[發明專利]一種高強度等靜壓石墨的制備方法

有效

• 申請號: 202011135773.2
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112358297B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 黃岱;李賀;劉百明;劉濤
• 申請（專利權）人: 中鋼新型材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/622
• 代理公司: 杭州西木子知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33325
• 代理人: 李開騰

本發明涉及高強度等靜壓石墨制備技術領域，具體為一種高強度等靜壓石墨的制備方法，其包括以下步驟：原料選取→混捏加工→碳微球混合→制備生坯→焙燒→石墨化，其中碳微球混合包括加料→預加熱→平鋪原料→氣流流動→旋轉切換→輸出，通過在碳微球混合步驟中，對糊料粉和瀝青中間相碳微球按照比例定比均勻混合，在混合過程中，通過對瀝青中間相碳微球進行預加熱，使得加熱瀝青中間相碳微球射入到平鋪的糊料粉層中，利用瀝青中間相碳微球攜帶的熱量與糊料粉層中的瀝青進行粘結，實現瀝青中間相碳微球與糊料粉的混合粘結，解決了傳統的混合設備即使混合后，也無法保證各部分瀝青中間相碳微球與糊料粉定比混合的技術問題。

技術領域

本發明涉及高強度等靜壓石墨制備技術領域，具體為一種高強度等靜壓石墨的制備方法。

背景技術

等靜壓石墨一種新型炭/石墨材料，具有一系列優異的性能，如耐高溫、耐腐蝕、強度高、導電性好、熱膨脹系數低，抗熱震性能好等特性，且具有各向同性的特點，被廣泛應用于制作直拉單晶爐熱場石墨部件，多晶硅熔煉爐石墨熱場部件，化合物半導體制造用加熱器、坩堝等部件，核反應堆堆芯結構，電火花放電加工用電極，金屬連鑄用石墨結晶器等，具有極高的工業應用價值。

現有的等靜壓石墨生產通常以經過煅燒后的石油焦或瀝青焦為骨料，以煤瀝青為粘結劑，通過原料破碎、磨粉、混捏、軋片、二次磨粉、等靜壓成型、多次焙燒和浸漬、石墨化等工序后得到。因所生產的石墨為多孔材料，還無法滿足電火花加工、精密模具等行業對材料氣孔率的高要求。已有的生產工藝采用更細的骨料、多次浸漬和焙燒來提高密度和降低氣孔率，但其浸漬增重效果有限，只能生產較小尺寸產品，且無法完全解決微氣孔缺陷。

在專利申請號為CN201810756676.1的中國專利中，公開了一種等靜壓石墨制備方法及制備裝置，所述方法包括：針狀石油焦粉碎，針狀石油焦粉煅燒，將煅燒后端針狀石油焦粉酸浸，將提純針狀石油焦粉與改性瀝青混捏，將針狀石油焦粉糊料軋片處理，針狀石油焦薄片經冷卻后破碎，將破碎后的針狀石油焦擠壓成圓柱形棒，將石油焦圓柱棒粉碎過篩，將二次石油焦粉與改性瀝青混捏，將原料混合物裝入橡膠模具中，將等靜壓成型胚體裝入包套，焙燒，得到焙燒制品，將焙燒制品放入浸漬罐中密封浸沒，得到所述等靜壓石墨，本發明提供的一種等靜壓石墨制備方法能夠顯著的降低等靜壓石墨成品的氣孔率，使得等靜壓石墨成品結構均勻，顯著提高等靜壓石墨產品的機械強度。

雖然，上述專利中公開的技術方案提供的一種等靜壓石墨制備方法能夠顯著的降低等靜壓石墨成品的氣孔率，使得等靜壓石墨成品結構均勻，顯著提高等靜壓石墨產品的機械強度，但是其在混合原料過程中，無法實現原料各組分的均勻等比混合。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種高強度等靜壓石墨的制備方法，通過在碳微球混合步驟中，利用高強度等靜壓石墨的生產用原料混合設備，對糊料粉和瀝青中間相碳微球按照比例定比均勻混合，在混合過程中，通過對瀝青中間相碳微球進行預加熱，使得加熱瀝青中間相碳微球射入到平鋪的糊料粉層中，利用瀝青中間相碳微球攜帶的熱量與糊料粉層中的瀝青進行粘結，實現瀝青中間相碳微球與糊料粉的混合粘結，解決了傳統的混合設備即使混合后，也無法保證各部分瀝青中間相碳微球與糊料粉定比混合的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高強度等靜壓石墨的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，原料選取，將煅后石油焦或瀝青焦原料破碎后磨粉，得到中位粒徑D50范圍8-15um的原料粉；

步驟二，混捏加工，將步驟一中制得的原料粉在混捏鍋內混合均勻并預熱到150℃，加入軟化點110-120℃的高溫煤瀝青作為粘結劑進行混捏，在190-200℃溫度下混捏60min后出鍋，糊料冷卻后進行二次磨粉，得到中位粒徑D50范圍25-50um的糊料粉；