[發明專利]石墨材料和石墨材料的制造方法

有效

• 申請號: 200810108925.2
• 申請日: 2008-06-06
• 公開（公告）號: CN101381232A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 西脅利幸;安田正弘;伊藤敏樹
• 申請（專利權）人: 揖斐電株式會社
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C01B31/04;F16F1/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭;李建忠

相關申請的交叉引用

本申請要求2007年6月7日提出的日本專利申請第2007-151661號 的優先權和2008年3月31日提出的日本專利申請第2008-092704號的優 先權。這些申請的主題在此以參考的方式全部引入。

技術領域

本發明涉及石墨材料和該石墨材料的制造方法。特別是，本發明涉 及一種適合作為構件的石墨材料，該構件可被精密加工為放電處理用電 極、電子零件用夾具或彈性體。

背景技術

由于石墨材料具有諸如優異的化學穩定性、耐熱性和加工特性等性 質，因此該材料已經用于許多領域，例如作為放電處理用電極、用于電 子零件的玻璃密封及釬焊的夾具和彈性體。近年來，隨著家用電器和汽 車部件的小型化，需要在用于壓模鑄造成型和塑性鑄造成型的模具上精 確地加工出薄的肋和槽、細銷和細孔等。制造這樣的精密模具需要由能 夠經受精密加工的石墨材料構成的放電處理用電極。

為了使用作為電極的石墨材料通過放電處理獲得諸如薄肋等精密形 狀，同時又不致使該電極破損，該石墨材料必須具有一定程度的強度。 而且，重要的是，為了提高待加工模具的尺寸精度，該石墨材料在放電 處理時不會因熱和外力而變形。

作為適合于這樣的用途的高強度和高密度石墨材料，日本特開平 1-97523號公報公開了使用中間相碳微球作為原料。作為制造高強度和高 密度的石墨材料的另一種方法，日本特開平4-240022號公報公開了下述 方法：以具有特定的β樹脂含量、灰分含量、水分含量、揮發物含量、 固定碳和平均粒徑的中間相碳微球為原料，在冷壓下使其成型，隨后在 預定溫度下進行燒制和石墨化。由于利用在日本特開平1-97523號公報和 日本特開平4-240022號公報中公開的制造方法獲得的石墨材料具有高強 度和高密度，因此有利之處在于，即使當這些材料被加工為諸如薄肋等 精密形狀時也不容易破損。

同時，日本特開平6-144811號公報公開了一種碳質卷簧以彌補傳統 彈簧如金屬彈簧和陶瓷彈簧的缺點。更確切地說，金屬彈簧的彈簧常數 具有較大的溫度依存性，因而通常在200℃以下使用，其耐熱性也受限于 600℃，高于該溫度強度快速下降。而且，金屬彈簧的防銹和耐化學藥品 腐蝕性能較差。陶瓷彈簧的耐熱性也受限于1000℃，并且陶瓷彈簧的抗 熱沖擊性較差。由于金屬彈簧和陶瓷彈簧均具有較高的比重，因而它們 的不利之處在于，具有金屬或陶瓷彈簧的裝置的重量較大。

獲得在日本特開平6-144811號公報中所公開的碳質卷簧的方法包 括：使能夠碳化的有機材料或有機線狀體(string?body)形成為卷形，所 述有機材料或有機線狀體中均勻分散有碳纖維、石墨須晶、石墨粉末或 無定形碳纖維等，并且所述有機材料或有機線狀體被高度增強；需要時 對所述材料進行碳前體處理；通過在惰性氣氛中的熱處理使所述材料碳 化；以及用對應預期功能的金屬被覆碳化彈簧的整個表面。碳質卷簧即 使在氧氣的存在下處于高溫時也具有優異的耐熱性和耐腐蝕性，并可以 認為具有較高的強度和可靠性。

發明內容

不過，由于在上述的日本特開平1-97523號公報和日本特開平 4-240022號公報中公開的傳統的石墨材料具有高強度和高密度，因此在 使用切削工具進行加工時，這些材料常常表現出很大的切削阻力，這往 往導致碎屑的產生。而且，由于這些材料對切削工具有很高的切削阻力， 在加工薄肋和細銷時，該石墨材料因反作用力而變形，從而又導致該材 料的厚度的精度下降。此外，當使用端銑刀或鉆孔機加工具有小角度R 的小框架的內表面或底面、薄的溝槽和深細孔等時，該端銑刀或鉆孔機 變形，這意味著不僅僅不可能實現高精度加工，而且這些切削工具本身 也常常受到損壞。

從原理上說，可以通過減少切削工具所要求的切削量來防止出現這 些問題。不過，為做到這一點，必須采取這樣一種對策，即，減小該切 削工具的進動速度或者增加該切削工具的轉速。在這樣的方法中，必須 使用具有高剛性的高性能加工機器和切削工具，所述的加工機器和切削 工具即使在高速旋轉時也能在中心處保持穩定。該方法花費較長的加工 時間。