為0.086Mpa，加壓壓力為13kg/cm2，加壓時間為6小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的制品如(3)所述進行焙燒；所得焙燒制品可進行三次浸漬，四次焙燒得到焙燒品。
(6)、石墨化工藝；將焙燒后的制品裝入石墨化爐內(nèi)，在密閉的情況下通電，使得制品經(jīng)過170小時，溫度達到2700℃，即得石墨材料。
權(quán)利要求
1.一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，其包括有干料與粘結(jié)劑，經(jīng)混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等制得，其中按重量份，干料包括有煅后石油焦0～55，瀝青焦25～80，一階段粉15～40，石墨粉5～10混合；其中按重量份，每100份干料，加入42份～48份的粘結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，按重量份，所述一階段粉是每100份炭黑，要加入溶化軟瀝青60～70份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于其包括有一階段粉制備；干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等；(1)、一階段粉的制備按重量份首先將100份炭黑干混15～25分鐘，達到溫度為80℃～120℃后，加入溫度為140℃～160℃的60～70份的溶化軟瀝青，混涅60分鐘～70分鐘，出料溫度140℃～160℃；接著將出好的物料壓塊，將壓好的物料塊裝入焙燒爐中進行焙燒，在所述焙燒爐中焙燒，其經(jīng)過230小時～250小時，升溫到1200℃～1250℃；然后再將焙燒過的物料破碎、磨粉，其粒度為325目以下，制成一階段粉；(2)干料與粘結(jié)劑混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊(a)干料組成按重量份，煅后石油焦為0～40，瀝青焦25～80，一階段粉為15～40，石墨粉為5～10混合；(b)干料與粘結(jié)劑混涅將如(a)所述干料在混捏鍋內(nèi)干混30～45分鐘，達到100℃～120℃，加入140℃～160℃的粘結(jié)劑，混涅70分鐘～90分鐘，其中按重量份，如(a)所述的每100份干料，加入42份～48份的粘結(jié)劑，出料溫度為140℃～160℃出鍋，通過軋片兩次，片厚不大于3mm；(c)、二次磨粉、壓制成塊將(b)所得的二次軋片料進行第二次磨粉，即得二次粉；然后將其壓制成塊；(3)、焙燒工藝將壓制成型的碳塊裝入培燒爐內(nèi)，在密閉的情況下把(2)所得的壓制品經(jīng)過300～600小時加熱到1200℃～1250℃，得到焙燒制品；(4)、浸漬工藝將焙燒制品預(yù)熱到溫度為240～340℃，預(yù)熱時間為不少于8小時，裝入浸漬罐內(nèi)進行浸漬，其中抽真空時間為不少于45分鐘，真空度不低于0.086Mpa，加壓壓力7～15kg/cm2，加壓時間不少于6小時；(5)、再焙燒工藝將浸漬過的制品如(3)所述進行焙燒；(6)、石墨化工藝將焙燒后的制品裝入石墨化爐內(nèi)，在密閉的情況下通電，使得制品經(jīng)過70～170小時，溫度達到2500～2800℃，即得石墨材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，所述炭黑可以是噴霧炭黑、半補強碳黑、燈黑、槽黑等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述炭黑可以是噴霧炭黑、半補強碳黑、燈黑、槽黑等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，所述干料組成中，其中石墨粉也可以采用天然石墨粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述干料組成中，其中石墨粉也可以采用天然石墨粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，所述粘結(jié)劑可以是中溫煤瀝青或樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述粘結(jié)劑可以是中溫煤瀝青或樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，所述樹脂可以是呋喃樹脂、酚醛樹脂等。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述樹脂可以是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高密度、高強度、耐磨石墨材料，其特征在于，所得焙燒制品可根據(jù)需要進行二次浸漬，三次焙燒或三次浸漬，四次焙燒得到焙燒品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于電火花加工用或可用于耐磨材料的高密度、高強度、耐磨石墨材料及其生產(chǎn)工藝。其包括有干料與粘結(jié)劑，經(jīng)混涅，軋片，二次磨粉、壓制成塊；焙燒工藝；浸漬工藝；再焙燒工藝和石墨化工藝等制得。優(yōu)點是由該工藝生產(chǎn)出的石墨材料品質(zhì)高，該石墨材料適用于電火花加工用或耐磨材料用，其具有高純度、高密度、高強度的，耐磨性能好，使用壽命長的特性。
文檔編號C01B31/04GK1583557SQ200410044348
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者靳登永, 張鳳英, 任澤軍, 張佃宏, 孫慧, 趙龍, 石建平, 南效凱, 趙旭江 申請人:興和興永碳素有限公司