等靜壓石墨是一種通過(guò)等靜壓成型工藝制備而成的特種石墨,其采用等靜壓成型技術(shù),將高純石墨粉料經(jīng)過(guò)一系列工藝處理(如細(xì)磨、篩分、配料、混捏等)后,再經(jīng)過(guò)焙燒、浸漬、石墨化和提純等步驟,最終得到的具有高強(qiáng)度、高密度、高純度以及各向同性特性的石墨材料。
1、原料準(zhǔn)備:
生產(chǎn)等靜壓石墨的原料包括骨料和黏結(jié)劑。骨料通常選用石油焦、瀝青焦,有時(shí)也會(huì)用地瀝青焦等。為了調(diào)整產(chǎn)品性能,還可能會(huì)加入炭黑、人造石墨等添加劑。在投料前,需要對(duì)原料的特性和均勻性進(jìn)行嚴(yán)格檢查,確保原料的質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。
2、磨粉:
將骨料焦炭磨制成粒度非常細(xì)的粉末,一般要求達(dá)到20μm以下,精細(xì)的等靜壓石墨骨料顆粒直徑可達(dá)1μm。磨制過(guò)程中需要使用超微粉碎機(jī)、立式輥磨機(jī)或氣流磨粉機(jī)等設(shè)備。
3、混捏:
把磨制好的粉末和煤瀝青黏結(jié)劑按一定比例投入到加熱式混捏機(jī)中進(jìn)行混捏,使粉末焦粒表面均勻附著一層瀝青。與石墨電極生產(chǎn)相比,生產(chǎn)等靜壓石墨時(shí)混捏的瀝青量要多一些,溫度要高一些,時(shí)間也要長(zhǎng)一些。混捏完畢后,取出糊料使其冷卻。
4、成型:
先模壓再等靜壓是常見(jiàn)的工藝。先把粉末放入模具內(nèi)進(jìn)行模壓成型,得到形狀規(guī)整的預(yù)壓坯。然后將預(yù)壓坯放入橡膠模具中,密封后置于充滿(mǎn)液體或氣體的高壓容器內(nèi),通過(guò)超高壓泵打入液體或氣體介質(zhì),從各個(gè)方向?qū)椥阅>哌M(jìn)行均勻加壓,使模具內(nèi)的粉料向中心密實(shí)。目前最大工作壓力可達(dá)1050Mpa。
5、焙燒:
經(jīng)過(guò)成型后的坯體需要進(jìn)行焙燒處理,以去除其中的揮發(fā)分,提高坯體的強(qiáng)度和密度。焙燒周期相對(duì)較長(zhǎng),并且為了達(dá)到目標(biāo)密度,可能需要多次的浸漬-焙燒循環(huán)。
6、石墨化:
焙燒后的坯體還需要進(jìn)行石墨化處理,使其轉(zhuǎn)化為具有石墨結(jié)構(gòu)的材料。石墨化的周期比普通石墨長(zhǎng)得多。
7、加工:
根據(jù)具體的應(yīng)用需求,對(duì)等靜壓石墨進(jìn)行機(jī)械加工,如切割、鉆孔、打磨等,以達(dá)到所需的形狀和尺寸精度。
8、質(zhì)量檢測(cè):
對(duì)生產(chǎn)出的等靜壓石墨產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè),包括密度、強(qiáng)度、電阻率、熱膨脹系數(shù)等性能指標(biāo)的測(cè)試,確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。